元素周期律是怎么被发现的？

元素周期表里的元素是怎么被发现出来的~

宇宙万物是由什么组成的?古希腊人以为是水、土、火、气四种元素,古代中国则相信金、木、水、火、土五种元素之说.到了近代,人们才渐渐明白：元素多种多样,决不止于四五种.18世纪,科学家已探知的元素有30多种,如金、银、铁、氧、磷、硫等,到19世纪,已发现的元素已达54种.
　　人们自然会问,没有发现的元素还有多少种?元素之间是孤零零地存在,还是彼此间有着某种联系呢?　　当时俄罗斯科学家门捷列夫发现元素周期律,揭开了这个奥秘.
　　原来,元素不是一群乌合之众,而是像一支训练有素的军队,按照严格的命令井然有序地排列着,怎么排列的呢?门捷列夫发现：元素的原子量相等或相近的,性质相似相近；而且,元素的性质和它们的原子量呈周期性的变化.　　门捷列夫激动不已.他把当时已发现的60多种元素按其原子量和性质排列成一张表,结果发现,从任何一种元素算起,每数到8个就和第一个元素的性质相近,他把这个规律称为“八音律”.
　　门捷列夫是怎样发现元素周期律的呢?
　　1834年2月7日,伊万诺维奇·门捷列夫诞生于西伯利亚的托波尔斯克,父亲是中学校长.16岁时,进入圣彼得堡师范学院自然科学教育系学习.毕业后,门捷列夫去德国深造,集中精力研究物理化学.1861年回国,任圣彼得堡大学教授.
　　在编写无机化学讲义时,门捷列夫发现这门学科的俄语教材都已陈旧,外文教科书也无法适应新的教学要求,因而迫切需要有一本新的、能够反映当代化学发展水平的无机化学教科书.
　　这种想法激励着年轻的门捷列夫.当门捷列夫编写有关化学元素及其化合物性质的章节时,他遇到了难题.按照什么次序排列它们的位置呢?当时化学界发现的化学元索已达63种.为了寻找元素的科学分类方法,他不得不研究有关元素之间的内在联系.
　　研究某一学科的历史,是把握该学科发展进程的最好方法.门捷列夫深刻地了解这一点,他迈进了圣彼得堡大学的图书馆,在数不尽的卷帙中逐一整理以往人们研究化学元素分类的原始资料……
　　门捷列夫抓住了化学家研究元素分类的历史脉络,夜以继日地分析思考,简直着了迷.夜深人静,圣彼得堡大学主楼左侧的的门捷列夫的居室仍然亮着灯光,仆人为了安全起见,推开了门捷列夫书房的门.
　　“安东!”门捷列夫站起来对仆人说：“到实验室去找几张厚纸,把筐也一起拿来.”
　　安东是门捷列夫教授家的忠实仆人.他走出房门,莫名其妙地耸耸肩膀,很快就拿来一卷厚纸.
　　“帮我把它剪开.”
　　门捷列夫一边吩咐仆人,一边动手在厚纸上画出格子.
“所有的卡片都要像这个格于一样大小.开始剪吧,我要在上面写字.”
　　门捷列大不知疲倦地工作着.他在每一张卡片上都写上了元素名称、原于量、化合物的化学式和主要性质.筐里逐渐装满了卡片.门捷列夫把它们分成几类,然后摆放在一个宽大的实验台上.
　　接下来的日子,门捷列夫把元素卡片进行系统地整理.门捷列夫的家人看到一向珍惜时间的教授突然热衷于“纸牌”感到奇怪.门捷列夫旁若无人,每天手拿元素卡片像玩纸牌那样,收起、摆开,再收起、再摆开,皱着眉头地玩“牌”……
　　冬去春来.门捷列夫没有在杂乱无章的元素卡片中找到内在的规律.有一大,他又坐到桌前摆弄起“纸牌”来了,摆着,摆着,门捷列夫像触电似的站了起来,在他面前出现了完全没有料到的现象,每一行元素的性质都是按照原子量的增大而从上到下地逐渐变化着.
　　门捷列夫激动得双手不断颤抖着.
“这就是说,元素的性质与它们的原子量呈周期性有关系.”门捷列夫兴奋地在室内踱着步子,然后,迅速地抓起记事簿在上面写道：“根据元素原子量及其化学性质的近似性试排元素表.”
　　1869年2月底,门捷列夫终于在化学元素符号的排列中,发现了元素具有周期性变化的规律.同年,德国化学家迈尔根据元素的物理性质及其他性质,也制出了一个元素周期表.到了1869年底,门捷列夫已经积累了关于元素化学组成和性质的足够材料.
　　元素周期律一举连中三元,使人类认识到化学元素性质发生变化是由量变到质变的过程,把原来认为各种元素之间彼此孤立、互不相关的观点彻底打破了,使化学研究从只限于对无数个别的零星事实作无规律的罗列中摆脱出来,从而奠定了现代化学的基础.

元素周期律的发现
门捷列夫一生勤奋地从事化学研究，终于发现了自然科学的重要定律之一——元素周期律，并据此预见了一些当时尚未发现的元素。元素周期律还指导了对元素及其化合物性质的系统研究，成为现代有关物质结构理论发展的基础。
1834年2月8日，门捷列夫生于俄国贫寒的中学教员家庭。他天资聪颖，勤奋好学，少年时父亲去世，由母亲抚养，母亲希望日后他能成为一个对社会有用之才。1855年，门捷列夫毕业于彼得堡师范学院，当过中学化学教师。1859年至1861年在德国海德大学进修，在那里，门捷列夫结识了一大批著名的化学家，有德国的，还有法国、意大利的。他们有关区别原子量与分子量的主张对门捷列夫产生了重大影响。回国后，他在著名的彼得堡大学任教，博学多才的他，讲授的课程妙趣横生，深受学生喜爱。不久他就成为彼得堡大学首屈一指的化学教授。与此同时，他还在研读前人的科学论著，搜集了大量的科学文献资料。
1869年，门捷列夫开始教授无机化学这门课程。他发现这门课的内容太陈旧，迫切需要一本能反映最新科学发展水平的无机化学教科书。于是，他决定编一本新的教材，并取名为《化学原理》。经过两年的努力，他完成了《化学原理》第一卷，但是，当他从事第二卷的著述时，遇到了困难。这一卷要论述到化学元素的性质，可是，它们的次序应该怎样排列呢?当时化学家们在论述这个问题时，有的先讲氢，因为它最轻；有的先讲氧，因为它最为常见；有的先讲铁，因为它使用得最多。门捷列夫认为：之所以产生这种现象，是因为化学家们还不清楚化学元素之间排列的规律。他决心找出化学元素性质变化的规律，并把它写进《化学原理》中去。
为此，门捷列夫制作了60多张卡片，在每张卡片上都写了该元素的名称、原子量、化合物的化合价和主要性质以及有关它的已知材料。以什么为依据来编排元素的顺序呢?经过反复比较，门捷列夫终于发现只有按照元素的原子量来编排才是最理想的，因为每种元素的原子量都有确定的数值，而且当时已经知道的60多种元素的原子量彼此都不相同。他排成了一张表，在这张表中，各种元素的性质随着原子量的增加，而大致呈现出周期性的变化。
然而，在排列过程中，门捷列夫遇到了一些特殊情况。这些情况很难处理。比如铍这个化学元素，如果按原子量顺序来排列，应该插在碳和氮之间，但显然是多余的；而锂和硼之间，却又好像少了一个元素。“会不会是铍的原子量弄错了呢?”门捷列夫大胆地提出了这个疑问。铍的当量是4.5，这是通过实验得到的不会有问题，但化合价是推测出来的。当时人们认为铍的性质像铝，因而把它的化合价与铝定为一样，都是+3价，而原子量是化合价乘以当量计算出来的，因此铍的原子量是13.5(碳的原子量为12，氮的原子量为14)。如果它的性质不像铝而像其他什么元素，原子量就会不同。
门捷列夫查阅了大量资料，结果发现，铍的性质也很像镁，而镁的化合价为+2价。这样铍的原子量成为6，正好排在锂(原子量为7)和硼(原子量为11)之间。这一突破极大地鼓舞了门捷列夫，他又用类似的办法，大胆更正了好几个元素的化合价和原子量，从而使这些元素在排列中回到它们应有的位置上。
但新的问题又出来了：比如钙的原子量为40，而在它后面的钛的原子量，却猛增到50。按周期性排列的元素之间在原子量和性质上上下脱节!门捷列夫苦苦地思索，终于想到，现在的60多种元素不会是自然界现存的全部元素，今后还会有新的元素被发现。他设想在钙和钛之间，还会有一个至今仍未发现的元素，它迟早会被人们发现，所以应该在钙的后面，给这个未发现的元素留下一个空位。门捷列夫称之为“类硼”，并预言了它的一些主要性质。
门捷列夫在排列时还发现，锌后面应该是砷，但砷的性质和磷相似，应该放在磷下面。于是他又大胆推测锌与砷之间还有两种元素未被发现，门捷列夫把这两个位置空了出来，并称之为“类铝”和“类硅”，并同样预言了它们主要的性质。
就这样，35岁的门捷列夫在化学元素符号的简单排列中，发现了化学元素周期律。1869年，门捷列夫发表了世界上第一张化学元素周期表。发表后，不少化学家对它表示怀疑。特别是对他预言并描述当时还未发现的类硼、类铝和类硅三种元素，表示不可理解。甚至有人认为门捷列夫是想入非非。连他的导师也告诫他要踏踏实实做些实事，别再不务正业了。然而，门捷列夫坚信，周期律是科学的，它一定经得起实践的检验。
1875年，门捷列夫在法国科学院院报上看到一篇报道：法国化学家布瓦博德朗发现了一种新的元素——镓。门捷列夫认为它的性质和自己预言过的类铝很相似，但这种新元素的比重是4.7克／立方厘米，与他预言的比重5.9~6克／立方厘米差距较大，这是为什么呢?门捷列夫再次核算了一遍，认为自己的预言是正确的。于是他给布瓦博德朗写了一封信，告诉他镓的比重测错了。布瓦博德朗接信后大吃一惊，这位法国化学家按照门捷列夫的建议重新提炼了镓，并再次测定了它的比重。完全证实了门捷列夫的科学预言。就这样，法国科学家用实验的方法，证明了元素周期律的科学性。这件事在欧洲引起了巨大反响，许多科学家根据门捷列夫创制的元素周期表，去探索尚未发现的元素。欧洲几十个著名的实验室，都在紧张地工作，他们渴望新发现。
1880年，瑞典两位化学家发现了一种新元素——钪，这就是门捷列夫预言过的类硼；1886年，德国化学家文克列尔用光谱分析法发现了一个新元素——锗，这就是门捷列夫预言过的类硅。早在1871年，门捷列夫还曾预言过11种未发现的元素，并且指出了它们应排列的位置和原子量等。以后陆续被发现的新元素氦、氖、镭、铼、锝、砹等，再次证明了周期律确实是普遍适用的。周期律作为一个基本定律，有力地促进了现代化学和物理学的发展。
由于发现了化学元素周期律，门捷列夫顺利地写出了《化学原理》第二卷。这是世界上第一部以化学元素周期律为纲的无机化学教科书。
门捷列夫晚年继续勤奋地工作。1887年，他根据溶剂与溶液相互作用的原理，创立了溶液水代理论，之后又提出煤在地下气化和以化学精炼石油的主张。1902年2月2日，门捷列夫病逝，几万人自发地参加了他的葬礼。在送葬的队伍中，有人高举着一条巨大的横幅，上面画着这位伟大化学家所创制的元素周期表。

门捷列夫一生勤奋地从事化学研究，终于发现了自然科学的重要定律之一——元素周期律，并据此预见了一些当时尚未发现的元素。元素周期律还指导了对元素及其化合物性质的系统研究，成为现代有关物质结构理论发展的基础。

1834年2月8日，门捷列夫生于俄国贫寒的中学教员家庭。他天资聪颖，勤奋好学，少年时父亲去世，由母亲抚养，母亲希望日后他能成为一个对社会有用之才。1855年，门捷列夫毕业于彼得堡师范学院，当过中学化学教师。1859年至1861年在德国海德大学进修，在那里，门捷列夫结识了一大批著名的化学家，有德国的，还有法国、意大利的。他们有关区别原子量与分子量的主张对门捷列夫产生了重大影响。回国后，他在著名的彼得堡大学任教，博学多才的他，讲授的课程妙趣横生，深受学生喜爱。不久他就成为彼得堡大学首屈一指的化学教授。与此同时，他还在研读前人的科学论著，搜集了大量的科学文献资料。

1869年，门捷列夫开始教授无机化学这门课程。他发现这门课的内容太陈旧，迫切需要一本能反映最新科学发展水平的无机化学教科书。于是，他决定编一本新的教材，并取名为《化学原理》。经过两年的努力，他完成了《化学原理》第一卷，但是，当他从事第二卷的著述时，遇到了困难。这一卷要论述到化学元素的性质，可是，它们的次序应该怎样排列呢？当时化学家们在论述这个问题时，有的先讲氢，因为它最轻；有的先讲氧，因为它最为常见；有的先讲铁，因为它使用得最多。门捷列夫认为：之所以产生这种现象，是因为化学家们还不清楚化学元素之间排列的规律。他决心找出化学元素性质变化的规律，并把它写进《化学原理》中去。

为此，门捷列夫制作了60多张卡片，在每张卡片上都写了该元素的名称、原子量、化合物的化合价和主要性质以及有关它的已知材料。以什么为依据来编排元素的顺序呢？经过反复比较，门捷列夫终于发现只有按照元素的原子量来编排才是最理想的，因为每种元素的原子量都有确定的数值，而且当时已经知道的60多种元素的原子量彼此都不相同。他排成了一张表，在这张表中，各种元素的性质随着原子量的增加，而大致呈现出周期性的变化。

然而，在排列过程中，门捷列夫遇到了一些特殊情况。这些情况很难处理。比如铍这个化学元素，如果按原子量顺序来排列，应该插在碳和氮之间，但显然是多余的；而锂和硼之间，却又好像少了一个元素。“会不会是铍的原子量弄错了呢？”门捷列夫大胆地提出了这个疑问。铍的当量是4.5，这是通过实验得到的不会有问题，但化合价是推测出来的。当时人们认为铍的性质像铝，因而把它的化合价与铝定为一样，都是+3价，而原子量是化合价乘以当量计算出来的，因此铍的原子量是13.5(碳的原子量为12，氮的原子量为14)。如果它的性质不像铝而像其他什么元素，原子量就会不同。

门捷列夫查阅了大量资料，结果发现，铍的性质也很像镁，而镁的化合价为+2价。这样铍的原子量成为6，正好排在锂(原子量为7)和硼(原子量为11)之间。这一突破极大地鼓舞了门捷列夫，他又用类似的办法，大胆更正了好几个元素的化合价和原子量，从而使这些元素在排列中回到它们应有的位置上。

但新的问题又出来了：比如钙的原子量为40，而在它后面的钛的原子量，却猛增到50。按周期性排列的元素之间在原子量和性质上上下脱节!门捷列夫苦苦地思索，终于想到，现在的60多种元素不会是自然界现存的全部元素，今后还会有新的元素被发现。他设想在钙和钛之间，还会有一个至今仍未发现的元素，它迟早会被人们发现，所以应该在钙的后面，给这个未发现的元素留下一个空位。门捷列夫称之为“类硼”，并预言了它的一些主要性质。

门捷列夫在排列时还发现，锌后面应该是砷，但砷的性质和磷相似，应该放在磷下面。于是他又大胆推测锌与砷之间还有两种元素未被发现，门捷列夫把这两个位置空了出来，并称之为“类铝”和“类硅”，并同样预言了它们主要的性质。

就这样，35岁的门捷列夫在化学元素符号的简单排列中，发现了化学元素周期律。1869年，门捷列夫发表了世界上第一张化学元素周期表。发表后，不少化学家对它表示怀疑。特别是对他预言并描述当时还未发现的类硼、类铝和类硅三种元素，表示不可理解。甚至有人认为门捷列夫是想入非非。连他的导师也告诫他要踏踏实实做些实事，别再不务正业了。然而，门捷列夫坚信，周期律是科学的，它一定经得起实践的检验。

1875年，门捷列夫在法国科学院院报上看到一篇报道：法国化学家布瓦博德朗发现了一种新的元素——镓。门捷列夫认为它的性质和自己预言过的类铝很相似，但这种新元素的比重是4.7克／立方厘米，与他预言的比重5.9~6克／立方厘米差距较大，这是为什么呢？门捷列夫再次核算了一遍，认为自己的预言是正确的。于是他给布瓦博德朗写了一封信，告诉他镓的比重测错了。布瓦博德朗接信后大吃一惊，这位法国化学家按照门捷列夫的建议重新提炼了镓，并再次测定了它的比重。完全证实了门捷列夫的科学预言。就这样，法国科学家用实验的方法，证明了元素周期律的科学性。这件事在欧洲引起了巨大反响，许多科学家根据门捷列夫创制的元素周期表，去探索尚未发现的元素。欧洲几十个著名的实验室，都在紧张地工作，他们渴望新发现。

1880年，瑞典两位化学家发现了一种新元素——钪，这就是门捷列夫预言过的类硼；1886年，德国化学家文克列尔用光谱分析法发现了一个新元素——锗，这就是门捷列夫预言过的类硅。早在1871年，门捷列夫还曾预言过11种未发现的元素，并且指出了它们应排列的位置和原子量等。以后陆续被发现的新元素氦、氖、镭、铼、锝、砹等，再次证明了周期律确实是普遍适用的。周期律作为一个基本定律，有力地促进了现代化学和物理学的发展。

由于发现了化学元素周期律，门捷列夫顺利地写出了《化学原理》第二卷。这是世界上第一部以化学元素周期律为纲的无机化学教科书。

门捷列夫晚年继续勤奋地工作。1887年，他根据溶剂与溶液相互作用的原理，创立了溶液水代理论，之后又提出煤在地下气化和以化学精炼石油的主张。1902年2月2日，门捷列夫病逝，几万人自发地参加了他的葬礼。在送葬的队伍中，有人高举着一条巨大的横幅，上面画着这位伟大化学家所创制的元素周期表。

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