俄国化学家门捷列夫逝世

在114年前的今天，1907年2月2日(农历1906年12月20日)，俄国化学家门捷列夫去世。

俄国化学家门捷列夫

1907年2月2日，俄国化学家德米特利伊凡诺维奇门捷列夫(1834⑴907)去世。他对化学的最重要贡献是：建立了元素周期分类法。

门捷列夫在1869年至1871年间，写成《化学原理》1书。同时深入探索了元素性质间的关系，对所有已知元素按原子量递增的顺序排列成表。这个周期表逐步成为大部份化学理论的骨架。1887年他提出溶液水化理论，是近代溶液学说的先驱，门捷列夫还研究了气体和液体的体积同温度和压力的关系，发现了气体的临界温度。

门捷列夫最大的贡献是发现了著名的化学元素周期律，众人都说他破译了元素的密码，这是怎样1回事?

在古代，东方人和西方人都认为物资是由最基本的几种元素构成的。在中国，这些元素是金、木、水、火、土。而在古希腊，则是土、气、水、火。但是到了近代，这些元素就禁不住科学的考验了。比如法国化学家拉瓦锡就证明，水可以通过氢在氧气中燃烧而生成。后来，人们还发现用电可以把水份解为氢和氧，所以水不是元素。另外一种所谓的元素空气，则被发现约1/5是氧气，其余的是不支持燃烧的其他气体(主要是氮气)，所以空气也不是元素。因此，科学家将元素定义为用化学方法不能再分解的物资。氢、氧、氮、氯、碳、硫、磷、铁、铜、金、银等才是构成物资的真正元素。

1789年，法国化学家拉瓦锡发表了33种化学元素的名单，随后在欧洲出现了1股搜索新元素的热潮，被发现的元素很快到达了60多种。这些元素性质不1，显得杂乱无章。这类情况令人们感到迷茫：这个世界上到底有多少种元素?元素之间的关系是甚么?应当如何去寻觅新的元素?

科学家进行了各式各样的努力来寻觅规律，但是结果都不理想，直至俄国化学家门捷列夫找到了破解元素的密码。当时门捷列夫面临的最大困难是：在已发现的元素中，有的原子量测得不准。这就像按人的个子高低排队时，1.8米的高个子被当做1.4米的矮个子来站队1样。许多元素当还没有被发现，就像排队时还有缺席的。要在这样排列的队伍中找出规律，真是难上加难。

但是门捷列夫没有气馁。他把当时已知道的63种元素的原子量和主要性质分别写在卡片上，再把这些卡片反复地分组排列，以寻觅其中的规律。他发现，如果把元素按原子量从小到大排列，每过1段距离就会出现1个与前面的元素性质类似的元素。这就像人按从矮到高的顺序排队时，每过几个人就会出现1个穿红衣服的人1样。不但如此，第1个穿红衣服的人后面，还顺次排着穿橙、黄、绿、青、蓝、紫衣服的人。当第2个穿红衣服的人出现后，他的后面也顺次有穿橙、黄、绿、青、蓝、紫衣服的人出现。这类色彩7人组会重复出现好几次，只不过从第3排开始，色彩7人组会被10个穿杂色衣服的人隔成两段，前面两个(红、橙)，后面5个(黄、绿、青、蓝、紫)。固然，这个重复排列的队列中，还有1些位置依然空缺。

如果把这1行人分成几段，每段都含有1个色彩7人组，再将它们平行排列，让每种色彩对齐，穿红衣服的1列，穿绿衣服的1列，把穿杂色衣服的人排在两边，就构成了1个阵列。每行里的人都按高矮排列，而每列里的人衣服色彩相同。这基本上就是门捷列夫于1869年发表的第1张元素周期表，只是要把它按顺时针方向旋转90来看。每横行叫作1个周期，里面元素的性质从金属逐步变成非金属(从红变成紫)。每纵列叫作1个族，里面的元素性质彼此类似(衣服色彩相同)。用这类列表方式，元素随着原子量上升而性质产生周期性变化的规律就清楚地显现出来了。

门捷列夫是怎样克服原子量不准的困难的呢?除亲身重新测定1些元素的原子量外，他还根据元素的性质来判断。这就像上面说的衣服的色彩1样。如果按原子量排列，穿橙色衣服的人跑到绿色的列里去了，这个原子量可能就有疑问。1个具体的例子就是元素铍。依照当时测定铍的原子量为13.5，它应当排在原子量为12的碳后面。但是根据铍的化学性质，它应当在锂(原子量7)和硼(原子量11)之间，原子量应当在9附近。后来重新测定的铍的原子量果然是9。

有时候，为了把色彩对齐，还必须在行中留出空位。门捷列夫不认为这是对周期律的破坏，反而认为是还没有发现的元素应当占据的位置。比如在锌和砷之间有两个空格，上面对应于铝和硅。他把这两个未知元素叫作类铝和类硅，并且依照它们在周期表中的位置和上下左右邻居元素的性质，推测出这两种元素的性质。这两种元素后来果然被发现了，分别叫作镓和锗。它们的性质也和门捷列夫预测的几近1模1样!

这些事实说明，门捷列夫破解了元素的密码!这具有极大的理论意义和实用价值。每种元素都在周期表中找到了自己的位置。已被填满的行和列中不会有新的元素，而空格不但能预示还没有发现的元素，还能根据它们在周期表里的位置推测出它们的性质，这就极大地加速了寻觅这些未知元素的进程。不过，在门捷列夫的时期，人们还不知道原子的结构，所以他其实不知道这类规律背后的真正缘由，也不知道如何处理那些穿杂色衣服的人，也就是后来所说的过渡元素。

通过英国科学家莫斯莱的工作，人们才发现原子核里的正电荷数目(即原子序数)决定了元素的化学性质。周期表所反应的，实际上是元素随原子序数上升时，最外层电子数的周期性变化。在此之前，门捷列夫根据不完全准确的原子量和有空位的序列发现了元素周期律，体现出他敏锐的洞察力和充满智慧的想象力。