1860年門捷列夫在為著作《化學(xué)原理》一書考慮寫作計劃時，深為無機(jī)化學(xué)的缺乏系統(tǒng)性所困擾。于是，他開始搜集每一個已知元素的性質(zhì)資料和有關(guān)數(shù)據(jù)，把前人在實(shí)踐中所得成果，凡能找到的都收集在一起。人類關(guān)于元素問題的長期實(shí)踐和認(rèn)識活動，為他提供了豐富的材料。他在研究前人所得成果的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)一些元素除有特性之外還有共性。例如，已知鹵素元素的氟、氯、溴、碘，都具有相似的性質(zhì)；堿金屬元素鋰、鈉、鉀暴露在空氣中時，都很快就被氧化，因此都是只能以化合物形式存在于自然界中；有的金屬例銅、銀、金都能長久保持在空氣中而不被腐蝕，正因?yàn)槿绱怂鼈儽环Q為貴金屬。
于是，門捷列夫開始試著排列這些元素。他把每個元素都建立了一張長方形紙板卡片。在每一塊長方形紙板上寫上了元素符號、原子量、元素性質(zhì)及其化合物。然后把它們釘在實(shí)驗(yàn)室的墻上排了又排。經(jīng)過了一系列的排隊(duì)以后，他發(fā)現(xiàn)了元素化學(xué)性質(zhì)的規(guī)律性。
因此，當(dāng)有人將門捷列夫?qū)υ刂芷诼傻陌l(fā)現(xiàn)看得很簡單，輕松地說他是用玩撲克牌的方法得到這一偉大發(fā)現(xiàn)的，門捷列夫卻認(rèn)真地回答說，從他立志從事這項(xiàng)探索工作起，一直花了大約20年的功夫，才終于在1869年發(fā)表了元素周期律。他把化學(xué)元素從雜亂無章的迷宮中分門別類地理出了一個頭緒。此外，因?yàn)樗哂泻艽蟮挠職夂托判模慌旅抑肛?zé)，不怕嘲諷，勇于實(shí)踐，敢于宣傳自己的觀點(diǎn)，終于得到了廣泛的承認(rèn)。為了紀(jì)念他的成就，人們將美國化學(xué)家希伯格在1955年發(fā)現(xiàn)的第101號新元素命名為Mendelevium，即“鍆”。
元素周期律
元素周期律揭示了一個非常重要而有趣的規(guī)律：元素的性質(zhì)，隨著原子量的增加呈周期性的變化，但又不是簡單的重復(fù)。門捷列夫根據(jù)這個道理，不但糾正了一些有錯誤的原子量，還先后預(yù)言了15種以上的未知元素的存在。結(jié)果，有三個元素在門捷列夫還在世的時候就被發(fā)現(xiàn)了。1875年，法國化學(xué)家布瓦博德蘭，發(fā)現(xiàn)了第一個待填補(bǔ)的元素，命名為鎵。這個元素的一切性質(zhì)都和門捷列夫預(yù)言的一樣，只是比重不一致。門捷列夫?yàn)榇藢懥艘环庑沤o巴黎科學(xué)院，指出鎵的比重應(yīng)該是5.9左右，而不是4.7。當(dāng)時鎵還在布瓦博德蘭手里，門捷列夫還沒有見到過。這件事使布瓦博德蘭大為驚訝，于是他設(shè)法提純，重新測量鎵的比重，結(jié)果證實(shí)了門捷列夫的預(yù)言，比重確實(shí)是5.94。這一結(jié)果大大提高了人們對元素周期律的認(rèn)識，它也說明很多科學(xué)理論被稱為真理，不是在科學(xué)家創(chuàng)立這些理論的時候，而是在這一理論不斷被實(shí)踐所證實(shí)的時候。當(dāng)年門捷列夫通過元素周期表預(yù)言新元素時，有的科學(xué)家說他狂妄地臆造一些不存在的元素。而通過實(shí)踐，門捷列夫的理論受到了越來越普遍的重視。
后來，人們根據(jù)周期律理論，把已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的100多種元素排列、分類，列出了今天的化學(xué)元素周期表，張貼于實(shí)驗(yàn)室墻壁上，編排于辭書后面。它更是我們每一位學(xué)生在學(xué)化學(xué)的時候，都必須學(xué)習(xí)和掌握的一課。
現(xiàn)在，我們知道，在人類生活的浩瀚的宇宙里，一切物質(zhì)都是由這100多種元素組成的，包括我們?nèi)吮旧碓趦?nèi)。
可是，化學(xué)元素是什么呢？化學(xué)元素是同類原子的總稱。所以，人們常說，原子是構(gòu)成物質(zhì)世界的“基本磚石”，這從一定意義上來說，還是可以的。然而，化學(xué)元素周期律說明，化學(xué)元素并不是孤立地存在和互相毫無關(guān)聯(lián)的。這些事實(shí)意味著，元素原子還肯定會有自己的內(nèi)在規(guī)律。這里已經(jīng)蘊(yùn)育著物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論的變革。
終于，到了19世紀(jì)末，實(shí)踐有了新的發(fā)展，放射性元素和電子被發(fā)現(xiàn)了，這本來是揭開原子內(nèi)幕的極好機(jī)會�？墒情T捷列夫在實(shí)踐面前卻產(chǎn)生了困惑。一方面他害怕這些發(fā)現(xiàn)“會使事情復(fù)雜化”，動搖“整個世界觀的基礎(chǔ)”；另一方面又感到這“將是十分有趣的事……周期性規(guī)律的原因也許會被揭示”。但門捷列夫本人就在將要揭開周期律本質(zhì)的前夜，1907年帶著這種矛盾的思想逝世了。
門捷列夫并沒有看到，正是由于19世紀(jì)末、20世紀(jì)初的一系列偉大發(fā)現(xiàn)和實(shí)踐，揭示了元素周期律的本質(zhì)，揚(yáng)棄了門捷列夫那個時代關(guān)于原子不可分的舊觀念。在揚(yáng)棄其不準(zhǔn)確的部分的同時，充分肯定了它的合理內(nèi)涵和歷史地位。在此基礎(chǔ)上誕生的元素周期律的新理論，比當(dāng)年門捷列夫的理論更具有真理性。
【門捷列夫的平生】
1907年1月27日，俄國首都彼得堡寒風(fēng)凜冽，太陽黯淡無光，寒暑表上的水銀柱降到零下20多度,街上到處點(diǎn)著蒙有黑紗的燈籠，顯出一派悲哀的氣氛。幾萬人的送葬隊(duì)伍在街上緩緩移動著，在隊(duì)伍最前頭，既不是花圈，也不是遺像，而是由十幾個青年學(xué)生扛著的一塊大木牌，上面畫著好多方格，方格里寫著“C”、“O”、“Fe”、“Zn”等元素符號。
原來，死者是著名的俄國化學(xué)家門捷列夫，木牌上畫著好多方格的表是化學(xué)元素周期表??門捷列夫?qū)瘜W(xué)的主要貢獻(xiàn)。
門捷列夫生于一位有十七個子女的中學(xué)校長家庭，他排行十四。出生剛數(shù)月，父親雙目突然失明，接著又丟掉了校長的職務(wù)。微薄的退休金難以維持生計，全家搬進(jìn)附近一個村子里，因?yàn)榫司嗽谀抢锝?jīng)營一個小型玻璃廠。工人們?nèi)蹮捄图庸げＡУ膱鼍�，對他以后從事與燒杯、燒瓶打交道的化學(xué)研究產(chǎn)生很大影響。1841年秋，不滿七周歲的門捷列夫和十幾歲的哥哥一起考進(jìn)市中學(xué)，在當(dāng)?shù)剞Z動一時。不幸總愛跟隨貧苦人家。門捷列夫13歲時父親去世，14歲時工廠遭火災(zāi)化為灰燼，母親只好再次搬家，將成年的女兒們嫁出去，讓兩個兒子參加工作。1849年春，門捷列夫中學(xué)畢業(yè)，母親變賣家產(chǎn)，一心想讓小兒子上大學(xué)。在父親的一位朋友的幫助下，門捷列夫進(jìn)入彼得堡師范學(xué)院物理系。只過了一年，就成為優(yōu)等生。緊張學(xué)習(xí)之余，還撰寫科學(xué)簡評得到少量稿費(fèi)。這時他已經(jīng)失去任何經(jīng)濟(jì)支持：舅舅和母親相繼去世。1854年，他大學(xué)畢業(yè)并榮獲學(xué)院的金質(zhì)獎?wù)拢?3歲成為副教授，31歲成為教授。
使他獲得最初聲望的是《有機(jī)化學(xué)》，為了寫這本書，他幾乎兩個月沒離開過書桌。年過七旬后，積勞成疾，竟雙目半盲。每天從清晨工作到下午5：30，“中飯”后繼續(xù)工作到深夜。他是在書桌前死去的，去世時手里還握著筆。1869年元素周期律的發(fā)現(xiàn)使他名聲大噪，好多外國科學(xué)院紛紛聘請他為名譽(yù)院士。一次，有個記者問他是怎樣想出周期律的，門捷列夫聽了大笑：“這個問題我考慮了20年之久，而您卻認(rèn)為我坐著不動，5個戈比1行、5個戈比1行地排列著，突然就成功了？”
誠然，我們應(yīng)該永遠(yuǎn)銘記門捷列夫的格言：“什么是天才？終身努力，便成天才！”
名言 科學(xué)的種子，是為了人民的收獲而生長的。
沒有經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)的理論，不管它多么漂亮，都會失去分量，不會為人所承認(rèn)；沒有以有分量的理論作基礎(chǔ)的實(shí)踐一定會遭到失敗。
科學(xué)不但能“給青年人以知識，給老年人以快樂”，還能使人慣于勞動和追求真理，能為人民創(chuàng)造真正的精神財富和物質(zhì)財富，能創(chuàng)造出沒有它就不能獲得的東西。
一個人要發(fā)現(xiàn)卓有成效的真理，需要千百萬個人在失敗的探索和悲慘的錯誤中毀掉自己的生命。
天才就是這樣，終身勞動，便成天才！
科學(xué)的種子，是為了人民的收獲而生長的。
沒有加倍的勤奮，就既沒有才能，也沒有天才。
【元素周期的探索之路】
攀登科學(xué)高峰的路，是一條艱苦而又曲折的路。門捷列夫在這條路上，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)？這些問題，當(dāng)時的化學(xué)界正處在探索階段。近五十多年來，各國的化學(xué)家們，為了打開這秘密的大門，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敘述了元素間的某些聯(lián)系，但由于他們沒有把所有元素作為整體來概括，所以沒有找到元素的正確分類原則。年輕的學(xué)者門捷列夫也毫無畏懼地沖進(jìn)了這個領(lǐng)域，開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。一但他的研究，一次又一次地失敗了。可他不屈服，不灰心，堅(jiān)持干下去。
為了徹底解決這個問題，他又走出實(shí)驗(yàn)室，開始出外考察和整理收集資料。一八五九年，他去德國海德爾堡進(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。 一八六二年，他對巴庫油田進(jìn)行了考察，對液體進(jìn)行了深入研究，重測了一些元素的原子量，使他對元素的特性有了深刻的了解。一八六七年，他借應(yīng)邀參加在法國舉行的世界工業(yè)展覽俄羅斯陳列館工作的機(jī)會，參觀和考察了法國、德國、比利時的許多化工廠、實(shí)驗(yàn)室，大開眼界，豐富了知識。這些實(shí)踐活動，不僅增長了他認(rèn)識自然的才干，而且對他發(fā)現(xiàn)元素周期律，奠定了雄厚的基礎(chǔ)。
門捷列夫又返回實(shí)驗(yàn)室，繼續(xù)研究他的紙卡。他把重新測定過的原子量的元素，按照原子量的大小依次排列起來。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。他的腦子因過度緊張，而經(jīng)�；柩�。但是，他的心血并沒有白費(fèi)，在一八六九年二月十九日，他終于發(fā)現(xiàn)了原素周期律。他的周期律說明：簡單物體的性質(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關(guān)系。門捷列夫在排列元素表的過程中，又大膽指出，當(dāng)時一些公認(rèn)的原子量不準(zhǔn)確。如那時金的原子量公認(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、6.7、196.7，而門捷列夫堅(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)重新測定。大家重測的結(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)了門捷列夫的論斷，也證明了周期律的正確性。
在門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)的元素來填滿。門捷列夫從理論上計算出這些尚未發(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空格中，他預(yù)言這兩個未知元素的性質(zhì)分別為類鋁和類硅。就在他預(yù)言后的四年，法國化學(xué)家布阿勃朗用光譜分析法，從門鋅礦中發(fā)現(xiàn)了鎵。實(shí)驗(yàn)證明，鎵的性質(zhì)非常象鋁，也就是門捷列夫預(yù)言的類鋁。鎵的發(fā)現(xiàn)，具有重大的意義，它充分說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，提供了一個可遵循的規(guī)律。元素周期律象重炮一樣，在世界上空轟響了！
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