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第114章 化学史上具有划时代意义的发现

◎文/李光辉

俗话说:“时势造英雄。”但是,想要成为时代的宠儿,就一定要善于思索,充分利用自己的智慧。这样,遇到难题的时候。才能势如破竹,高屋建瓴。

1857年,23岁的门捷列夫成为彼得堡大学最年轻的副教授。31岁时他获得博士学位,升为教授。

从此,门捷列夫改教无机化学课程。他决心动手编写一本“化学原理”讲义。凭着广博的知识和丰富的经验,他很快完成了第一卷的初稿,第二卷要写元素的性质,伤脑筋的问题来了,究竟该从哪儿着手呢?

当时,大多数科学家都热衷于研究物质的化学成分,尤其是醉心于发现新的元素,对化学变化数量方面的知识远远超过对其本质方面的研究。门捷列夫认为:“单纯地收集和积累事实不是科学的方法。”他确信杂乱无章的现象决不是自然的本来面目,只是人们对它的规律性还缺乏认识而已。他决心找出化学元素性质变化的规律,把它写进“化学原理”这本书中。

面对当时化学家已知的63种元素,他经过反复探索和比较,在吸取前人研究成果的基础上,他发现只有按照元素的原子量来编排元素是最理想的。因为每种元素的原子量都有确定的数值,而且彼此都不相同。接着,他又确定用元素的化合价,来比较元素的性质。

门捷列夫做了很多卡片,他在每一张卡片上都写上了元素的名称、原子量、化合物的化学式和主要性质。之后,他把卡片加以系统整理。他先是把卡片分成三组,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。

门捷列夫激动了,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。例如,锌的性质与镁相近,这两个元素便排在相邻的两行中,使锌挨着镁。根据原子量,在同一行中紧挨着锌的应该是砷。如果把它直接排在锌的后面,砷就落到铝的一行中去了。但是,这两个元素在性质上并不相近。如果把砷再往下排,它就和硅相邻。可是硅的性质又不同于砷的性质。这样,砷可以再往下排,排在磷后面。

元素的排列有规律!门捷列夫兴奋得在室内踱步。但是,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!

门捷列夫在化学元素符号的简单排列中发现了规律,他把其他工作都放到了一旁,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,反复阅读、研究,发现杂志上关于某些化合物的性质和组成的材料,常常相互矛盾。他认为,这是对原子量的测定不准确所造成的,这也使得他的元素表中有些元素没能排在与其性质相符的位置上。

门捷列夫决定亲自进行实验。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。

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。这样,第一张元素周期表诞生了!在这张表中,各元素的性质随着原子量的增加,大致呈现出周期性的变化,他并为尚未发现的元素,按比重留下了空位。

1869年,门捷列夫正式发表了世界上第一张化学元素周期表,取得了具有划时代意义的重要发现。他有幸看到自己的预想在实践中被证实。1875年,法国化学家布阿博德朗发现了镓,公布了实验结果。门捷列夫从千里之外给他去信,指出镓就是他曾预言的“类铝”,它的比重应该在5.9~6.0之间,而不是他测定的4.7,建议他重测一次。布阿博德朗非常惊奇,于是他提纯了他所得到的镓,重新测定了它的比重,果然是5.941这个消息震惊了整个化学界,这简直是未卜先知啊!

周期律的初露头角,使得许多科学家开始改变了态度。门捷列夫的周期表一印再印,仍供不应求。一些反对过他的人也向他道贺:“俄国科学界随着您闻名世界了。”

荣誉和赞扬纷至沓来。世界上许多著名的大学和学术团体授予他荣誉称号,一些著名的国家科学院选举他为本院的院士,他还荣获了戴维金质奖章。门捷列夫成了举世闻名的杰出化学家。

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