• 《走进化学的迷宫:门捷列夫的故事》精益求精

  • 发布时间:2016-01-11 01:13 浏览:加载中
  •   门捷列夫誊清了有史以来第一张元素周期表后,便为它起名为《根据元素的原子量及其化学近似性试排的元素系统表》。

      为了使元素周期 表更加精确和完善,门捷列夫丢下《化学原理》一书的编写工作,集中全部精力攻克元素周期难题。1871年初,他又发表了一篇更有分量的论文《化学元素的周 期规律性》。论文说明了化学元素周期律的意义和运用的范畴。用门捷列夫自己的话说:“这篇论文是对元素周期性的观点和见解最好的总结,也是以后多次论述这 一理论的蓝本。”

      附载在这篇论文中的元素周期表,形式上与现代元素周期表已相差无几:竖列的是族,横排的是周期;同族元素化学性质的 相似更为清楚明白,由一个周期转入另一个周期的元素性质的变化也一目了然。门捷列夫在这篇论文中把元素周期律定义为:“元素(以及由元素所形成的单质或化 合物)的性质周期性地随着它们的原子量改变而改变。”按照现代科学理论,严格地说,元素的性质应该是随着原子核内质子的数目,即周期表内的原子序数而周期 性地改变的。由于元素同位素的百分组成或相对半度不同,序数与原子量有时出现颠倒,如第27号的钴原子量是58.9332,28号的镍却是58.7,第 52号的碲原子量是127.6,53号的碘却是126.9。当初,门捷列夫认为这些元素的原子量测得不够准确。难能可贵的是,他宁可相信元素化学性质的周 期性变化规律,也不死守按照原子量大小排列元素位置的教条,所以在周期表上仍然正确地将钴排在镍之前,碲排在碘之前……

      排第一张元素 周期表时,门捷列夫对“通用原子量”75.6的铟放在哪里举棋不定。按照原子量,它应位于砷和硒的中间,可那里却没有空位,如硬挤进去,不仅与铟的化学性 质显然不合,还将使本来适当其位的砷或硒无处栖身。最后,他只好将它放在表的下面,就像迟到的观众站在剧场门口等待领票一样。在这张周期表里,他将铟的化 合价由+2改为+3,得到原子量为113.4,排在镉与锡的中间——原先,这个位置由铀占据,他依照同样的原理,将铀的化合价由+3改为+6,原子量也扩 大一倍,从而使铟和铀都在周期表上“对号入座”、“妥善安置”了!

      此外,两年前,门捷列夫认为只有4种尚未发现的元素,而在1871年附载在“化学元素的周期规律”论文中的周期表上,他竟留下了16个未知元素位置的空格,并推测其中有5种是超铀元素。

       同年,门捷列夫又发表了一篇论文《元素的自然系统和应用它来指出尚未发现的元素的性质》。在这篇论文中,他详细论述了推测未知元素物理性质和化学性质的 方法。具体地说,某一未知元素的性质,与它的同一族的上、下两个元素的性质及同一周期的左、右两个元素的性质密切相关。例如,它的原子量约等于上、下、 左、右4个元素原子量的平均数,密度或比重也可以由此算得;它的化合价即所处族的元素的化合价,金属性比同一周期左面的元素弱而比右面的元素强,比同一族 上面元素强而比下面的元素弱;非金属性则恰恰相反。

      历来新的化学元素大多由发现者命名。可门捷列夫却没有行使所发现的元素的命名权,只是在这些元素前面的元素上加一个冠词作为新元素的代称,如“埃卡硼”、“埃卡铝”……这既表明该新元素的物理性质和化学性质,又充分体现了运用元素周期律发现的特色。

      至此,门捷列夫对元素周期律的研究已经完毕。

      他终于歇了一口气,可是随之而来的却是反响不大,甚至销声匿迹!
  • (责任编辑:中国历史网)

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