• 门捷列夫的故事:伟大的功勋被证实

  • 发布时间:2016-01-11 00:58 浏览:加载中
  • 伟大的功勋被证实


      第二张元素周期表的问世和第一张的类似,都没有引起化学界的重视。好在这次也没有人指责门捷列夫的“不务正业”了。

      这时的门捷列夫也成熟了很多,他不再期盼着科学界的强烈反响,他只是默默地等待着,等待着那个周期表被证实的伟大的时刻的到来。

      当然,他并没有就此停止前进的脚步,首先是历时三年的无机化学教科书——《化学原理》终于完成,并交付印刷了。

      这本书的整体思路是围绕元素周期律进行的,全书有条不紊,条理清晰,不再是各种元素和其他化合物像搜集资料一般杂乱无章的堆砌了。

      《化学原理》教导我们去认识化学中的“方法和目的”。门捷列夫用成千上万的例子指出了科学是怎样推动工业向前发展,科学对于利用自然力揭示了哪些新的可能性。

      门捷列夫还将元素周期表附在书中,他坚信这张表不仅不会耽误俄罗斯化学的新一代,而且还会帮助新一代茁壮地成长。

      此刻化学元素周期表的研究告一段落。

      从1872年起,门捷列夫的研究中出现了新的课题,即气体的状态。

      原来,莫斯科彼得洛夫农林学院的一个叫雅格的学生设计了一个带阀门的变形喷水泵,阀门中的水是以脉动的形式喷出来的。这个可以使空气明显变得稀薄的水泵使俄罗斯技术协会很感兴趣。

      于是这个协会找到了门捷列夫,请他进行研究,想弄清楚水泵所造成的空气稀薄程度与空气、水流量之间的制约关系。

      有人曾经问门捷列夫,这个选题到底哪里吸引了他。

      门捷列夫回答道:“旅行家想去的地方不是风光秀丽的田园,也不是名震古今的城市,而是一个人迹未至的地方,人人都希望成为哥伦布能够发现新大陆。这个项目之所以吸引我,就是因为气体弹性知识中,还有“新大陆”没有被发现,我也想做一回哥伦布。”

      多么形象的比喻啊,要做哥伦布,岂是说说就可以的?门捷列夫为此投入了极大的热情,付出了辛勤的劳动。

      辛勤的汗水加上聪明的头脑,使门捷列夫在1873年宣布设计研制成功差式气压计,它可以测出大气压的绝对值和压力差。

      这是一个很灵敏的仪器,可以确定不足一米高度内的差。

      1874年,门捷列夫得出了理想气体状态的新方程式,并在第二年发表的论文中作了详细的阐述。

      这个方程式在能够精确应用三个著名定律,即波义耳—马略特定律、盖·吕萨克定律和阿伏伽德罗定律,可以简化关于气体和蒸汽的一切近似计算。这样会比当时闻名的克拉珀龙气体方程式更为完善。

      1875年,门捷列夫的大型专著《论气体的压力》的第一部分出版。书中讨论了气体压力研究所面临的目标,阐述了解决问题的实验方法。

      后来门捷列夫在俄罗斯化学协会及其他科学组织的会议上多次就气体的压力问题作报告、宣读论文,并在国内外发表了许多关于这些问题的论文。

      在这几年里,门捷列夫虽然一直在忙碌着研究新的课题,但是他时刻也没有放松对化学元素周期律的关注。

      功夫不负有心人,在1875年,一种新的化学元素终于被法国化学家列考克·德·布瓦博德朗发现了。

      布瓦博德朗在分析比利牛斯山的闪锌矿的提取物时,采用光谱分析法在一种陌生的紫色光线中捕捉到了一种新元素的痕迹,并在夜间得到了极小的几滴锌盐溶液,最终从中提取了一粒小到只有在显微镜下才能看见的新元素。

      又经过三个星期的奋战,布瓦博德朗终于把新元素的量积累到了一毫克,这时他已经可以肯定地说,他手中的物质的确是一种新元素,他把这种元素命名为“镓”,以荣耀自己的祖国。

      镓的发现极大地鼓舞了科学界,已经好久没有发现新元素的消息了,科学家们都很高兴,也很激动。

      门捷列夫此时的心情还掺杂了期待与忐忑,他比任何人都关注这个新元素的进展。

      不久,布瓦博德朗又在《巴黎科学院院报》上发表了他所测量的镓的一些物理和化学性质:

      原子量59.72,比重4.7,熔点30.15℃,在常温下不挥发,在空气中不起变化,对于水汽的作用还不清楚,在各种酸和碱中可逐渐溶解。

      氧化物Ga2O3,比重尚未测出,能溶于酸中,生成GaX3型的盐类,其氢氧化物能溶于酸和碱中。其盐类极易水解并生成碱或盐,所成矾类已了解到,其盐类可能被H2S和(NH4)2S所沉淀,无水氯化物比氯化锌更易挥发,沸点为215℃~220℃。

      镓是通过光谱分析发现的。

      门捷列夫看到这一消息后欣喜若狂:“这不就是我所预测的‘埃卡铝’吗?四年了,它让我苦苦地等了四年,终于出现了!”

      门捷列夫喜极而泣,他怀着激动的心情又将这篇报道看了一遍,他的目光定位在镓的物理性质上,不动了。

      “布瓦博德朗测量出的原子量是59.72,比重是4.7,和我预言的原子量是68,比重在5.9~6.0之间相差较大。这究竟是怎么回事呢?”

      门捷列夫又将他预测的“埃卡铝”的性质写出了:原子量68,原子体积11.5,金属的比重5.9~6.0,熔点低,非挥发性,不受空气作用,烧至红热时能分解水汽,将在酸液和碱液中逐渐溶解。

      氧化物公式Ea2O3,比重5.5。必能溶于酸中生成EaX3型的盐,其氢氧化物必能溶于酸和碱中。盐类有形成碱式盐的倾向,硫酸盐能成矾,其盐类能被H2S或(NH4)2S所沉淀,其无水氯化物较氯化锌更易挥发。

      本元素或许将被光谱分析法所发现。

      “镓的化学性质和它的发现方法和我的推测几乎完全吻合。到底是谁错了呢?”

      门捷列夫的大脑飞快地运转着,他思考了一切可以想到的可能性,来解释导致两者不一样的原因。

      最后,他得出的结论是:布瓦博德朗的测量有误差,或者是那块物质纯度不够。

      不久,布瓦博德朗收到了门捷列夫的来信。门捷列夫的信中说:
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