登陆注册
1754700000023

第23章 化学类发现

40.元素周期律

奇迹概览

元素周期律是自然科学的一种基本规律,也是无机化学的基础。各种元素形成有周期性规律的元素周期系,并通过元素周期表表现出来。元素周期表则是学习和研究化学的一种重要工具,它是对元素的一种很好的自然分类,反映了元素之间的内在联系。

⊙奇迹探秘:

1.既然是“元素周期律”,那么什么是元素呢?

早在纪元以前,一些哲学家就认为,宇宙中的一切东西都可以被分解成一些简单的基本物质,这就是最早的关于元素的理解。而关于元素的现代思想则是在1661年由英国化学家罗伯特·波义耳(1627-1691)首次表述的。他认为,元素是一种基本物质,它能与其他元素结合形成化合物,但它本身并不能被分解为更为简单的物质。

在化学领域,元素则是指自然界中100多种基本的金属和非金属物质。它们只由一种原子组成,其原子中的每一核子具有同样数量的质子,用一般的化学方法不能使之变得更为简单,并且单独地或组合地构成一切物质。化学中,元素的精确定义则是:具有相同核电荷数(或具有相同质子)的一类原子的总称。

走近奇迹

早在18世纪中叶到19世纪中叶,随着生产技术和科学技术的不断进步与发展,元素理论也得到了不断完善。而原子--分子学说的建立,更是为新元素的发现打开了方便之门。

1789年,法国著名化学家安托万-洛朗·拉瓦锡(1743-1794)将当时已知的33种化学元素分成了4类,并在他出版的《化学大纲》中发表了人类历史上第一张元素表。

过了30年,也就是1829年,德国化学家约翰·德贝赖纳(1780-1849)在研究元素的原子量与化学性质的时候,根据元素性质的相似性提出了“三素组”学说,就是将已知元素中的15种分成5组,每组中包含着3个性质相似的元素

1850年,德国化学家培顿科弗(1818-1901)又补充了“三素组”学说,他认为,性质相似的元素不一定只有三个,而且他还发现,性质相似的元素的原子量往往为8或8的倍数。

到了1862年,法国化学家尚古多(1820-1886)创建了“螺旋图”,提出元素性质有周期性出现的规律。应该说,螺旋图的创建,是向揭示元素周期律迈出了有力的一步。但是由于它缺乏精确性,最终并没有被化学界所接受。

1865年,英国化学家纽兰兹(1837-1898)在进行化学元素的分类研究时,发现了一个有趣的现象--从任意一个元素算起,每到第8个元素就和第1个元素的性质相近,与八度音程相似,所以他把此规律称为“八音律”。“八音律”尽管揭示了元素化学性质的周期性,但是,它并没有考虑到原子量的测量值有可能会产生的误差,而且,它也未考虑到有可能还有新元素被发现,因此,它并不算完善的周期规律。

前人的努力为俄罗斯化学家门捷列夫(1834-1907)的研究打下了良好而深厚的基础。

1868-1871年间,门捷列夫收集了大量元素性质的数据并加以整理。他抓住元素的原子量这一基本特征,来探索原子量与元素性质的关系。慢慢地,他摸到了一个规律,如果把所有当时已知的元素按照原子量递增的顺序排列起来,经过一定的间隔,元素的性质会呈现明显的周期性。终于,努力的心血没有白费,在1869年2月17日,门捷列夫发表了第一张元素周期表。同年3月,他又通过论文《元素属性和原子量的关系》阐述了元素周期律的基本要点。在这之后,门捷列夫还成功地预言了许多未知元素的性质,而若干年后,他的预言也得到了证实。

进入20世纪以来,随着科学技术的发展,人们对原子结构有了更加深刻的认识。而人们也发现,引起元素性质周期性变化的本质原因,是核电荷数的递增而非原子质量的递增,也就是核外电子排布的周期性变化导致了元素性质的周期性变化。后来,科学家们又对元素周期表进行了多处改进,并最终将其确定为现在的样式。

元素周期律和周期表的出现,使得元素之间被系统化,形成了一个有内在联系的统一体系,开创了现代无机化学的新纪元。

⊙奇迹探秘:

2.元素周期律的发现者门捷列夫是怎样的一个人呢?

德米特里·伊万诺维奇·门捷列夫(1834-1907)出生于现今的俄罗斯西伯利亚的托博尔斯克市。在他刚出生几个月,父亲便双目失明,并在他13岁的时候去世。14岁时,全家断了生计来源。尽管如此,他依然努力学习。1849年春,他中学毕业,进入俄罗斯彼得堡师范学院物理系,一年后,他成为学院的优等生。但因舅舅和母亲相继去世,他失去了所有的经济支持。他不得不在紧张学习之余,通过撰写科学简评来得到少量稿费以维持生活。1854年,他大学毕业并荣获学院的金质奖章,23岁成为副教授,31岁成为教授。

1869年,元素周期律的发现使门捷列夫名声大噪,而《有机化学》一书又成为了他的成名之作。为了写成这本书,他连续两个多月没离开书桌。另外,他还成功地预测了镭的原子数及其性质,且研制了镭制品门氡(液态镭)。在年过七旬时,他依然每天从清晨工作到下午,“午饭”后继续工作到深夜。持续的工作使得他积劳成疾,甚至双目半盲,直到他去世,他都是坐在书桌前工作,手里还握着笔。

门捷列夫有这样一句名言:“什么是天才?终身努力,便成天才!”

相关链接

【元素的符号和名称】

在古代,世界上是没有统一的元素表示符号的。起初,元素都是用一些象形符号和图形来表示。到了19世纪初,英国化学家约翰·道尔顿(1766-1844)发表原子论的时候,采用的是内部标记不同的圆圈来表示元素。大约到了1811年,瑞典化学家琼斯·雅可比·贝采里乌斯(1779-1848)建议,用元素拉丁名称的简单缩写作为元素的符号,该方法方便实用,后经1860年德国卡尔斯卢国际代表大会通过,这种表示元素的符号被永久性保留。

化学元素的外文名称都有一定的含义,有些元素是根据太阳系中的某些天体命名的,有些则是根据当时该元素的得名情况,还有一些元素的命名依据是元素本身的物理或化学特性,而有相当一部分元素的名称则来源于科学家、国家,甚至是古代传说中的鬼神的名字。在汉语里,化学元素的名称都是用一个汉字来表达的。除了金、银、铜、铁、锡、铬、硫、碳等是采用古代原有的文字外,绝大多数的元素汉语名称都是后来人们新创的字。这些新创字,一般是按照国际间通用的拉丁名称的第一音节的译音,或拉丁文的含义,在原有汉字的基础上改变或增加偏旁而成,比如Natrium,它的第一音节为Na,发音为“纳”,而又由于它是金属,所以将原来的偏旁去掉,换成金字旁,便成了“钠”。

知识百科

【元素周期律的作用】

元素周期律和周期表,揭示了元素之间的内在关系,同时也反映出元素的性质,以及元素和原子结构之间的联系。因此,在哲学、自然科学、生产实践等各个方面,元素周期律都显现出其特有的重要意义。

在哲学方面,元素周期律有力地论证了事物量变引起质变的规律性。而元素周期表则将元素纳入到一个系统之内,使之成为一个有联系的整体。通过对元素周期律和周期表的学习,可以加深对物质世界对立统一规律的认识。

在自然科学方面,元素周期律和周期表为发展物质的结构理论提供了客观依据。在化学、物理学、生物学等方面,都是重要的指导工具。

在生产实践方面,人们根据不同元素的特性制造出农药、半导体、催化剂、特种合金材料,甚至在矿物寻找中,元素周期律和周期表也发挥了巨大的作用。

同类推荐
  • 中国神话故事

    中国神话故事

    天地是如何形成的?人类万物是怎样产生的?千变万化的自然现象又该如何解释?人类又是怎样一步步征服自然的……人们通过想象来解释这一切,于是便形成了早期的神话。这些故事一代一代地传承下来,最终形成了文学宝库中一颗耀眼夺目的明珠。通过本书中那些生动离奇的故事,可以了解到我们的祖先对宇宙与自然万物形成过程的奇妙想象。
  • 许愿花的秘密(魔力校园)

    许愿花的秘密(魔力校园)

    徐佳佳是新来的转学生,她用高傲的性格掩饰自己的孤独。有一天,徐佳佳得到了许愿花的种子。她不断许愿,却发现种子居然融入了她的掌心!从国外回来的欧阳老师藏着一个可怕的秘密,他想占据城市里藏着的宝物,因此不惜将吞噬植物灵力的虫灵引入到学校……
  • 科学回眸(走进科学)

    科学回眸(走进科学)

    本套书全面而系统地介绍了当今世界各种各样的难解之谜和科学技术,集知识性、趣味性、新奇性、疑问性与科普性于一体,深入浅出,生动可读,通俗易懂,目的是使广大读者在兴味盎然地领略世界难解之谜和科学技术的同时,能够加深思考,启迪智慧,开阔视野,增加知识,能够正确了解和认识这个世界,激发求知的欲望和探索的精神,激起热爱科学和追求科学的热情,不断掌握开启人类世界的金钥匙,不断推动人类社会向前发展,使我们真正成为人类社会的主人。
  • 后天大后天

    后天大后天

    我们生活在何其神奇的一个小世界。事物与事物,就如同碗豆与有萝卜,如此不同,又如此相似。就好比雷声和彩虹;作家和画家;垃圾车和洒水车;打呼噜的猫咪和小碎花的窗帘。而每一个小孩心中,都有一个长大的愿望;每一个大人的心中,都有一个童心未泯的理想。
  • 妈妈给儿子讲的365夜经典故事

    妈妈给儿子讲的365夜经典故事

    《爸爸给儿子讲的365夜经典故事》讲述月亮升起来了,在这美妙的、无忧无虑的童年里,孩子们又可以赖在爸爸妈妈身边听故事了。《爸爸给儿子讲的365夜经典故事》中全世界的孩子们在用不同的文字阅读着这些流传百年的经典故事。因为唯有经典才能永恒,才值得珍藏,才能让小孩子受益一生。
热门推荐
  • 妈咪快逃,父皇杀来了

    妈咪快逃,父皇杀来了

    俗话说,有仇不报,非君子!她这名小女子,五年后,带着儿子来寻仇!“妈!你这是做什么?”一一不解望着他妈咪手上动作。“妈见你父皇,夜夜流连女人怀抱,怕他早晚会挂掉!所以他好生休息些时日!”夜晚降临,某妃子房中,传来一男子怒吼:“该死的女人!你给本王等着!”--情节虚构,请勿模仿
  • 对一个死者的审判

    对一个死者的审判

    光盘,广西第四、六、七届签约作家,中国作家协会会员、广西作家协会理事。获广西、全国报纸副刊好作品二等奖以上30余次。创作及出版长篇小说6部,在花城、上海文学、作家、钟山、北京文学等中国核心刊物发表作品若干,迄今共发表各类作品150余万字。
  • 爱的教育

    爱的教育

    本书是意大利著名作家德·亚米契斯一部取材于儿童生活的作品。它以日记体的形式和一个三年级小学生安利柯的口吻叙写了主人公一年之中的所历、所闻、所见和所感,抒发了乡国之感、师生之谊、亲子之爱和人与人之间的互助友爱之情,通过一个个平常又满蕴人情味的生活事件,把爱和美注入读者的心田。
  • 鉴宝迷雾

    鉴宝迷雾

    尔虞我诈的骗术,丧心病狂的杀戮,飞蛾扑火的自灭,波澜壮阔的心灵震撼,雌雄宝石究竟花落谁家?继《鉴宝疑云》之后,鉴宝风暴越演越烈…… 传世珍宝失窃,蛛丝马迹和含糊不清的犯罪动机就如同一个个线头,千丝万缕、复杂凌乱。当黑白两道和国外恐怖势力寻宝大战愈演愈烈之时,一段尘封几十年的旧上海往事浮出水面,惊天大秘密也将呼之欲出……谁才是雌雄宝石失窃案的主谋?谁才该是站在被告席上的元凶?雌雄宝石又将花落谁家?
  • 德国从统一到分裂再到统一

    德国从统一到分裂再到统一

    德国是当今颇具影响力的世界大国,也是欧洲的核心国家之一。在历史上,德国不仅数次称雄欧洲,争霸世界,给欧洲和世界造成重大灾难,而且也产生过众多享誉世界的哲学泰斗、文学巨匠、艺术奇才和科学巨擘,给人类做出了巨大的贡献。它几度兴衰、崛起的历史也因此特别令人感兴趣,值得借鉴。
  • 琴洛天下:鱼妃,不许玩暧昧

    琴洛天下:鱼妃,不许玩暧昧

    【本故事纯属虚构,如有雷同纯属巧合】她,倾国倾城,清冷深情他,君临天下,铁血无情他等待她千年前世未能相守,今生绝不相离美男们,别玩暧昧!我家男人不好惹~他最大的情敌是谁?这个么……你猜?伊琴仰望碧海蓝天,眼神深情款款,坚定的道:“洛,没有人能阻挡我们相爱,你一定要等我!”洛,我的夫,我用七魄换你我同生同死,我用三千银丝换你我一生一世,我用痴傻一回换你我缱绻千年
  • 王维·孟浩然诗选(中国历代诗分类集成)

    王维·孟浩然诗选(中国历代诗分类集成)

    王维和孟浩然都是不可多得的诗人。王维的诗歌描写山川美景,抒发融入自然的喜悦,读来清新自然;孟浩然的诗描写田园风光,表达对农家生活的热爱,读来朴质感人。他们是盛唐时期的田园山水诗的代表人物,有大量脍炙人口的诗歌流传了下来,深得大众喜爱。
  • 卑鄙的圣人:曹操7

    卑鄙的圣人:曹操7

    历史上的大奸大忠都差不多,只有曹操大不同!曹操的计谋,奸诈程度往往将对手整得头昏脑涨、找不着北,卑鄙程度也屡屡突破道德底线,但他却是一个心怀天下、体恤众生的圣人;而且他还是一个柔情万丈、天才横溢的诗人;最后他还是一个敏感、自卑、内心孤独的普通男人。
  • 狂妃之吃完不许赖

    狂妃之吃完不许赖

    “我们,黄金一万两!””上官晴朝床上的拓跋阙抛了个媚眼,笑靥如花。昨晚,你可狂野了,怎么,唯有白雪葬英雄!在惨遭灭门的那个月圆之夜,一觉醒来你居然全忘了?”上官晴早把男装穿上,望着床上一丝不挂的拓跋阙,手臂断裂,强忍住笑意,努力装出一脸的委屈,坠落万丈悬崖,“原来太子殿下竟然有断袖之癖,如今,一个因为未婚夫退婚而撞死金銮殿的花痴草包女。片段三:“叫你的人统统退下!”望着蜂拥而至的御林军,上官晴把匕首往自己的脖颈处一架,猩红的血,沉声说道。“中了媚药还敢到处乱跑,上官晴的娇躯,你可真勇敢,万一将出来散步的母猪压倒可就不好了。。”上官晴侧身避开某男的狼扑,文武医全才的她竟然重生在了天启国丞相之女的身上,素手轻轻扣上某男的脉搏。“哈哈哈哈!百里溪,不,如断了线的风筝,我应该叫你上官晴才对。冷艳的气质,我的清白可都毁在了太子殿下的手中。”长孙睿的黑眸如千年古井一般幽深,唇角勾起一抹冷笑,惊世的才华,“居然拿自己的生命来威胁本太子?你当你自己还是雪鹰国的一字并肩王吗?”片段一:上官晴的美眸冷冷地望了眼将自己团团围住的御林军,手上的匕首往自己的脖颈处轻轻一划,她重生的使命便是手刃仇敌,白皙的肌肤上顿时浮现出一抹鲜红的血痕,红白分明,也满脸惊慌。“太子殿下,分外妖娆。。“晴儿,你不能见死不救啊!”某男开始上演苦情戏。。长孙睿见状,俊脸一沉,粉身碎骨!再次睁开双眼,心中一恸,用自己的生命去威胁敌人,究竟迷了谁的眼,这是多么荒唐的行为,可是,大宇国第一才女上官晴拔出腰间的匕首,他,却不得不接受这样荒唐的要挟,她的绝代风华渐渐地被世人所发现,只因为,他在乎她的生命更甚于自己。本文美男多多,狠狠地砍向自己的手臂,女主腹黑,强大,我们之间。。。。“救命啊,此时此刻,晴儿,我中了媚药了!”某男急不可待地扑向上官晴,冲天的火,心中暗自欣喜着,终于可以光明正大扑倒晴儿了。灭门之仇不共戴天,难道说,他真的喜欢男人?“将整个怡红院送给我,她唯一能做的,我保证不会把今天的事情传扬出去的。。。。。”饶是淡定如拓跋阙,扮猪吃老虎,励志,曼妙的舞姿,宠文,带一点复仇,面对着一个个风华绝代的痴情男子,男主身心干净。”“当然,肉白骨活死人的医术,医者父母心,我怎么会见死不救呢!”上官晴拿出一包药粉递给某男,摄了谁的魂,“这里有解药一包,友情价,只有逃!
  • 姜瓖与大同兵变

    姜瓖与大同兵变

    姜瓖(?—1650),陕西榆林人。本是明朝大同镇的总兵官,在公元1644 年历史发生巨变的关键之年,他先投降李自成领导的大顺军,后又投降入关的清朝统治者,攻杀农民军。