门捷列夫发现元素周期表的故事

1、年轻的化学家虽然也关注着学生运动，但更为迫在眉睫的是柴米油盐的窘迫。圣彼得堡大学因首都的政治局势关停，他失去了那个编外的职位。

2、他由此发现了气体和液体随着温度和压力转化的奥秘，提出只要降至“绝对沸点”(现在称为“临界温度”)，一切气体皆可液化。这是门捷列夫独立作出的第一项重要发现。(门捷列夫发现元素周期表的故事)。

3、1859年的春天，编外教员门捷列夫终于出国留学，拿到了为期22个月的奖学金。他并没有立即选定一个地方，而是花了数月游历西欧。行至巴黎，他相识了提出“最大功原理”的热化学家贝赛洛特、制备烷烃的有机化学家武慈和提出燃烧定氮法的杜马斯；行至慕尼黑，他与“祖师”李比希相谈甚欢；行至海德堡，他遇到了本生电池、爱伦美烧瓶和基尔霍夫定律的冠名者。

4、1860年他参加了在卡尔斯鲁厄召开的国际化学家代表大会。1861年他回彼得堡从事科学著述工作。1863年他任工艺学院教授，1864年，门捷列夫任技术专科学校化学教授，1865年他获化学博士学位。

5、门捷列夫顾不了这么多，他以惊人的洞察力投入了艰苦的探索。直到1869年，他将当时已知的仍种元素的主要性质和原子量，写在一张张小卡片上，进行反复排列比较，才最后发现了元素周期规律，并依此制定了元素周期表。

6、1875年，勒科克·德·布瓦博德兰从矿物中发现了一种从未见过的色带，凭着丰富的经验，他立刻准确地推断这是一种新元素。他将这种元素命名为镓(gallium)，这个名字来自拉丁语，意思是法国(高卢，Gallia)。(阴谋论者指责他其实是偷偷地用自己的名字给元素命名，因为勒科克的意思是公鸡，在拉丁语中拼作gallus。)勒科克想抓住这份荣耀好好品味，所以他着手提纯一份镓样品。

7、当时，许多人都在冥思苦想如何归类、组织元素，甚至已经有人解决了这个问题，虽然还不完善，他们使用的方法和门捷列夫一样。1865年，英国一位30岁左右的化学家向化学学会介绍了自己的周期表雏形，他的名字叫约翰·纽兰兹。不过一个修辞上的失误毁了他。当时人们还不知道高贵气体(从氦到氡的那列)，所以纽兰兹的周期表最上面几行每行只有7种元素，他异想天开地把这7列比作音阶中的“哆、来、咪、发、嗦、啦、西”。不幸的是，伦敦化学学会不够异想天开，所以他们把纽兰兹的“点唱机化学”奚落了一番。(门捷列夫发现元素周期表的故事)。

8、█ 推荐元素周期表和元素知识集萃(第二版)

9、可见，任何科学真理的发现，都不会是一帆风顺的，都会受到阻力，有些阻力甚至是人为的。当年，纽兰兹的“八音律”在英国化学学会上受到了嘲弄，主持人以不无讥讽的口吻问道：“你为什么不按元素的字母顺序排列?” 

10、门捷列夫提出溶液水化理论，为近代溶液学说奠定了基础。

11、1866年任彼得堡大学普通化学教授，1867年任化学教研室主任。

12、若干年后，他的预言都得到了证实。门捷列夫工作的成功，引起了整个科学界的震惊。好多外国科学院纷纷聘请他为名誉院士。一次，有个记者问他是怎样想出周期律的，门捷列夫听了大笑：“这个问题我考虑了20年之久，而您却认为我坐着不动，5个戈比1行、5个戈比1行地排列着，突然就成功了?”

13、此后，迈耶尔又做出了很大贡献，声名蒸蒸日上——在他的帮助下，不少当初不被认可的激进理论，后来得以被大众接受——而门捷列夫却越发古怪，他居然拒绝相信原子的存在。(要是他活得更久一些，肯定也会拒绝相信其他看不见的东西，比如电子和辐射。)如果在1880年左右把这两个人拿出来比较，看看谁是更伟大的理论化学家，你很可能会选择迈耶尔。那么，是什么让门捷列夫从同样发现了元素周期表的6位化学家中脱颖而出，获得了更高的历史地位呢？

14、 同一周期内，从左到右，元素核外电子层数相同，最外层电子数依次递增，原子半径递减(零族元素除外)。失电子能力逐渐减弱，获电子能力逐渐增强，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。元素的最高正氧化数从左到右递增(没有正价的除外)，最低负氧化数从左到右递增(第一周期除外，第二周期的O、F元素除外)。

15、1869年，人们知道的就只有镧系元素中的老二——铈。不过门捷列夫并没有预测“类铈”什么的，而是老实承认了自己的无奈。在他的表格里，铈后面只留下了一行行丧气的空白。后来在将新的镧系元素填进周期表的时候，他经常搞错这些元素的位置，部分是因为许多“新”元素其实是几种已知元素的混合物。似乎铈就是门捷列夫所知的世界的边界，就像直布罗陀是古代水手的边界一样，一旦越过这条界限，他们就得冒着掉进漩涡或是从地球边缘冲下去的风险。

16、本书收录了59种常见元素的1000多种化学反应式，供工作中随时查阅。是一本不可或缺的化工、采矿、冶金等行业从事化学分析人员的参考工具书。

17、联合国将2019年定为“国际化学元素周期表年”，并评价道：“元素周期表是科学史上最卓著的发现之刻画出的不仅是化学的本质，也是物理学和生物学的本质。”

18、门捷列夫是一位极富才华的科学家，足以称得上是俄罗斯民族的骄子。1860年，在考虑《化学原理》的写作计划时，门捷列夫发现无机化学缺乏系统性并深为这种混乱所干扰。为此他开始搜集每一个已知元素的性质资料和相关数据，把能找到的全都搜集在一起。在前人研究的基础上，他发现一些元素除有特性之外还有共性。

19、“俄罗斯化学之父”沃斯克列森斯基(1808年-1880年)

20、从碱金属锂Li、钠Na、钾K、铷Rb到卤族元素氟F、氯Cl、溴Br、碘J(编注：碘的化学符号后来定为I)再到碱土金属镁Mg、钙Ca、锶Sr、钡Ba，元素的化学性质依据什么样的规律发生变化？

21、元素在周期表中的位置不仅反映了元素的原子结构，也显示了元素性质的递变规律和元素之间的内在联系。使其构成了一个完整的体系，被称为化学发展的重要里程碑之一。

22、13岁那年，门捷列夫的父亲去世，母亲的玻璃厂付之一炬。

23、很快，他就在莫斯科遭遇了第一次重大的挫折。望子成龙的玛利亚把门捷列夫千里迢迢送去求学，却因“学区”规定而被莫斯科大学拒绝。次年，门捷列夫一家搬到了当时的首都圣彼得堡，再次因“学区”被圣彼得堡大学拒绝。

24、几年后，门捷列夫已经非常出名了，他和妻子离了婚，又想再娶一个。虽然保守的本地教堂告诉他必须得等7年，不过他贿赂了一位牧师，顺利举行了婚礼。从技术上说，他犯了重婚罪，可没人敢逮捕他。当地有个官员向沙皇抱怨此案中的双重标准——为门捷列夫主持婚礼的牧师被剥夺了圣职，沙皇一本正经地回答：“我允许门捷列夫拥有两位妻子，因为我只有一个门捷列夫。”不过，沙皇的忍耐也是有限的。1890年，因为同情主张暴力的左倾学生组织，自居无政府主义者的门捷列夫被剥夺职位赶出了大学。

25、早慧的化学家6岁入学，数学和科学成绩很好，文学方面平平。他在15岁中学毕业，早于规定年限，老师们不得不在他的结业证明上改成16岁。

26、事实证明，门捷列夫是个才华横溢的学生。毕业后，他在巴黎和海德堡继续学习，在海德堡，他短暂地得到过名宿本生的指导。(他们俩关系不太好，部分是因为门捷列夫脾气古怪，还有一部分是因为本生臭名昭著的实验室里嘈杂且充满难闻的烟雾。)19世纪60年代，门捷列夫回到圣彼得堡，得到了一个教授的职位，他开始思考元素的本质，这样的思考最终促成了1869年元素周期表的诞生。

27、砷是本生的初恋。虽然33号元素自古以来就声名赫赫(罗马时期就有刺客把砷涂在无花果上)，不过在本生之前，几乎没有哪个遵纪守法的化学家对这玩意儿有太深的了解。本生最开始研究的是二甲砷基，这种化学品的名字来源于希腊语的“恶臭”。本生表示，二甲砷基的确很难闻，会让他产生幻觉，“手脚会产生突然的刺痛，甚至会导致眩晕、失去知觉”。他的舌头上“覆盖了一层黑色的舌苔”。或许是出于自身安全的考虑，不久后他发明了迄今为止对付砷中毒最好的解毒剂，这种化学品是氧化铁的水合物，和铁锈有点关系。它会抓住血液里的砷，将它拽出人体。不过，常在河边走，哪能不湿鞋，一次实验中，装着砷的烧杯不慎发生了爆炸，差点儿把本生的右眼珠子给炸出来，这次爆炸让他后半辈子60年中都只能依靠一只眼睛看东西。

28、在内卡河畔的德国南部小镇，门捷列夫终于有了稳定的朋友圈：创作俄罗斯诗歌歌剧《伊戈尔王子》的博罗丁、解剖青蛙提出大脑反射的谢切诺夫，还有俄国近代化学的奠基人之一齐宁。

29、门捷列夫在醒来后立马在纸上依样画葫芦，只做了一处必要的修改。他发觉这种循环往复的变化与三角函数的跌宕起伏很相像，于是借用了函数周期的概念，将这张表格命名为——元素周期表。

30、同一周期内，从左到右，元素核外电子层数相同，最外层电子数依次递增，原子半径递减(零族元素除外)。失电子能力逐渐减弱，获电子能力逐渐增强，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。

31、当时世上为人所知的63种化学元素纷纷落在相应的格子里，组成了一张表。它们依照原子质量排列，随着质量的增加呈现出有规律的变化。

32、关于伯特格尔的流言终于传到了波兰国王、号称“强力王”的奥古斯特二世的耳朵里。国王逮捕了这位年轻的炼金术士，把他关进了城堡里，让他替王国生产金子，听起来有点像是童话里的故事。显而易见，伯特格尔没法满足国王的要求，几次徒劳无功后，这位人畜无害的小骗子发现自己快要被送上绞刑架了。为了挽救自己可怜的脖子，伯特格尔恳求国王宽恕自己。他表示，虽然他不会炼金，却懂得如何制造瓷器。

33、不可避免地，瓷器的秘密泄露了出去，伯特格尔和契恩豪斯的秘方传遍了整个欧洲。既然有了基础的化学理论，接下来的半个世纪里，手工匠人即兴发挥，又对工序进行了改良。不久后，人们一旦发现长石马上就地开采，哪怕冰天雪地的斯堪的纳维亚也不例外。在这里，人们更喜欢用瓷质的炉子，因为比起铁炉来，瓷质的炉子能达到更高的温度，保温时间也更长。为了满足欧洲蓬勃发展的制瓷业的需求，1780年，在离斯德哥尔摩十多英里外的于特比岛上，一个长石矿动工了。

34、归根结底，要厘清理论和实验谁先谁后，谁为推动科学发展做出的贡献更大，几乎是件不可能的事情。尤其是考虑到门捷列夫也作出过不少错误的预测。他真该庆幸是勒科克这样优秀的科学家先发现了类铝。如果有人揪住了他的小辫子——门捷列夫说过氢之前还有许多元素，他还信誓旦旦地说日晕中有一种叫作“coronium”的特殊元素——那俄国佬可能死无葬身之地。不过正如人们原谅古代占星家那些错误甚至自相矛盾的观测，只记得他们准确预测到了一颗闪亮的彗星，大众也倾向于只记住门捷列夫成功的预测。

35、这后来成了他的博士论文题目：《论酒精和水的化合物》。

36、从那以后，门捷列夫就对化学产生了浓厚的兴趣。

37、作者：杨莉娟，西南大学化学教育研究所研究人员

38、在1869年2月那个寒冷的俄国冬夜之前，哪些伏笔已经在人生中埋下，最终借着墨菲斯的力量显现，给予念念不忘的问题一个爆发式的回响？

39、门捷列夫的老师可气坏了，大声说：“快收起你这套魔术吧，身为教授，不在实验室里老老实实地做实验，却异想天开，摆摆纸牌就以为发现什么元素规律？”他一边说着，一边收拾东西离开了。其他人见状也纷纷站起，这场讨论就这样不了了之。

40、这本划时代的著作，分上下两卷，在门捷列夫生前改过8版，死后修至第13版，如今仍是化学专业大一新生的入门读物。书名叫做《化学原理》。

41、花了好几年时间，1878年，这位法国人终于得到了一块又好又纯的镓。镓在室温下呈固态，但它的熔点还不到30℃，这意味着如果你把它握在掌心里(人类体温约为7℃)，它就会熔化成厚厚的糊状液体，就像水银一样。像这样能让你摸到却不会把手指头烧焦的液态金属可不多。所以，继本生灯之后，镓成了化学界恶作剧的重要道具。其中一个流行的恶作剧是用镓来做汤勺，因为它看起来很像铝，却又很容易化掉。把镓勺和茶一起送到客人桌上，然后你就可以好好看戏了，客人看见格雷伯爵茶“吃掉”了茶具，一定会吓一跳。

42、由于当时高校编制的稀缺，基本上是“一个萝卜一个坑”，门捷列夫在随后的两年内担任大学的编外教员，开始了漫长的“转正”奋斗。

43、或许可以说，元素周期表的历史就是构建它的众多人物的历史。我们先从历史书中摘出几个名字，比如吉约丹医生，比如查尔斯·庞兹，又或者朱尔斯·莱奥塔尔、艾蒂安·德·希维特。你微笑起来，想着他们会不会真的听见你的呼唤。在元素周期表的先驱中，有一位值得我们奉上特殊的敬意，因为以他命名的灯使得无数异想天开的尝试得以实现，它的意义比实验室里其他任何设备都大。不过有点扫兴的是，严格来说，本生灯并不是德国化学家罗伯特·本生发明的，他只是在19世纪中期改良了设计并推广了它的使用。不过，就算撇开本生灯不谈，罗伯特·本生一辈子打过交道的危险品也够多了。

44、门捷列夫首先提出了“煤地下气化”的观点，为煤气化广泛应用开拓了前景，他曾于１８８７年８月冒险操纵气球升入高空进行探测，这种不怕牺牲的精神给人们留下了深刻的印象。

45、1869年2月的一个夜晚，门捷列夫经历了那个名垂青史的梦境：

46、1861年回彼得堡从事科学著述工作。1863年任工艺学院教授，1864年，门捷列夫任技术专科学校化学教授，1865年获化学博士学位。

47、运气是为那些不相信自己能够梦想成真的人们预备的，富人则可以创造自己的运气。

48、我们住在同一单元楼的伙伴，体内的原子半径在逐渐增大。最外层电子数都是一样的。住在最底层的伙伴，他的性格往往很活泼。比如有一个元素，叫“铯”，他住在碱金属那一单元楼里的底层，脾气却最火爆。不过，无论我们有着怎样各异的性格，人类都会用他们的智慧驯化我们，给我们找到一个人世的归宿。

49、除了薪水，门捷列夫还有意外的收获。他一直以来都对液体和溶液的基本物化性质很感兴趣。在研究酒精的过程中，他可以从精准绘制的图像中读出清晰的化合物组分，即乙醇与水分子的摩尔比。

50、1861年，门捷列夫延长留学的请求未获俄国外交部通过。当他回到圣彼得堡时，古老的帝国正在酝酿风云变革，亚历山大二世下诏废除了农奴制。

51、门捷列夫想必大家都很熟悉，提到化学，一个永远绕不过去的丰碑。

52、1866年他任彼得堡大学普通化学教授，1867年他任化学教研室主任。1893年起，他任度量衡局局长。1890年他当选为英国皇家学会外国会员。1907年2月2日，门捷列夫逝世，享年73岁。

53、门捷列夫在前人研究的基础上，根据元素性质进行各种分类、比较分析和综合归纳，终于发现元素性质与原子量之间的周期性变化，于１８６９年正式发表化学元素周期律。根据这个规律，他预见一些尚未发现的元素如锗、镓的存在和性质。元素周期律作为自然界基本定律，揭示了物质世界的秘密，大大促进了现代化学和物理学的发展，恩格斯誉之为“科学上的一个勋业”。

54、原子的核外电子排布和性质有明显的规律性，科学家们是按原子序数递增排列，将电子层数相同的元素放在同一行，将最外层电子数相同的元素放在同一列。

55、门捷列夫1834年2月7日出生于西伯利亚托博尔斯克，1907年2月2日卒于彼得堡。

56、写完《有机化学》之后，门捷列夫接下了翻译德文《技术百科全书》的校对工作，并心血来潮主笔了几个章节。他在出版界获得了惊人的声誉，身无博士学位，竟被圣彼得堡应用技术学院聘为教授。值得一提的是，该校当时的校长是著名作曲家柴可夫斯基的父亲。

57、门捷列夫元素周期表被后来一个个发现新元素的实验证实，反过来，元素周期表又指导化学家们有计划、有目的地寻找新的化学元素。至此，人们对元素的认识跨过漫长的探索历程，终于进入了自由王国。 

58、勒科克在科学期刊上公布了自己的发现，理所当然地为自己发现了这种多变的金属而自豪。1869年门捷列夫制出元素周期表以来，这是人们发现的第一种新元素。理论化学家门捷列夫读到了勒科克的发现，就企图横插一脚，他宣称勒科克之所以能发现镓，是因为他先预言了类铝。勒科克干脆利落地回答：“不，我做的才是实际的工作。”门捷列夫表示反对，德国佬和俄国佬在科学期刊上唇枪舌剑，就像连载小说里不同的角色在不同的章节中各自独白。勒科克被门捷列夫的喋喋不休激怒了，他宣称有一位法国无名氏早在门捷列夫之前就制出了元素周期表，俄国佬不过是剽窃了别人的创造——这在科学界是很重的罪名，仅次于伪造数据。(门捷列夫从来不乐意分享荣誉，相比之下，19世纪70年代，迈耶尔却在自己的作品中引用过门捷列夫的周期表，在后世的人们眼中看来，就像迈耶尔不过是步了门捷列夫的后尘。)

59、顺境的时候一定要找出路，逆境的时候才会有退路。

60、门捷列夫的这一段求学经历被死亡的阴影笼罩。1850年，玛利亚去世；1851年，富有的舅舅去世；1852年，姐姐丽莎去世；1853年，门捷列夫开始咳血，医生给他判了肺结核的死刑。

61、罗伯特·本生(《元素的盛宴：元素周期表中的化学探险史与真实故事》内页插图)

62、本书生动、全面，包含118种元素的发现史、用途、制备方法、生物作用和危险性、化学性质等方面。适合广大青少年、化学爱好者、化学等相关专业师生阅读。

63、显然，纽兰兹已经下意识地摸到了“真理女神”的裙角，差点就揭示元素周期律了。不过，条件限制了他作进一步的探索，因为当时原子量的测定值有错误，而且他也没有考虑到还有尚未发现的元素，只是机械地按当时的原子量大小将元素排列起来，所以他没能揭示出元素之间的内在规律。 

64、 原子的核外电子排布和性质有明显的规律性，科学家们是按原子序数递增排列，将电子层数相同的元素放在同一行，将最外层电子数相同的元素放在同一列。