古今元素趣谈

古今元素趣谈

自然界千姿百态，物种多样，但是组成万物的根本——化学元素却是有限的。早在3000多年以前，在古老的中国，就已经有了朴素的元素论思想，即“五行”学说。

“五行”学说认为宇宙万物都是由金、木、水、火、土这五种简单的元素构成。在殷商时期产生的、现在能辨认的甲骨文中，已经常见到“土、木、水、火”这些文字。古印度在孔雀王朝时代，也产生了“四大元素”说：即地、水、风、火。

在古代，对于物质组成的认识，基本上可以归纳为两种理论：原子论和元素论。

德谟克利特

古代对原子论影响最深远的是古希腊时代的哲学家德谟克利特。德谟克利特是希腊原子论创始人留基伯的学生，他继承并且发展了留基伯的观点，认为原子是组成物体的不可分割的最小微粒。他又对这一观点进行加工、提炼，认为万物皆由“不可分割”的原子所组成；原子在质上都是相同的，只是外形彼此不相同，这就可以解释各种物质的性质。水的原子平滑呈圆形，因此水才能流动而无固定形状。火的原子是多刺的，这就是烧灼使人痛苦的原因。自然界中物质发生变化是由于结合在一起的原子分散开来，又重新以新的形式结合的结果。

在我国公元前4世纪也产生了类似古希腊的原子论思想。最早提出原子论思想的就是墨家的创始人——墨子。

墨家认为，宇宙由充实和空虚构成，也认为宏观充实物体是由“端”即原子构成，不同种类的“端”互相结合产生世界上形形色色的物质。墨家还把虚实结合的宏观世界结构推广到微观世界里去，提出一种麻纱模型来描述微观物质结构。他们将有宏观间断的宏观连续物体描述为“有间”，而将无宏观间断的物体描述为“无间”，并认为宏观连续物体内部仍然有微观间断，就像粗看起来结构紧密的一根麻纱，实际上在它们的纤维之间有空隙一样。

另一种是元素论，是从具体事物中概括出来的，易于接受。元素说有三元素和四元素两种学说。所谓三元素，即为炼金时所用的硫、汞和帕拉塞斯加入的新要素盐。这种观点认为，万物是由盐、硫、汞三种元素以不同的比例构成的。帕拉塞斯认为，汞是挥发的液体元素；盐是不挥发、不易燃的元素；硫是易燃的元素。物质中某一种元素成分的多寡，决定了该物质的性质。四元素说是指古希腊关于世界的物质组成的学说。这四种元素是土、气、水、火。这种观点在相当长的一段时间内影响着人类科学的发展。

也正是因为有上述这些元素的观点的禁锢，元素一直没有得到人们正确的认识。以致经过了1000多年的实践和反复，人们才建立了科学的元素理论。

古代帝王为了追求所谓的长生不老，而促使了炼丹术的发展。炼丹，是企图炼制成使人长生不老的丹药。炼丹术起源于我国西汉时期，后辗转流传于阿拉伯、欧洲。然而，炼丹术本身所用的药物大多是汞、铅、砷等化合物，这些药物本身就是毒药，所以服用炼制的丹药不仅不能长生不老，反而使人断送性命。

虽然炼丹术不能得到长生不老的灵丹仙药，但是伴随着迷信炼丹术的是化学科学的兴起，这使人们的化学知识得到了提高和丰富。这是开始使用炼丹术所始料不及的。

17世纪70年代，英国化学家波意耳提出了化学元素论的科学概念。他提出化学元素是用一般化学方法，不能再分解为更简单的某些实物，是原始的、简单的物质，或者是完全纯净的物质。

波意耳

18世纪下半叶，英国的化学家普里斯特利等人发现了氧。法国化学家拉瓦锡也因此建立了燃烧的氧素理论，否定了燃素学说。

揭开元素的秘密的过程是在十分漫长的岁月中经过科学家反复艰辛的努力，在发现了氧之后，最终才真正拉开序幕的。

此后，相继发现了很多金属和非金属元素。截至1871年，已经发现的元素有63个。

1869年，俄国化学家门捷列夫发现了化学元素周期律，即元素随着原子量增加而呈现周期性变化的规律。从此化学科学形成了一个比较完整的理论体系。

20世纪以后，化学方面的研究深入到原子内部，逐步揭示了原子结构和原子核结构。元素是由同种原子组成的物质，原子最外层电子的排布决定了元素性质。质子和中子组成的原子核，原子序数即为核电荷数，与核外的电子数相同。中子个数不同的同一种元素称为同位素。

20世纪40年代，在原子和原子核结构理论的指导下，人工开始合成92号元素铀以后的新元素。截至2000年，已经人工合成出第116号元素。人们把这些人工合成的新元素称为超铀元素。

核化学以核反应和核裂变为研究对象，成功地把贱金属汞转变为金元素。

科学的发展是无止境的，人们对于化学元素的认识也正在不断地深入和延伸中。