梦里想出的“元素周期表”

1.梦里想出的“元素周期表”

“H，He，Li，Be，B，C，N，O，F，Ne…”———一般人都会按照这种排列顺序背元素周期表。无论是喜欢化学还是讨厌化学的人，都会立即将化学和元素周期表联系起来进行思考，可见这两者之间是密不可分的。

然而，绝大多数人都想不到，在完善“元素周期表”的过程中，化学家们所付出的辛苦努力。

提出化学元素说的人，是被称为“近代化学之父”的法国化学家拉瓦锡。他认为：“一切物质都是由元素组成的。”为此他发表了著名的“化学元素说”。但令人遗憾的是，在元素尚未得以证实和发现之前，他就在法国政治大革命中被送上了断头台。

虽然拉瓦锡其人已死，但其论说却深入当时研究者之心。从此以后，化学元素的研究便开始逐步进行。到19世纪，英国化学家道尔顿的“近代原子说”揭开序幕之后，在原子量的精密测定下，钾、钠等元素便陆续被发现了。

新元素的发现让世人对微观世界有了新的认识，但同时新元素的逐步并大量被发现，也让化学家伤透脑筋。（到1830年，被发现的元素已经达55种之多。到目前为止，包括人造元素在内的103种元素中，其中约一半是在150年前发现的。）

因为新元素的性质纷繁复杂，化学家们既无法充分了解它们和其他元素之间的关联性，又对元素种类的增加毫无把握。

为了解开这些困惑，化学家们开始有意识地将这些元素系统地加以分类，并依序做了各种尝试。俄国化学家门捷列夫就是其中之一。

门捷列夫在学生时代便认为，“在元素与元素之间，可能存在着某种隐秘的关联”。在进入社会，任职于彼得堡大学后，他每天上午授课，下午则专心进行化学研究，以期找到化学元素彼此间关系的突破点。

由于聚精会神的研究和呕心沥血的工作，以致睡眠严重不足的门捷列夫，一天疲惫地歪在书房的沙发上打起了盹儿，并且做了个不同寻常的梦，这一梦让他终于找到了解决难题的突破点。他梦见一个非常规则的元素表清晰地呈现在他的眼前。于是，由梦中惊醒过来的门捷列夫，不自觉地大叫：

“对！由原子量小的元素开始排起，整理出来试试看！”

门捷列夫从沙发上跳起来，迷迷糊糊地就在友人信件的空白处立即将过去发现的62种元素，按原子量由小到大的顺序排列起来。

结果，令他感到万分震惊的是，他发现每隔七个元素就会出现性质相似的元素。这就是“元素周期表”的最初形态。利用这个周期表所显示的规律，可修正以往不正确的原子量或原子价。这个元素周期表是显示元素间关系的“世纪大发现”，而门捷列夫梦到元素周期表的这一天就是1869年3月1日。

观察这个周期表，门捷列夫发现其中有若干空位。他大胆预言，这些空位就是尚未发现的元素所要占的位置。1871年，他又大胆地预言将有哪些新元素会填补这些空位，并预估了其性质。这便是钙后面的元素和锌后面的两种元素。

虽然这个预言事后被证明具有先见性，但其最初并未受到瞩目。不过四年后，研究者就发现了镓（1875年），接着又陆续发现了钪（1879年）和锗（1886年）。其性质都和门捷列夫所预言的相差不远。从那以后，人们便不再对门捷列夫的元素周期表持怀疑态度了。

虽然元素周期表的发现，有利于人类解开微观世界之谜，但此表并不完善。因为在按原子量由小到大依序排列的元素中，也存在性质不相符的元素。

1913年，在门捷列夫逝世六年后，这个问题得到了彻底解决。英国年轻的物理学家摩斯雷在研究中发现，元素的性质依照原子序数来分类更合理，更科学。一直到现在，我们使用的周期表就是依照原子序数的顺序来排列的。

所谓的原子序数，其大小是由元素所拥有的质子数来决定的。例如，氢（H）的原子只有一个质子，因此其原子序数为1，位置在周期表的最顶端。同样地，锂（Li）的质子数是3，因此原子序数为3，位于周期表上的第三个位置（参考第5页的图）。

后来，研究者们依据元素的化学和物理双重性质，将元素分成碱金属、卤元素、稀有气体元素（惰性气体）等类。

考察元素名称的由来也是一件有趣的事情。近代所发现的一些元素，是以国名、地点或人名来命名的。例如，钫（Fr）和铕（Eu），是取自法国（France）和欧洲（Europe）两个英文单词，锿（Es）和钔（Md）则是取自爱因斯坦和门捷列夫的名字。