元素的周期律

元素的周期律

自然界存在着许多种元素，如金、银、铜、铁、锡、锌、汞、碳、硫等等，有的是天然的，随处可见，有的则是被从化合物中提炼出来的。

到19世纪初，科学家们发明了电解法，就是在电解槽里盛入一些化合物溶液，然后两边分别插上电源的正极与负极，再通上电。这时候，原来溶液里的化合物就会发生分解，还原为单质，并且分别附在电解槽的阴极与阳极上面，那通常是一块导体，例如铁板、镍板、石墨条等。电解法是最有效的从化合物还原单质的办法之一，直到现在还被广泛运用，例如用电解水的办法来制造氢气与氧气，用电解铝矿石与铜矿石——也就是含有铝与铜的化合物——来冶炼铝与铜，这直到今天都是最通行的炼矿法。

电解法发明后的短短40年里，就发现了30余种新元素，例如钾、钠、锂、钙、钡、钛等金属元素和硼、硒、碘、溴等非金属元素。

1860年德国化学家本生发明了光谱分析法，因为每一种元素都有自己独特的光谱线，而且在某种条件下会发射这样的光谱线。因此只要分析其光谱线就能确定是什么元素，同样，如果发现某些从来没有发现过的独特谱线，那么发射这种谱线的就可能是某种未知的新元素。到1869年，共发现了63种元素。

知道自然界存在这么多种不同的元素之后，化学家们自然而然会想到，在这些元素之间是不是有什么关系呢？是不是可以找到一条内在的线将它们连接起来呢？有许多人早就作过这种努力，如奥地利化学家贝莱纳、英国化学家纽兰兹等，而其中最伟大者则是门捷列夫。

门捷列夫

门捷列夫传

门捷列夫1834年生于俄罗斯西伯利亚的托博尔斯克，父亲是一所中学的校长，母亲名叫玛丽娅·德米特里耶夫娜，夫妇生了14个孩子，最小一个就是门捷列夫。

门捷列夫13岁时，父亲去世了，工厂又被烧了，母亲便将全部希望寄托在了自小聪明的儿子身上，亲自带儿子去首都上大学。到了首都圣彼得堡后，经过艰苦努力，最后在正好是门捷列夫父亲老同学担任校长的圣彼得堡大学附属师范学院入了学，还是官费生。

在大学里，门捷列夫是最勤奋的学生之一，也是最优 秀的学生之一，毕业时荣获金质奖章。

1857年，他在圣彼得堡大学获得了化学硕士学位后，门捷列夫留校任教。两年后，门捷列夫被派往德国的海德堡大学进修。在海德堡，他的导师就是大名鼎鼎的本生。两年后回国，1865年他获得了圣彼得堡大学博士学位，后受聘为圣彼得堡大学化学教授。

此后，他潜心化学研究，出版了《有机化学教科书》、《化学原理》等著作，其中1870年出版的《化学原理》最有名，正是在那本书里他提出了元素周期律。1890年，由于支持大学反对在学校里试行警察制度，门捷列夫辞职离校。此时他已经是俄罗斯，也是整个欧洲最伟大的科学家之一，为了避免难堪，政府当局将他请进了政府部门，1893年更任命他为国家度量衡局局长。门捷列夫死于1907年，安葬在母亲身边。

元素奇妙的周期律

门捷列夫最伟大的成就是发现了元素周期律。他是于1859年在德国留学时萌生元素周期律的想法的，10年后取得了决定性的成功，完成了他的第一张化学元素周期表。

明显地，门捷列夫是根据元素原子量的大小从小到大、从上往下排列的，例如氢（H）是1，锂（Li）是7，铍（Be）是9.4，硼（B）是11等。

完成这张表后，门捷列夫将之用法文和俄文印出来，并写成论文《元素属性与原子量的关系》，其中的主要观点如下：1、化学元素原子量的大小决定元素的化学性质。2、将各种元素按原子量的大小排列起来，将呈现明显的周期性。3、在排列中，原子量跳跃过大的地方存在新元素有待发现。4、可以根据元素在周期表中的位置修订测得不准确的原子量。

一开始它并没有被广泛接受，但到1875年8月，一位法国科学家布瓦博德朗找到了一些闪锌矿石，用光谱分析时发现里面有一种新元素，这就是镓。镓发现之后，布瓦博德朗公布了它的有关性质，不久他就接到了一个叫门捷列夫的陌生人写来的信，告诉他镓的比重不是他公布的4.7，而是5.9。布瓦博德朗大为吃惊，因为只有他手里有点儿镓呢，这人怎么知道它的比重呢？但他还是重新测量了镓的比重，竟然发现与那个人所言一致。不仅如此，那人在信中预言的镓的其他物理、化学性质竟然都相当准确！

这一下对门捷列夫理论的怀疑迅速地消失了，他的理论也很快传播开来，人们纷纷根据他的预言去寻找新元素。不久，被门捷列夫预言过的那些元素一一被发现，如1879年发现了“类硼”，这也就是钪，1886年发现“类硅”，即锗。这些新元素的性质与门捷列夫预言的几乎完全一样。至此，元素周期律就被广泛接受了，它成为化学科学最基本、最重要的理论之一。

元素周期律的发现对于化学甚至整个科学的意义是显而易见的，可以说，自化学诞生以来，事实上，直至今天，还没有哪个化学理论有如元素周期律一样对整个科学乃至人们对世界的认识有如此重要的意义，它以一种直截了当的态度向我们揭示：自然界并不是神秘的，它有其内在的规律，只要我们去寻找，就能够找到它。同时，只有找到这种规律，我们才能认识自然，使自然在人类眼中从无序混沌之境达于有序的清晰图画。