门捷列夫与元素周期表

十九世纪初期,人们已经发现了不少元素。在这些元素的状态和性质方面,有些极为相似,有些则完全不同,有些元素在某些性质方面很相似,但在另一些方面却又差别很大。化学家们很自然地产生了一种寻求元素相之间内在联系从而把元素作一科学分类的要求。科学家们在这方面作了不少的工作,曾发表了部分元素间相互联系的论述。1829年德国段柏莱纳根据元素性质的相似性,提出“三素组”的分类法,并指出每组中间元素的原子量大约等于两端的元素原子量的平均值。但他当时只排了五个三素组,还有许多元素没找到其间相互联系的规律。1864年德国迈耶按元素的原子量顺序把元素分成六组,使化学性质相似的元素排在同一纵行里。但也没有指出原子量跟所有元素之间究竟有什么联系。

1865年英国纽兰兹把当时所知道的元素按原子量增加的顺序排列,发现每个元素它的位置前后的第七个元素有相似的性质。他称这个规律叫“八音律”。他的缺点在于机械地看待原子量,把一些元素(Mn、Fe等)放在不适当的位置上而把表排满,没有考虑发现新元素的可能性。
直到1868年,迈耶发表了著名的原子体积周期性图解。都末找出元素间最根本的内在联系,但却一步步地向真理逼近,为发现元素周期律开辟了道路。
俄国化学家门捷列总结了前人的经验。经过长期研究,花了很大的精力,寻求化学元素间的规律。终于1869年发现了化学元素周期律。一位彼得堡小报的记者向他打听成功的奥秘:“你是怎样想到你的周期律的?”捷列夫哈哈笑着答道:“这个问题我大约考虑了二十年,而他们却认为,坐着不动,五个戈比一行,五个戈比一行地写着,突然就成了。

事情并不是这样!”
门捷列夫的“周期表”比纽兰兹的元素表更为复杂,也更接近我们今天认为是正确的东西。当某一元素的性质使他不能按原子量排列时,门氏就大胆地把它的位调换一下。他这祥做的根据是:元素的性质比元素的原子量更为重要。后来终于证明,他这样做是正确的。例如碲的原子量是127.61,如果按原子量排,它应排在碘的后面,因碘的原子量是126.91。但是,在周期表中,门捷列夫把碲提到碘的前面,以便使它位于性质和它极为相似的硒的下面,并使碘位于性质和碘极为相似的溴的下面。

最重要的一点,在排列不致违背既定的原则时,门捷列夫就毫不踌躇地在周期表中留出空位,并以一种似乎是非常大胆的口气宣布:位于空位的元素将来一定会被发现。不仅如此,他还用表中待填补进去的元素的。上、下两个元素的特性作为参考,指出它们的大致性状。他所预言的三种元素,还在他在世时全部都被发现了。因此,他亲眼看到了他提出的这个体系的胜利,这是多么的高兴!
1875年法国化学家德布瓦博德朗发现了第一个待填补的元素,定名为镓。
1879年瑞典化学家尼尔森发现了第二个待填补的元素,定名为钪。1886年,德国化学家文克勒又发现第三个待填补的元素,定名为锗。这三个元素的性状都和门捷列夫的预言几乎完全相符。

门捷列夫由于发现元素周期律,闻名于全世界。他光荣地担任了世界上一百多个科学团体的名誉会员。
门捷列夫的兴趣非常广泛。他对物理学、化学、气象学、流体力学等,都有许多贡献。但他的生活却十分简朴。他的衣服式样常常落后别人十年以至二十年,他毫不在乎他说:“我的心思在周期表上,不在衣服上。”
门捷列夫的一生,可用他自己的“人的天资越高,他就应该多为社服极务”来说明之。
门捷列夫1834年工月27日生于一个多子女家庭。父亲是一个中学校长。他出生那年,父亲突然双目失明,不得不停止工作。门捷列夫在艰难的环境中成长。不久,父母先后去世,门捷列夫在一个边远城市上中学。

那里教育水平很差。在大学一年级时,他是全班28名学生中的第25名。但他奋起直追,大学毕业时便跃居第一名,荣获金质奖章,二十三岁时成为副教授,三十一岁时成为教授。
门捷列夫在写作《有机化学》一书时,几乎整整两个月没有离开书桌。于1869年~1871年写成《化学原理》。他还在溶液水化理论、气体压力、液体的澎胀、气体的临界温度、煤的地下气化等方面作出了贡献。晚年为了研究日蚀和气象,他自费建造气球。气球制好后,原设计坐两人,由于充气不够,只能坐一个人。他不顾朋友的劝阻,毅然跨进气球吊蓝里,成功地观察了日蚀。这种不怕艰险献身科学的精神,深深感动了他的朋友们。
门捷列夫年过七旬后,积劳成疾,双目半盲。但他仍然每天清早开始工作,一口气写到下午五点半,饭后又接着写作。1907年1月20日清晨5时,他因肺炎逝世,时年73岁。当时他面前的写字台上还放着一本末写完的关于科学和教育的著作。在他临去世时,手里还握着笔。长长的送葬队伍,达几万人之多。队伍前面,既不是花圈,也不是遗像,而是几十位学生抬着的大木牌,牌上画着化学元素周期表—他一生的主要功绩!