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元素周期表的出现

作者:bjygfzmy.com发布时间:2019-12-18 04:16

今年是门捷列夫发明 元素周期表一百五十周年。中学时期,甚至小时候掀开 字典附录,我们就接触过它。横七行,竖十八列;行称为“周期”,列称为“族”。族再分为主族与副族,主族始于第一二周期,副族始于第四周期,也就是说副族更短。年夜 部分 情况下,某列某行只对应一个元素,如第六主族的第二周期对应的是氧元素。但第三副族的第六和七周期例外,它们分手 对应“镧系”和“锕系”,每个系包孕 十五个元素。

在元素周期表涌现 之前,化学家们或研究某一类物质,或钻研某一种元素,各自弹唱,听来悦耳,却是一盘散沙。元素周期表的涌现 ,如奏响了一首气势磅礴的交响乐,每个元素各就其位,共奏华丽 乐章。它从实质 上统领了化学里所有的物质组成、变更 纪律 ,堪称化学界的“宪法”。

回溯元素周期表的发明 史,宛如彷佛 条条年夜 路通罗马,可实际上,每条路都是蜿蜒曲折。

人早已在思考物质的实质 是什么。由于难解,哲学思想应运而生。中国古代的五行说、古印度的四年夜 说、古埃及的三元素说,皆指向几个元素即组成 万物。“元素论”可以自圆其说,且表达了物质的基本属性,还能指导炼金。然而抬眉对空,天外有天;俯首望地,任凭细沙如泥从指缝流过。“无穷年夜 ”与“无限小”的问题依然牵动着哲学家们的心,这是“元素论”鲜有涉足的领域。伊壁鸠鲁等古希腊哲学家提出了“原子说”,来应对物质中难以解释的“无限”概念。“原子”,即朋分 下去,不克不及 再朋分 的物质。《墨子·经说下》也表达了类似的不雅 点,“无”与“非半”,弗成 斫也,意思是“无”和“不克不及 半分的”,是弗成 以朋分 的。“元素论”如“阳关年夜 道”,人人走在上面,用以坐地不雅 天炼金;“原子说”则像“独木桥”,烧脑,鲜有人敢闯。他们看似风马牛不干系,实则暗潮 相通。“原子说”沉寂 近两千年后,才有勇士涌现 。牛顿试探着,“在我看来,似乎上帝在创世时创造 了这样年夜 小和形状的实心的、厚重的、坚硬的……最重要的是能组成 其他物质。”同一时期,自然哲学家波义耳写了一本书,叫《疑惑 派的化学家》。他认为,所有物质都能分化 为微粒。他还重新提出了元素的概念——最简单的、纯净的物质。他同时站在了元素论的“阳关年夜 道”和原子说的“独木桥”上。但迷雾重重,波义耳步止于此,没能发明 宏不雅 与微不雅 世界要在某个节点交汇。

一百年后,一阵微风拂来。法国化学家拉瓦锡将定量描述引入物质世界。他本人是经验主义的提倡 者,坚信只有能不雅 察到的结果才是有用的。他继承了波义耳的界说 ,认为元素是最简单的物质,并由此列出了33种元素。并且 ,他通过用天平秤量,证明了化学回声前后质量守恒。

之后,科学家们纷纷 采取 拉瓦锡的办法 ,用数字来权衡 各类 现象,云雾渐渐拨开。比如 ,英国化学家、物理学家道尔顿就是在这样的配景 下,以定量的方法 重拾“原子说”。他感触感染 到了伏于“阳关年夜 道”与“独木桥”间的暗涌,于是武断 提出有若干 种元素,就有若干 种原子的说法。元素的界说 不知不觉从看得见的物质靠向了看不见的原子。为了将宏不雅 与微不雅 世界间的暗道进一步疏通,他想到了测定原子质量。可是想法过于超前,原子是否真的存在,宏不雅 物质包孕 若干 原子,原子又是以何种比例存在于物质中的,在其时 都是无解的,他只得另辟蹊径,提出了相对原子质量的概念。相对原子质量(以下统称“原子量”),是设氢的质量或其二分之一为1,其他原子以此为参照的值,它可以通过称量宏不雅 物质来确定。很神奇,原子存在与否尚未确定,原子量却被引入了化学领域。

最初,许多原子量测定有误。就是在这样的前提下,人们居然都能发明 巧合——年夜 多半 元素的原子量都接近氢的整数倍。另一位英国化学家普劳特(WilliamProut)因此年夜 胆提出了假说——所有原子都归于氢原子。许多支持或否决 普劳特假说的科学家们,纷纷 投入到原子量的精确测定中,为元素周期表的发明 铺平了途径 。

元素的界说 模糊,它是触手可及的单质(成分单一的物质)和化合物(成分不唯 一的物质)里的组成成分,也是黑匣子里的原子。但元素究竟是什么似乎不再重要,因为人们本能地开始探索本于元素的相似性,并有了对元素分类的念头。

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