門(mén)捷列夫與元素周期表
門(mén)捷列夫與元素周期表
門(mén)捷列夫,俄國(guó)科學(xué)家,發(fā)現(xiàn)化學(xué)元素的周期性。下面是學(xué)習(xí)啦小編收集整理的門(mén)捷列夫與元素周期表以供大家學(xué)習(xí)。
門(mén)捷列夫與元素周期表
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捷列夫?qū)瘜W(xué)這一學(xué)科發(fā)展最大貢獻(xiàn)在于發(fā)現(xiàn)了化學(xué)元素周期律。他在批判地繼承前人工作的基礎(chǔ)上,對(duì)大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)進(jìn)行了訂正、分析和概括,總結(jié)出這樣一條規(guī)律:元素(以及由它所形成的單質(zhì)和化合物)的性質(zhì)隨著原子量(現(xiàn)根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)稱(chēng)為相對(duì)原子質(zhì)量)的遞增而呈周期性的變化,既元素周期律。他根據(jù)元素周期律編制了第一個(gè)元素周期表,把已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的63種元素全部列入表里,從而初步完成了使元素系統(tǒng)化的任務(wù)。他還在表中留下空位,預(yù)言了類(lèi)似硼、鋁、硅的未知元素(門(mén)捷列夫叫它類(lèi)硼、類(lèi)鋁和類(lèi)硅,即以后發(fā)現(xiàn)的鈧、鎵、鍺)的性質(zhì),并指出當(dāng)時(shí)測(cè)定的某些元素原子量的數(shù)值有錯(cuò)誤。而他在周期表中也沒(méi)有機(jī)械地完全按照原子量數(shù)值的順序排列。若干年后,他的預(yù)言都得到了證實(shí)。門(mén)捷列夫工作的成功,引起了科學(xué)界的震動(dòng)。人們?yōu)榱思o(jì)念他的功績(jī),就把元素周期律和周期表稱(chēng)為門(mén)捷列夫元素周期律和門(mén)捷列夫元素周期表。
攀登科學(xué)高峰的路,是一條艱苦而又曲折的路。門(mén)捷列夫在這條路上,也是吃盡了苦頭。當(dāng)他擔(dān)任化學(xué)副教授以后,負(fù)責(zé)講授《化學(xué)基礎(chǔ)》課。在理論化學(xué)里應(yīng)該指出自然界到底有多少元素?元素之間有什么異同和存在什么內(nèi)部聯(lián)系?新的元素應(yīng)該怎樣去發(fā)現(xiàn)?這些問(wèn)題,當(dāng)時(shí)的化學(xué)界正處在探索階段。近五十多年來(lái),各國(guó)的化學(xué)家們,為了打開(kāi)這秘密的大門(mén),進(jìn)行了頑強(qiáng)的努力。雖然有些化學(xué)家如德貝萊納和紐蘭茲在一定深度和不同角度客觀地?cái)⑹隽嗽亻g的某些聯(lián)系,但由于他們沒(méi)有把所有元素作為整體來(lái)概括,所以沒(méi)有找到元素的正確分類(lèi)原則。年輕的學(xué)者門(mén)捷列夫也毫無(wú)畏懼地沖進(jìn)了這個(gè)領(lǐng)域,開(kāi)始了艱難的探索工作。
他不分晝夜地研究著,探求元素的化學(xué)特性和它們的一般的原子特性,然后將每個(gè)元素記在一張小紙卡上。他企圖在元素全部的復(fù)雜的特性里,捕捉元素的共同性。但他的研究,一次又一次地失敗了??伤磺?,不灰心,堅(jiān)持干下去。為了徹底解決這個(gè)問(wèn)題,他又走出實(shí)驗(yàn)室,開(kāi)始出外考察和整理收集資料。1859年,他去德國(guó)海德?tīng)柋みM(jìn)行科學(xué)深造。兩年中,他集中精力研究了物理化學(xué),使他探索元素間內(nèi)在聯(lián)系的基礎(chǔ)更扎實(shí)了。1862年,他對(duì)巴庫(kù)油田進(jìn)行了考察,對(duì)液體進(jìn)行了深入研究,重測(cè)了一些元素的原子量,使他對(duì)元素的特性有了深刻的了解。1867年,他借應(yīng)邀參加在法國(guó)舉行的世界工業(yè)展覽俄羅斯陳列館工作的機(jī)會(huì),參觀和考察了法國(guó)、德國(guó)、比利時(shí)的許多化工廠、實(shí)驗(yàn)室,大開(kāi)眼界,豐富了知識(shí)。這些實(shí)踐活動(dòng),不僅增長(zhǎng)了他認(rèn)識(shí)自然的才干,而且對(duì)他發(fā)現(xiàn)元素周期律,奠定了雄厚的基礎(chǔ)。門(mén)捷列夫又返回實(shí)驗(yàn)室,繼續(xù)研究他的紙卡。他把重新測(cè)定過(guò)的原子量的元素,按照原子量的大小依次排列起來(lái)。他發(fā)現(xiàn)性質(zhì)相似的元素,它們的原子量并不相近;相反,有些性質(zhì)不同的元素,它們的原子量反而相近。他緊緊抓住元素的原子量與性質(zhì)之間的相互關(guān)系,不停地研究著。他的腦子因過(guò)度緊張,而經(jīng)常昏眩。但是,他的心血并沒(méi)有白費(fèi),在1869年2月19日,他終于發(fā)現(xiàn)了元素周期律。他的周期律說(shuō)明:簡(jiǎn)單物體的性質(zhì),以及元素化合物的形式和性質(zhì),都和元素原子量的大小有周期性的依賴(lài)關(guān)系。門(mén)捷列夫在排列元素表的過(guò)程中,又大膽指出,當(dāng)時(shí)一些公認(rèn)的原子量不準(zhǔn)確。如那時(shí)金的原子量公認(rèn)為169.2,按此在元素表中,金應(yīng)排在鋨、銥、鉑的前面,因?yàn)樗鼈儽还J(rèn)的原子量分別為198.6、196.7、196.7,而門(mén)捷列夫堅(jiān)定地認(rèn)為金應(yīng)排列在這三種元素的后面,原子量都應(yīng)重新測(cè)定。大家重測(cè)的結(jié)果,鋨為190.9、銥為193.1、鉑為195.2,而金是197.2。實(shí)踐證實(shí)了門(mén)捷列夫的論斷,也證明了周期律的正確性。
門(mén)捷列夫的元素周期表手稿在門(mén)捷列夫編制的周期表中,還留有很多空格,這些空格應(yīng)由尚未發(fā)現(xiàn)的元素來(lái)填滿。門(mén)捷列夫從理論上計(jì)算出這些尚未發(fā)現(xiàn)的元素的最重要性質(zhì),斷定它們介于鄰近元素的性質(zhì)之間。例如,在鋅與砷之間的兩個(gè)空格中,他預(yù)言這兩個(gè)未知元素的性質(zhì)分別為類(lèi)鋁和類(lèi)硅。就在他預(yù)言后的四年,法國(guó)化學(xué)家布阿勃朗用光譜分析法,從門(mén)鋅礦中發(fā)現(xiàn)了鎵。實(shí)驗(yàn)證明,鎵的性質(zhì)非常像鋁,也就是門(mén)捷列夫預(yù)言的類(lèi)鋁。鎵的發(fā)現(xiàn),具有重大的意義,它充分說(shuō)明元素周期律是自然界的一條客觀規(guī)律;為以后元素的研究,新元素的探索,新物資、新材料的尋找,提供了一個(gè)可遵循的規(guī)律。元素周期律像重炮一樣,在世界上空轟響了!
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