现在只要学过化学的人都知道,这都是化学元素符号啊。H那是氢,Fe那是铁、Zn,那是锌。怎么出殡还跟化学搭上边儿了呢?因为刚刚去世的就是伟大的科学家,门捷列夫。元素周期表的发现者!
那时候正是个化学工业从无到有大发展的时候,发展速度非常快。那时候化学家特别容易转变成实业家,比如诺贝尔,他家就是实业家,大炮一响黄金万两啊,著名的武器公司福波斯就是他家开的。发明制碱法的索尔维,那也发了大财。后文书还会提到这两个人。门捷列夫没想那么多,他就想在学校好好给学生们上课。
门捷列夫一头长发,长得像哈利波特里面的人物
他在大学讲坛上教授基础的无机化学。那一上手就要给学生们讲各种各样的化学元素啊。老课本过时了,新课本还没人写,门捷列夫就想自己写一本基础的化学课本。按什么线索来写呢?各种化学元素之间到底有什么联系呢?这个问题也不是没有人想过。当年英国的纽兰兹就提出过类似观点。他也认为元素之间是有规律的,不是胡来的。他发现每隔7种元素就会出现化学性质类似的情况。他就在英国皇家学会做了个报告。听完了以后,大家全乐了。人家说你太哏儿了。你打算元素也是跟音阶一样 dou lai mi fa so la ti 呢。这不胡扯吗!你可算知道按照原子量排序了。你怎么不按照拉丁字母排序啊?……
门捷列夫也会受到类似的嘲笑啊。这孩子从小爱玩儿牌。打扑克都打到化学元素上来了。门捷列夫作了很多卡片,他在每一张卡片上都写上了元素的名称、原子量、化合物的化学式和主要性质。之后,他把卡片加以系统整理。他先是把卡片分成3 组,按元素的原子量大小排列,但毫无结果。他打乱了这种组合,又把它们排成几行,再把各行中性质相似的元素排成横行。门捷列夫激动了,出现了完全没有料到的情况。每一行元素的性质都是按照原子量的增大而自上而下地逐渐变化着。例如,锌的性质与镁相近,这两个元素便排在相邻的两行中,使锌挨着镁。根据原子量,在同一行中紧挨着锌的应该是砷。如果把它直接排在锌的后面,砷就落到铝的一行中去了。但是,这两个元素在性质上并不相近。如果把砷再往下排,它就和硅相邻。
可是硅的性质又不同于砷的性质。这样,砷可以再往下排,排在磷后面。元素的排列有规律!但是,在锌和砷之间还留有两个空位,这又如何解释呢?门捷列夫激动地设想,这些空位也许属于尚未发现的元素,而它们的性质应与铝和硅很相近!他比纽兰兹更向前了一步,他发现,现在知道的61种元素并不是连续排列的,中间空着好几格呢。应该还有没有被发现的元素能够填进这些格子里。
门捷列夫在化学元素符号的简单排列中发现了规律,他把其他工作都放到了一旁,集中力量解决元素的排列问题。因为他发现表中元素的排列还不完善。
他把有关的各种学术杂志拿来,反复阅读、研究,发现杂志上关于某些化合物的性质和组成的材料,常常相互矛盾。他认为,这是对原子量的测定不准确所造成的,这也使得他的元素表中有些元素没能排在与其性质相符的位置上。
门捷列夫决定亲自进行实验。经过半年的努力,他已收集到关于元素氧化物的组成和性质的足够材料。通过深入的研究、实验和测定,门捷列夫弄清了一些元素的原子量,他发现有些的确与别人的结论不符。他按照元素的原子量把它们排在性质相近的元素行列中。
门捷列夫看到,元素有着清楚的系统性,元素的性质随着原子量的改变而改变。这样,第一张元素周期表诞生了!
门捷列夫针对元素表中的空缺,在发表的关于元素周期表的文章中,预言并详细地描述了当时科学界尚不知晓的3 种元素——类硼、类铝和类硅的性质。各国同行们不仅不接受门捷列夫的理论,反而一致指责它是纯形式主义的,只是为了便于研究而根据元素的近似性分了一下类,实际上毫无用处。
门捷列夫需要新元素的发现来证实他的预言,哪怕只证实一个。但不知这会是一个多么漫长的等待啊!
6 年后的一天,门捷列夫在翻阅法国科学院院报时,看到一篇关于勒科克发现了一种叫做镓的新元素的文章。他迫不及待地读完它,新发现的元素的性质与门捷列夫预言的类铝的性质很相似。毫无疑问,这是一个伟大的胜利!不过,法国科学家勒科克测定的镓的比重为4.7,而门捷列夫的计算却是5.9。门捷列夫写信给勒科克,告诉他,从他所发现的镓的性质看,就是6年前自己预言的类铝,并且告诉勒科克,他所测定的镓的比重不对。勒科克读了门捷列夫的信后,怎么也不明白,门捷列夫根本没有这种元素,怎么会预言这种元素可能存在呢?又怎么会断定他所测定的镓的比重是不对的呢?不过,他还是再次认真地进行了测量,结果他信服了,门捷列夫是对的!勒科克在读了6 年前门捷列夫发表的关于周期律的论文后,才完全理解自己的发现的意义:自己用实验方法证明了俄国科学家门捷列夫的预言,从而证实了门捷列夫元素周期表的正确性!镓的发现在科学家中间引起了更强烈的反响,门捷列夫和勒科克立即闻名全世界。科学家们为最初的这一胜利所鼓舞,开始探索门捷列夫预言的尚未被发现的另两种元素。欧洲的数十个实验室都在紧张地工作着,千百个科学家渴望获得不寻常的发现。
4年后,瑞典科学家尼尔森教授发现了一个新元素,它完全符合门捷列夫所描述的类硼。他把它叫做钪。门捷列夫的预言再次得到证实。俄国科学家的成就得到了世界的承认。1886 年初,德国化学家文克勒发现了新元素锗,又验证了门捷列夫的类硅预言。
虽然门捷列夫的贡献巨大,但是他没能当上俄罗斯科学院院士。因为它支持学生运动。齐宁死了之后,科学院空出一个院士的名额。教育部门的人给委员会施加压力,不许门捷列夫当选。最后投票9:10没能通过。门捷列夫也没能得到诺贝尔奖。因为评审委员会有个科学家跟门捷列夫不对头。这个人叫做阿累尼乌斯。他提出了溶液的电离学说。正因为他提出了电离学说,他的毕业论文迟迟通不过。毕不了业。他老师认为他是胡说八道。他老师不待见这个学生。可是国际上知名的学术大腕儿可是很看得起这个毕不了业的学生。甚至到学校来看他。可把他导师给吓得不轻。他当年也是学术压制的受害者,当了权以后,也挟私报复别人。他跟门捷列夫有学术争议,从中作梗,投票4:5,门捷列夫没拿到诺贝尔奖。这一年的诺贝尔奖颁发给了一个后来证明是虚假的发现。莫瓦桑一直想完成从石墨到金刚石的转变。一直做不出来。他学生为了安慰他,偷偷往容器里放了个小金刚石。他以为是他成功了。闹了个学术乌龙。老头到死都不知道学生骗他。这一年的诺贝尔奖等于十浪费了。转过年来,大家觉得这一回总轮到门捷列夫了吧。哪知道门捷列夫死了。门捷列夫说过:“天才就是这样,终身劳动,便成天才。”他真的工作到最后一天。心更发作,俄历1907 年1 月20 日,公历2月2日,门捷列夫逝世了。
门捷列夫留下了很多很多没有填上的格子。于是,大家就掀起了一股填格子的狂潮。又有谁会脱颖而出呢?下回再讲。
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