书城教材教辅培养青少年化学爱好的故事(启发青少年的科学故事集)
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第3章 门捷列夫发明元素周期表

门捷列夫(1834~1909)生于俄国西伯利亚的托皮斯克布一个中学教员家庭。他的学习热情很高又注重实践,因此他的学习成绩一直优异。后来成为俄国着名的化学家。1866年他被选任圣彼得堡大学的化学教授,并出版了着名的教科书——《化学原理》,此后,他一直致力于完善元素周期表。门捷列夫创制的化学元素周期表,第一次对已发现的元素进行了系统的归纳和总结。

门捷列夫于德国海德堡大学毕业后,拒绝了德国多个着名研究机构的聘请,毅然回国在彼得堡大学任教。

彼得堡大学的原教材十分陈旧,不能反映当时世界的最新成果。门捷列夫的第一个任务,就是赶快为学生们编写一本系统的化学教材。门捷列夫在编写这本名为《化学原理》的教材第一卷时十分顺利,但在编撰第二卷“化学元素的描述”时,却遇到了意想不到的麻烦。

当时,64种已知元素的内部结构已经被揭示出来,但还没有人指出这些已知元素之间的关系。以前的教科书都只是简单地按各元素发现时间的先后,或者按它们在自然界含量的多少来排列。门捷列夫不希望自己的课堂成为杂货铺,胡乱对学生们介绍一通。而且,他还隐隐觉得,这些已知元素本身具有一种客观存在的序列,自己的讲义应该正确反映出这种科学规律。

可是,64种元素无论怎么排,总无法找到它们之间的规律。门捷列夫一时不能找到第二卷的门径,只能一边按旧的教材上课,一边向学生们陈述自己的看法,同时加紧研究。

门捷列夫把记载着64种元素特征的卡片摊开在工作台上,像玩扑克牌般排了又拆,拆了又排,但始终无法解决自己追求的元素序列之迷。

一天,门捷列夫的好友,彼得堡大学地质学教授依诺斯特兰采夫来拜访他。

“您在忙什么,在玩牌吗?”依诺斯特兰采夫见门捷列夫手里拿着扑克牌的卡片,神情有些忧郁地站在书桌边。

别人在玩扑克牌的时候,或是兴高采烈,或是漫不经心,可是没有人会像门捷列夫那样煞费苦心、绞尽脑汁的!

门捷列夫向依诺斯特兰采夫说起了他的工作,最后,他有点沉痛地补充到:“一切都已经想好了,可还是不能制成表。”

门捷列夫感觉自己现在已经站在科学真理的大门口,却总是找不到打开大门的钥匙。转眼到了第3个年头,64张卡片早已换过两遍。但还有那么三四张无法跟门捷列夫设想的规律吻合。为了突破这最后一关,门捷列夫把自己关在工作室里,一连三天三夜没出门一步,也不让任何人进门。他做出了无数种设想又一次次推翻,那三四个元素总无法顺利排入表格。

夜深了,门捷列夫迷迷糊糊地睡着了。梦中,他还在继续摆着3年多来魂牵梦察的元素表。

他分明看到,那张表格上余下的格子里,几种闪着奇异光泽的金属正在闪现,它们闪着闪着,忽然间全不见了,格子里一片空白。门捷列夫一下子惊醒过来,豁然开朗:这64种元素绝对不会是自然元素的全部!他急忙把梦中那几个格子空出来,整个元素的序列立刻展现出它们固有的规律。门捷列夫终于完成了“元素周期表”,把自己的事业推到了一个新的高度。

门捷列夫把余下的空格命名为“类硼”、“类铝”、“类硅”,并预言了它们的特性和化学数据。17年后,科学家们分别在闪锌矿里提炼出新元素键,发现了新元素钦,又在银矿石里找到与银共生的元素锗,它们的化学特性分别跟门捷列夫描述的“类硼”、“类铝”、“类硅”一模一样,为“元素周期表”的完善提出了有力的佐证。