元素周期表的诞生

本文转自：解放军报

元素周期表的诞生

■丛士杰李芮

莫双辉绘

在化学界，元素周期表的重要地位就仿佛是武侠小说中，武林人士手里的武功秘籍。

宏观地讲，我们所接触到的物质都由元素组成。人们在元素周期表的指导下，利用元素之间的一些规律性知识来分类学习物质的性质，了解物质之间的内在联系，使化学研究变得有规律可循。

说起元素周期表，就不得不提到它的创制者——门捷列夫。150多年前，俄罗斯科学家门捷列夫制作出了世界上第一张真正意义上的元素周期表。元素周期表的发现，是近代化学史上的一个创举，对于促进化学的发展，起到了重要作用。

事实上，第一个发现元素规律的人并不是门捷列夫。

1789年，科学家拉瓦锡通过实验发现33种元素并为其命名，同时对元素的性质进行了一系列的检验，并提出了历史上第一个化学元素表。不过要注意的是，这张表还不能称为化学元素周期表，这张表上并没有体现出元素周期性的规律。到了1829年，德国化学家德贝莱那提出了“三素组”学说。在当时人类一共发现的54种元素中，德贝莱那发现，钙、锶、钡这3种元素的化学性质非常相似，而且其原子量的数值呈等差数列，也就是说，这些元素的排列是有规律可循的。但遗憾的是，在当时化学界都热衷于探寻新元素的背景下，这些发现并没有得到足够的重视。

不过，有一个人注意到了这些规律，这就是当时还是一名普通大学化学教授的门捷列夫。对元素性质痴迷的他，除了上课时间，把所有时间都投入到了元素周期律的寻找中。

他自制了一副纸牌，将已发现的元素名称和性质记录在纸牌上。一有时间，他就把这些纸牌拿出来摆弄，试图让这些元素能够进行有规律地排列。在经过了无数次的尝试和失败后，他成功地排列出了自己的元素周期表：在表格里，他把元素按照原子量的递增关系分成了若干个周期，排在同一列的元素又分成性质相似的一个个族。

1869年，门捷列夫向俄罗斯化学会提交了一份名叫《元素的性质与其原子量的关系》的报告，报告中发表了他所创制的元素周期表并阐述了元素周期变化的规律。

值得注意的是，门捷列夫不顾当时已经公认的“完全按照原子量的大小排列”这一准则，而是严格遵守了“同族元素性质相近”这一规律进行排列。此外，他还在表格上留下了4个空位，认为这是还没有被发现的元素，并参考他预测到的元素性质提前进行了命名。

他的预言应验了。

1875年，法国化学家布瓦德朗发现了一种新元素——镓。门捷列夫知道这个消息后很兴奋，但详细了解后，发现其元素性质与自己推测的并不一致，于是便给布瓦德朗写了一封信：“先生您发现的镓应该就是我预测的类铝，但是这个元素所占的比重应该是5.9，与您测得的并不一致，我想是物质纯度不太够的原因吧，请您再做一次实验。”随后，布瓦德朗又重新做了一次实验，新的实验结果与门捷列夫的预测惊人的一致。

自此之后，先后又有许多元素被发现，元素周期表也随之不断更新。到目前为止，元素周期表中正式命名的元素已有114种。

时至今日，人们还在用元素周期律来推测已发现和未发现的放射性元素的性质。门捷列夫与世长辞已有一百多年，但是他的元素周期表将随着人类文明的发展永存于世。