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东岳的博客

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化学元素外传——你不了解的化学天才  

2016-05-18 21:07:46|  分类: 自然与时尚 |  标签: |举报 |字号 订阅

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化学元素外传——你不了解的化学天才  
 

        1907年的一天,圣彼得堡寒风凛冽,一大群人走在冰冻的街道上。气温足有零下二十度,一大帮子学生为他们的老师举行葬礼。年轻人们走在最前边,手里举着一个大牌子,奇怪的是,这次最前面的大牌子上不是遗像花圈,而是一个个的方格子,上面写着H、Fe、Zn……。怎么出殡还跟化学搭上边儿了呢?因为刚刚去世的就是伟大的科学家——门捷列夫。元素周期表的发现者!

化学元素外传——你不了解的化学天才

门捷列夫1834年2月8日—1907年2月2日

门捷列夫出生在寒冷的西伯利亚,家中有着14个兄弟姐妹,他是最小的一个。父亲在他13岁时去世,为了生计,年龄尚小的门捷列夫从母亲手里接过了本地的玻璃厂,异常大胆的管着工厂工人,后来火灾降临,工厂被毁。没了生计,母亲便把最后的希望寄托在小儿子身上,母亲用马驮着他,穿过白雪皑皑的乌拉尔山脉,穿过戈壁荒原,把儿子送到了1200英里外的莫斯科,希望儿子接受良好的教育,但当地大学却因门捷列夫不是本地人拒绝了。这位顽强的母亲又让儿子重回马背,又走了400英里,把门捷列夫送到了圣彼得堡,这里有门捷列夫亡父的母校。门捷列夫刚入学,母亲便撒手人寰。

事实证明,门捷列夫是一个才华横溢的孩子。毕业后的他在巴黎和海德堡继续专研学习,还短暂的得到了化学大师本生(就是发明本生灯和光谱仪的那位)的指点,后来他两人关系不太好,部分是因为门捷列夫性格古怪,还有一部分是臭名昭著的实验室和难闻的烟雾。60年代,门捷列夫回到了圣彼得堡,在这段不错的日子里,他开始思考元素的本质,这样的思考最终促成了元素周期表的形成。

化学元素外传——你不了解的化学天才

俄罗斯门捷列夫化学化工学院

在那个年代,许多人都在冥思苦想该如何归纳,联系元素,甚至已经有人解决了这个问题,虽然还不太完善。其中就包括悲催的纽兰兹(英国化学家),他发现每隔7种元素就会出现化学性质类似的情况,并把这比作音阶里的duo la mi fa suo la xi向英国皇家学会作了报告,不幸的是,他受到的是学会成员一听就乐了,你这不是胡扯么,把化学元素当点唱机啊?

化学元素外传——你不了解的化学天才

纽兰兹

纽兰兹 英国分析化学家和工业化学家。在门捷列夫之前发现并研究了化学元素性质的周期性。

化学元素外传——你不了解的化学天才

纽兰兹的元素表

门捷列夫成功当然也有他的原因,他在实验室几乎琢磨了一生,在那个时代,没有谁比他更深刻的了解各元素的性质,他俨然就是一本化学元素百科全书。他把元素的各种性质写在卡片上,打乱重组排序,这下,激动人心的时刻到来了,他先是把卡片分成3组,按元素的原子量大小排列,但毫无结果。他打乱了这种组合,又把它们排成几行,再把各行中性质相似的元素排成横行。这下可不得了,出现了完全没有料到的情况。每一行元素的性质都是按照原子量的增大而自上而下地逐渐变化着。元素的排列有规律!但是,例如在锌和砷之间还留有两个空位,这又如何解释呢?门捷列夫激动地设想,这些空位也许属于尚未发现的元素,而它们的性质应与铝和硅很相近!

他比纽兰兹更向前了一步,他发现,现在知道的61种元素并不是连续排列的,中间空着好几格呢。应该还有没有被发现的元素能够填进这些格子里。随后,他把其他工作都撂到了一旁,集中力量解决元素的排列问题。因为他发现表中元素的排列还不完善。他把有关的各种学术杂志拿来,各种阅读、各种研究,发现杂志上关于某些化合物的性质和质量,常常牛头不对马嘴,相互矛盾。于是门捷列夫决定亲自出马进行实验。经过半年的努力,他已收集到关于元素氧化物的组成和性质的足够材料。通过深入的研究、实验和测定,门捷列夫弄清了一些元素的原子量,他发现有些的确与别人的结论不符。

他按照元素的原子量把它们排在性质相近的元素行列中。Then门捷列夫看到,元素有着清楚的系统性,元素的性质随着原子量的改变而改变。就这样,第一张元素周期表诞生了!

化学元素外传——你不了解的化学天才

第一张元素周期表(元素是竖着排列的)

虽然门捷列夫的贡献巨大,但是他没能当上俄罗斯科学院院士。因为它支持学生运动。。教育部门的人给委员会施加压力,不许门捷列夫当选。最后投票9:10没能通过。门捷列夫也没能得到诺贝尔奖,因为评审委员会有个科学家跟门捷列夫不对头,这个人叫做阿伦尼乌斯,他提出了溶液的电离学说。正因为他提出了电离学说,他老师认为他是胡说八道,他的毕业论文迟迟通不过,毕不了业。他逆袭以后,也挟私报复别人,他跟门捷列夫有学术争议,从中作梗,投票4:5,门捷列夫没拿到诺贝尔奖。这一年的诺贝尔奖颁发给了一个后来证明是虚假的发现,莫瓦桑一直想完成从石墨到金刚石的转变,一直做不出来,他学生为了安慰他,偷偷往容器里放了个小金刚石。他以为是他成功了,闹了个学术乌龙,老人家到死都不知道学生骗他,这一年的诺贝尔奖等于浪费了。转过头来,大家觉得这一回总轮到门捷列夫了吧。哪知道门捷列夫死了。门捷列夫说过:“天才就是这样,终身劳动,便成天才。”他真的工作到最后一天。心梗发作,1907年2月2日,门捷列夫逝世了。

门捷列夫留下了很多很多没有填上的格子,一时间,新元素的发现成为热议,一股填格子的狂潮随之席卷而来。

(来源:新时讯

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