化学元素周期表的发展过程
化学元素
氢(H)
主要性质和用途
熔点为-259.1 ℃,沸点为-252.9 ℃,密度为 0. 089 88 g/L(10 ℃)。无色无臭气体,不溶于水,能在空气中燃烧,与空气形成爆炸混合物。工业上用于制造氨、环已烷、甲醇等。
发现:1766年由卡文迪许(H.Cavendish)在英国判明。
氦(He)
主要性质和用途
熔点为-272.2 ℃(加压),沸点为-268.9 ℃,密度为0.178 5 g/L(0 ℃)。无色无臭气体。化学性质不活泼。用于深海潜水、气象气球和低温研究仪器。
发现:1895年由拉姆塞(Sir W.Ramsay)在英国、克利夫等(P.T.Cleve和N.A.Langlet)在瑞典各自独立分离出。
锂(Li)
主要性质和用途
熔点为180.5 ℃,沸点为1 347 ℃,密度为0.534 g/cm3(20 ℃)。软的银白色金属,跟氧气和水缓慢反应。用于合金、润滑油、电池、玻璃、医药和核弹。
发现:1817年由阿尔费德森(J.A. Arfvedson)在瑞典发现。
铍(Be)
主要性质和用途
熔点为1 278±5 ℃,沸点为2 970 ℃(加压下),密度为1.848 g/cm3(20 ℃)。较软的银白色金属,在空气和水中稳定,即使在红热时也不反应。用于与铜和镍制合金,其导电性和导热性极好。
发 现:1798年由沃克兰(N.L.Vauquelin)发现。
硼(B)
主要性质和用途
熔点为2 300 ℃,沸点为3 658 ℃,密度为2.340 g/cm3(β-菱形)(20 ℃)。具有几种同素异形体,无定形的硼为暗色粉末,跟氧气、水、酸和碱都不起反应,跟大多数金属形成金属硼化物。用于制硼硅酸盐玻璃、漂白和防火。
发 现:1808年由戴维(Sir Humphrey Davy)在英国、盖-吕萨克(L.J.Lussac)和泰纳(L.J.Thenard)在法国发现。
碳(C)
主要性质和用途
熔点约为3 550 ℃(金刚石),沸点约为4 827 ℃(升华),密度为3.513 g/cm3(金刚石)、2.260 g/cm3(石墨)(20 ℃)。用于首饰(金刚石)、炼钢(焦炭)、印刷(炭黑)和精制糖(活性炭)等。
发 现:在自然界中以石墨(和金刚石)存在。古代已知有木炭和烟炱。
氮(N)
主要性质和用途
熔点为-209.9 ℃,沸点为-195.8 ℃,密度为1.251 g/L(0 ℃)。无色无臭气体。在室温下一般不活泼。用于制硝酸、化肥、炸药、塑料和染料等。
发 现:1772年由卢瑟福(D.Rutherford)在苏格兰发现。
氧(O)
主要性质和用途
熔点为-218.4 ℃,沸点为-183.0 ℃,密度为1.429 g/L(0 ℃)。无色无臭气体。非常活泼,与除稀有气体以外的所有元素形成氧化物,在水中有一定的溶解性。用于炼钢、金属切割和化学工业。
发 现:1773年由舍勒(C.W.Scheele)在瑞典、1774年由普利斯特里(J.Prisetley)在英国,拉瓦锡(A.L.Lavoisier)在法国各自独立发现。
氟(F)
主要性质和用途
熔点为-219.6 ℃,沸点为-188.1 ℃,密度为1.696 g/L(0 ℃)。淡黄色气体,是最活泼的非金属元素。用于制氟化试剂以及金属冶炼中的助熔剂等。
发 现:1886年由莫瓦桑(H.Moissan)在法国制得。
氖(Ne)
主要性质和用途
熔点为-248.7 ℃,沸点为-246.1 ℃,密度为0.899 9 g/L(0 ℃)。无色无臭气体。化学性质不活泼。用于装饰灯(霓红灯广告牌)。
发 现:1898年由拉姆塞(Sir William Ramsay)和特拉弗斯(M.W.Travers)在英国发现。
钠(Na)
主要性质和用途
熔点为97.81 ℃,沸点为883.0 ℃,密度为0.971 g/cm3(20 ℃)。软的银白色金属,切割时迅速被氧化,跟水剧烈反应。用于原子反应堆的热交换器中。
发 现:1807年由戴维(Sir Hamphry Davy)在英国分离出。
镁(Mg)
主要性质和用途
熔点为648.9 ℃,沸点为1 090 ℃,密度为1.738 g/cm3(20 ℃)。较软的银白色金属,在空气中燃烧,跟热水反应。用于制合金以及保护其他金属的牺牲阴极。
发 现:1808年由戴维(Sir Hamphry Davy)在英国制得。
铝(Al)
主要性质和用途
熔点为660.4 ℃,沸点为2 467 ℃,密度为2.698 g/cm3(20 ℃)。银白色金属,由于表面形成氧化层而保护其不与空气和水起反应。溶于热的浓盐酸和氢氧化钠溶液。作为金属和合金在飞机、建筑业、容器、铝箔等方面有许多用途。
发 现:1825年由厄斯泰德(Hans Christian Dersted)在丹麦发现。
硅(Si)
主要性质和用途
熔点为1410 ℃,沸点为2 355 ℃,密度为2.329 g/cm3(20 ℃)。超纯半导体晶体是蓝灰色,用碳还原砂子得到的无定形硅为黑色。不跟氧气、水、酸(HF除外)反应,但溶于热碱。用于制半导体、合金和聚合物。
发 现:1823年由贝采里乌斯(J.J.Berzelius)在瑞典制得。
磷(P)
主要性质和用途
熔点为44.15 ℃(白磷),410 ℃(红磷,加压),沸点为280 ℃,密度为1.820 g/cm3,2.200 g/cm3(红磷)。白磷软而易燃,红磷呈粉末状,通常不易燃。都不跟水或稀酸反应,但跟碱反应生成磷化氢气体。用于制化肥、杀虫剂、清洁剂以及金属处理等。
发 现:1669年由布兰特(Hennig Brandt)在德国制得白磷。
硫(S)
主要性质和用途
熔点为112.9 ℃(α),沸点为444.7 ℃,密度为2.070 g/cm3(α) (20 ℃)。有几种同素异形体,其中正交晶型的S8是最稳定的。对空气和水稳定,但加热时会燃烧;跟氧化性的酸反应。是重要的工业化学品。
发 现:古代已发现天然硫。
氯(Cl)
主要性质和用途
熔点为-101.0 ℃,沸点为-33.97 ℃,密度为3.214 g/cm3(0 ℃)。黄绿色具有强烈刺激性气味的气体。用于制漂白剂、有机氯溶剂和聚合物(PVC)。
发 现:1774年由舍勒(C.W.Scheele)在瑞典制得,1810年由戴维(Sir Hamphry Davy)在英国确认。
氩(Ar)
主要性质和用途
熔点为-189.3 ℃,沸点为-185.9 ℃,密度为1.784 g/cm3(0 ℃)。无色无臭气体。在灯泡和高温冶金中用作惰性气氛。
发 现:1894年由雷利(Lord Rayleigh)和拉姆塞(Sir William Ramsay)在英国发现
钾(K)
主要性质和用途
熔点为63.65 ℃,沸点为774 ℃,密度为0.862 g/cm3(20 ℃)。软的白色金属,切割时有银白色光泽,但同时迅速被氧化,跟水剧烈反应。用于制化肥、化学品和玻璃等。
发 现:1807年由戴维(Sir Hamphry Davy)在英国发现。
钙(Ca)
主要性质和用途
熔点为839 ℃,沸点为1 484 ℃,密度为1.550 g/cm3(20 ℃)。较软的银白色金属,跟氧和水反应。用于制合金、生产锆、钍、铀和稀土金属。生石灰用于冶金、水处理、化学工业和建筑等。
发 现:1808年由戴维(Sir Hamphry Davy)在英国分离出。
铬(Cr)
主要性质和用途
熔点为1 857±20 ℃,沸点为2 672 ℃,密度为7.190 g/cm3(20 ℃)。硬的蓝白色金属。溶于盐酸和硫酸,但因形成保护层而不溶于硝酸、磷酸或高氯酸,在空气中抗氧化。主要用于合金、镀铬和金属陶瓷。
发 现:1797年由沃克兰(N.L.Vanquelin)在法国发现。
锰(Mn)
主要性质和用途
熔点为1 244 ℃,沸点为1 962 ℃,密度为7.440(α)g/cm3(20 ℃)。硬而脆的银白色金属。含杂质时活泼,在氧气中燃烧,在空气中发生表面氧化,跟水反应,溶于稀酸中。用于钢铁生产、陶瓷、肥料添加剂、动物饲料补充剂等。
发 现:1774年由甘恩(J.G.Grahn)在瑞典分离出。
铁(Fe)
主要性质和用途
熔点为1 535 ℃,沸点为2 750 ℃,密度为7.874 g/cm3(20 ℃)。银白色有光泽的金属,纯时较软。在潮湿空气中生锈,溶于酸中,在冷的浓硫酸、硝酸中钝化。主要用于钢铁。
发 现:古代文明已知。
镍(Ni)
主要性质和用途
熔点为1 453 ℃,沸点为2 732 ℃,密度为8.902 g/cm3(25 ℃)。银白色、有光泽、有延展性和韧性的金属。抗腐蚀,溶于酸中(浓硝酸除外),不跟碱反应。
发 现:1751年由克郎斯塔特(A.F.Cronstedt)在瑞典发现。
铜(Cu)
主要性质和用途
熔点为1 084 ℃,沸点为2 567 ℃,密度为8.960 g/cm3(20 ℃)。红色、有光泽、有延展性和韧性的金属,具有高的导电性和导热性。难跟空气和水反应,但会缓慢地被侵蚀而生成铜绿。用于制造合金、电线、电器、钱币等。
发 现:古代文明已知。
锌(Zn)
主要性质和用途
熔点为419.6 ℃,沸点为907 ℃,密度为7.133 g/cm3(20 ℃)。略带浅蓝色的白色金属,铸锌较脆。在空气中失去光泽,跟酸和碱反应。用于镀锌铁皮、合金、电池等,氧化锌用在橡胶中,可以用作聚合物稳定剂。
发 现:1500年前在中国和印度已知。
溴(Br)
主要性质和用途
熔点为-7.2 ℃,沸点为58.78 ℃,密度为3.123 g/cm3(20 ℃)。深红色、稠密的、具有强刺激性气味的液体。具有强烈的氧化性,腐蚀性。其化合物用于燃料添加剂、杀虫剂、阻燃剂和照相等。
发 现:1825年由罗威(C.Lowig)在德国、1826年由巴拉尔(A.J.Balard)在法国分别发现。
锡(Sn)
主要性质和用途
熔点为232.1 ℃,沸点为 2 270 ℃,密度为5.750 g/cm3(α)、7.310 g/cm3(β)(20 ℃)。软而柔韧的银白色金属。在氧化物膜的保护下不跟氧反应,也不跟水反应,但溶于酸和碱中。用于焊锡、合金、镀锡、聚合物添加剂和防腐涂料。
发 现:远古文明已知。
碘(I)
主要性质和用途
熔点为113.6 ℃,沸点为184.4 ℃,密度为4.930 g/cm3(20 ℃)。黑色光亮的非金属固体,易升华。用于消毒、药品、食品补充剂、染料、催化剂和照相等。
发 现:1811年由库特瓦(B.Courtois)在法国发现。
汞(Hg)
主要性质和用途
熔点为-38.87 ℃,沸点为356.6 ℃,密度为13.55 g/cm3(20 ℃)。银白色液态金属。在空气和水中稳定,不跟酸(浓硝酸除外)和碱反应。用于生产氯气和NaOH、温度计、杀真菌剂和电学仪器装置等。
发 现:古代文明已知。
铅(Pb)
主要性质和用途
熔点为327.7 ℃,沸点为1 740 ℃,密度为11.35 g/cm3(20 ℃)。软,低强度,有可延展性,暗灰色金属。在潮湿的空气中会失去光泽,但对氧和水稳定,溶于硝酸。用于蓄电池、电缆、颜料、玻璃、焊接剂、汽油和放射屏蔽等。
发 现:远古文明已知。
元素周期律的发现是许多科学家共同努力的结果:1789年,安托万-洛朗·拉瓦锡出版的《化学大纲》中发表了人类历史上第一张《元素表》,在该表中,他将当时已知的23种元素分四类。 1829年,德贝莱纳在对当时已知的54种元素进行了系统的分析研究之后,提出了元素的三元素组规则。他发现了几组元素,每组都有三个化学性质相似的成员。并且,在每组中,居中的元素的原子量,近似于两端元素原子量的平均值。1850年,德国人培顿科弗宣布,性质相似的元素并不一定只有三个;性质相似的元素的原子量之差往往为8或8的倍数。1862年,法国化学家尚古多创建了《螺旋图》,他创造性地将当时的62种元素,按各元素原子量的大小为序,标志着绕着圆柱一升的螺旋线上。他意外地发现,化学性质相似的元素,都出现在同一条母线上。1863年,英国化学家欧德林发表了《原子量和元素符号表》,共列出49个元素,并留有9个空位。 上述各位科学家以及他们所做的研究,在一定程度上只能说是一个前期的准备,但是这些准备工作是不可缺少的。而俄国化学家门捷列夫、德国化学家迈尔和英国化学家纽兰兹在元素周期律的发现过程中起了决定性的作用。1865年,纽兰兹正在独立地进行化学元素的分类研究,在研究中他发现了一个很有趣的现象。当元素按原子量递增的顺序排列起来时,每隔8个元素,元素的物理性质和化学性质就会重复出现。由此他将各种元素按着原子量递增的顺序排列起来,形成了若干族系的周期。纽兰兹称这一规律为“八音律”。这一正确的规律的发现非但没有被当时的科学界接受,反而使它的发现者纽兰兹受尽了非难和侮辱。直到后来,当人人已信服了门氏元素周期之后才警醒了,英国皇家学会对以往对纽兰兹不公正的态度进行了纠正。门捷列夫在元素周期的发现中可谓是中流砥柱,不可避免地,他在研究工作中亦接受了包括自己的老师在内的各个方面的不理解和压力。门捷列夫出生于1834年,俄国西伯利亚的托博尔斯克市,他出生不久,父亲就因双目失明出外就医,失去了得以维持家人生活的教员职位。门捷列夫14岁那年,父亲逝世,接着火灾又吞没了他家中的所有财产,真是祸不单行。1850年,家境困顿的门捷列夫藉着微薄的助学金开始了他的大学生活,后来成了彼得堡大学的教授。幸运的是,门捷列夫生活在化学界探索元素规律的卓绝时期。当时,各国化学家都在探索已知的几十种元素的内在联系规律。1865年,英国化学家纽兰兹把当时已知的元素按原子量大小的顺序进行排列,发现无论从哪一个元素算起,每到第八个元素就和第一个元素的性质相近。这很像音乐上的八度音循环,因此,他干脆把元素的这种周期性叫做“八音律”,并据此画出了标示元素关系的“八音律”表。显然,纽兰兹已经下意识地摸到了“真理女神”的裙角,差点就揭示元素周期律了。不过,条件限制了他作进一步的探索,因为当时原子量的测定值有错误,而且他也没有考虑到还有尚未发现的元素,只是机械地按当时的原子量大小将元素排列起来,所以他没能揭示出元素之间的内在规律。可见,任何科学真理的发现,都不会是一帆风顺的,都会受到阻力,有些阻力甚至是人为的。当年,纽兰兹的“八音律”在英国化学学会上受到了嘲弄,主持人以不无讥讽的口吻问道:“你为什么不按元素的字母顺序排列?”门捷列夫顾不了这么多,他以惊人的洞察力投入了艰苦的探索。直到1869年,他将当时已知的63种元素的主要性质和原子量,写在一张张小卡片上,进行反复排列比较,才最后发现了元素周期规律,并依此制定了元素周期表。元素周期表的发现,是近代化学史上的一个创举,对于促进化学的发展,起了巨大的作用。看到这张表,人们便会想到它的最早发明者——门捷列夫。
1860年门捷列夫在为著作《化学原理》一书考虑写作计划时,深为无机化学的缺乏系统性所困扰。于是,他开始搜集每一个已知元素的性质资料和有关数据,把前人在实践中所得成果,凡能找到的都收集在一起。人类关于元素问题的长期实践和认识活动,为他提供了丰富的材料。他在研究前人所得成果的基础上,发现一些元素除有特性之外还有共性。例如,已知卤素元素的氟、氯、溴、碘,都具有相似的性质;碱金属元素锂、钠、钾暴露在空气中时,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;有的金属例铜、银、金都能长久保持在空气中而不被腐蚀,正因为如此它们被称为贵金属。
于是,门捷列夫开始试着排列这些元素。他把每个元素都建立了一张长方形纸板卡片。在每一块长方形纸板上写上了元素符号、原子量、元素性质及其化合物。然后把它们钉在实验室的墙上排了又排。经过了一系列的排队以后,他发现了元素化学性质的规律性。
因此,当有人将门捷列夫对元素周期律的发现看得很简单,轻松地说他是用玩扑克牌的方法得到这一伟大发现的,门捷列夫却认真地回答说,从他立志从事这项探索工作起,一直花了大约20年的功夫,才终于在1869年发表了元素周期律。他把化学元素从杂乱无章的迷宫中分门别类地理出了一个头绪。此外,因为他具有很大的勇气和信心,不怕名家指责,不怕嘲讽,勇于实践,敢于宣传自己的观点,终于得到了广泛的承认。为了纪念他的成就,人们将美国化学家希伯格在1955年发现的第101号新元素命名为Mendelevium,即“钔”。
元素周期律
元素周期律揭示了一个非常重要而有趣的规律:元素的性质,随着原子量的增加呈周期性的变化,但又不是简单的重复。门捷列夫根据这个道理,不但纠正了一些有错误的原子量,还先后预言了15种以上的未知元素的存在。结果,有三个元素在门捷列夫还在世的时候就被发现了。1875年,法国化学家布瓦博德兰,发现了第一个待填补的元素,命名为镓。这个元素的一切性质都和门捷列夫预言的一样,只是比重不一致。门捷列夫为此写了一封信给巴黎科学院,指出镓的比重应该是5.9左右,而不是4.7。当时镓还在布瓦博德兰手里,门捷列夫还没有见到过。这件事使布瓦博德兰大为惊讶,于是他设法提纯,重新测量镓的比重,结果证实了门捷列夫的预言,比重确实是5.94。这一结果大大提高了人们对元素周期律的认识,它也说明很多科学理论被称为真理,不是在科学家创立这些理论的时候,而是在这一理论不断被实践所证实的时候。当年门捷列夫通过元素周期表预言新元素时,有的科学家说他狂妄地臆造一些不存在的元素。而通过实践,门捷列夫的理论受到了越来越普遍的重视。
后来,人们根据周期律理论,把已经发现的100多种元素排列、分类,列出了今天的化学元素周期表,张贴于实验室墙壁上,编排于辞书后面。它更是我们每一位学生在学化学的时候,都必须学习和掌握的一课。
现在,我们知道,在人类生活的浩瀚的宇宙里,一切物质都是由这100多种元素组成的,包括我们人本身在内。
可是,化学元素是什么呢?化学元素是同类原子的总称。所以,人们常说,原子是构成物质世界的“基本砖石”,这从一定意义上来说,还是可以的。然而,化学元素周期律说明,化学元素并不是孤立地存在和互相毫无关联的。这些事实意味着,元素原子还肯定会有自己的内在规律。这里已经蕴育着物质结构理论的变革。
终于,到了19世纪末,实践有了新的发展,放射性元素和电子被发现了,这本来是揭开原子内幕的极好机会。可是门捷列夫在实践面前却产生了困惑。一方面他害怕这些发现“会使事情复杂化”,动摇“整个世界观的基础”;另一方面又感到这“将是十分有趣的事……周期性规律的原因也许会被揭示”。但门捷列夫本人就在将要揭开周期律本质的前夜,1907年带着这种矛盾的思想逝世了。
门捷列夫并没有看到,正是由于19世纪末、20世纪初的一系列伟大发现和实践,揭示了元素周期律的本质,扬弃了门捷列夫那个时代关于原子不可分的旧观念。在扬弃其不准确的部分的同时,充分肯定了它的合理内涵和历史地位。在此基础上诞生的元素周期律的新理论,比当年门捷列夫的理论更具有真理性。
【门捷列夫的平生】
1907年1月27日,俄国首都彼得堡寒风凛冽,太阳黯淡无光,寒暑表上的水银柱降到零下20多度,街上到处点着蒙有黑纱的灯笼,显出一派悲哀的气氛。几万人的送葬队伍在街上缓缓移动着,在队伍最前头,既不是花圈,也不是遗像,而是由十几个青年学生扛着的一块大木牌,上面画着好多方格,方格里写着“C”、“O”、“Fe”、“Zn”等元素符号。
原来,死者是著名的俄国化学家门捷列夫,木牌上画着好多方格的表是化学元素周期表——门捷列夫对化学的主要贡献。
门捷列夫生于一位有十七个子女的中学校长家庭,他排行十四。出生刚数月,父亲双目突然失明,接着又丢掉了校长的职务。微薄的退休金难以维持生计,全家搬进附近一个村子里,因为舅舅在那里经营一个小型玻璃厂。工人们熔炼和加工玻璃的场景,对他以后从事与烧杯、烧瓶打交道的化学研究产生很大影响。1841年秋,不满七周岁的门捷列夫和十几岁的哥哥一起考进市中学,在当地轰动一时。不幸总爱跟随贫苦人家。门捷列夫13岁时父亲去世,14岁时工厂遭火灾化为灰烬,母亲只好再次搬家,将成年的女儿们嫁出去,让两个儿子参加工作。1849年春,门捷列夫中学毕业,母亲变卖家产,一心想让小儿子上大学。在父亲的一位朋友的帮助下,门捷列夫进入彼得堡师范学院物理系。只过了一年,就成为优等生。紧张学习之余,还撰写科学简评得到少量稿费。这时他已经失去任何经济支持:舅舅和母亲相继去世。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。
使他获得最初声望的是《有机化学》,为了写这本书,他几乎两个月没离开过书桌。年过七旬后,积劳成疾,竟双目半盲。每天从清晨工作到下午5:30,“中饭”后继续工作到深夜。他是在书桌前死去的,去世时手里还握着笔。1869年元素周期律的发现使他名声大噪,好多外国科学院纷纷聘请他为名誉院士。一次,有个记者问他是怎样想出周期律的,门捷列夫听了大笑:“这个问题我考虑了20年之久,而您却认为我坐着不动,5个戈比1行、5个戈比1行地排列着,突然就成功了?”
诚然,我们应该永远铭记门捷列夫的格言:“什么是天才?终身努力,便成天才!”
名言
科学的种子,是为了人民的收获而生长的。
没有经过实践检验的理论,不管它多么漂亮,都会失去分量,不会为人所承认;没有以有分量的理论作基础的实践一定会遭到失败。
科学不但能“给青年人以知识,给老年人以快乐”,还能使人惯于劳动和追求真理,能为人民创造真正的精神财富和物质财富,能创造出没有它就不能获得的东西。
一个人要发现卓有成效的真理,需要千百万个人在失败的探索和悲惨的错误中毁掉自己的生命。
天才就是这样,终身劳动,便成天才!
科学的种子,是为了人民的收获而生长的。
没有加倍的勤奋,就既没有才能,也没有天才。
【元素周期的探索之路】
攀登科学高峰的路,是一条艰苦而又曲折的路。门捷列夫在这条路上,也是吃尽了苦头。当他担任化学副教授以后,负责讲授《化学基础》课。在理论化学里应该指出自然界到底有多少元素?元素之间有什么异同和存在什么内部联系?新的元素应该怎样去发现?这些问题,当时的化学界正处在探索阶段。近五十多年来,各国的化学家们,为了打开这秘密的大门,进行了顽强的努力。虽然有些化学家如德贝莱纳和纽兰兹在一定深度和不同角度客观地叙述了元素间的某些联系,但由于他们没有把所有元素作为整体来概括,所以没有找到元素的正确分类原则。年轻的学者门捷列夫也毫无畏惧地冲进了这个领域,开始了艰难的探索工作。
他不分昼夜地研究着,探求元素的化学特性和它们的一般的原子特性,然后将每个元素记在一张小纸卡上。他企图在元素全部的复杂的特性里,捕捉元素的共同性。一但他的研究,一次又一次地失败了。可他不屈服,不灰心,坚持干下去。
为了彻底解决这个问题,他又走出实验室,开始出外考察和整理收集资料。一八五九年,他去德国海德尔堡进行科学深造。两年中,他集中精力研究了物理化学,使他探索元素间内在联系的基础更扎实了。 一八六二年,他对巴库油田进行了考察,对液体进行了深入研究,重测了一些元素的原子量,使他对元素的特性有了深刻的了解。一八六七年,他借应邀参加在法国举行的世界工业展览俄罗斯陈列馆工作的机会,参观和考察了法国、德国、比利时的许多化工厂、实验室,大开眼界,丰富了知识。这些实践活动,不仅增长了他认识自然的才干,而且对他发现元素周期律,奠定了雄厚的基础。
门捷列夫又返回实验室,继续研究他的纸卡。他把重新测定过的原子量的元素,按照原子量的大小依次排列起来。他发现性质相似的元素,它们的原子量并不相近;相反,有些性质不同的元素,它们的原子量反而相近。他紧紧抓住元素的原子量与性质之间的相互关系,不停地研究着。他的脑子因过度紧张,而经常昏眩。但是,他的心血并没有白费,在一八六九年二月十九日,他终于发现了原素周期律。他的周期律说明:简单物体的性质,以及元素化合物的形式和性质,都和元素原子量的大小有周期性的依赖关系。门捷列夫在排列元素表的过程中,又大胆指出,当时一些公认的原子量不准确。如那时金的原子量公认为169.2,按此在元素表中,金应排在锇、铂的前面,因为它们被公认的原子量分别为198.6、196.7,而门捷列夫坚定地认为金应排列在这三种元素的后面,原子量都应重新测定。大家重测的结果,锇为190.9、铂为195.2,而金是197.2。实践证实了门捷列夫的论断,也证明了周期律的正确性。
在门捷列夫编制的周期表中,还留有很多空格,这些空格应由尚未发现的元素来填满。门捷列夫从理论上计算出这些尚未发现的元素的最重要性质,断定它们介于邻近元素的性质之间。例如,在锌与砷之间的两个空格中,他预言这两个未知元素的性质分别为类铝和类硅。就在他预言后的四年,法国化学家布阿勃朗用光谱分析法,从门锌矿中发现了镓。实验证明,镓的性质非常象铝,也就是门捷列夫预言的类铝。镓的发现,具有重大的意义,它充分说明元素周期律是自然界的一条客观规律;为以后元素的研究,新元素的探索,新物资、新材料的寻找,提供了一个可遵循的规律。元素周期律象重炮一样,在世界上空轰响了!
http://baike.baidu.com/view/4476.html
Moseley
编辑词条莫塞莱
莫塞莱(Moseley,Henry Gwyn-Jeffreys)
英国物理学家。1887年11月23日生于多塞特郡韦默思;1915年8月10日卒于土耳其的格利博卢。
莫塞莱的父亲是一位人类学家兼比较解剖学教授,曾作为博物学家参加首次到深海考察的“挑战者”号探险队。他父亲去世时,莫塞莱年仅四岁。年轻的莫塞莱并不打算将来从事生命科学的研究,而是对物理学感兴趣。他先后就读于伊顿公学和牛津大学(在这两所学校,他都获得了奖学金)。后来,他在卢瑟福的指导下进行研究,在卢瑟福的那些才年横溢的青年助手当中,数他年龄最小,也最聪明。
在劳厄和布喇格父子证明X射线会受到晶体的衍射之后,莫塞莱便利用这项技术去确定和比较各种元素的标识X射线辐射的波长;这类辐射是巴克拉在几年前发现的。
莫塞莱在进行上述研究时,明确证实了巴克拉的猜想,即标识X射线的波长随发射元素原子量的增大而均匀地减小。莫塞莱把这一规律归因于原子量增大时原子中的电子数的增加和原子核中的正电荷的增加。(后来发现,核电荷反映了核内带正电的质子的数目。)
这一发现导致了门捷列夫元素周期表的一项重大改进。门捷列夫曾按照原子量的顺序排列出他的元素周期表,但是为了说明周期性,表中在两个地方变更了这一顺序。莫塞莱证明,如果元素是按照它们的核电荷数目(也就是说,按照原子核中的质子数即此后所说的原子序数)排列的,便没有必要作这样的改动。
再者,在门捷列夫周期表中的任意两个相邻的元素之间,均可设想插入数目不等的一些元素,因为相邻元素在原子量上的最小差值没有什么规律。然而,如果按照原子序数去排列,情况便迥然不同。原子序数必须是整数,因此,在原子序数为26的铁和原子序数为27的钴之间,不可能再有未被发现的新元素存在。这还意味着,从当时所知的最简单的元素氢到最复杂的元素铀,总共仅能有92种元素存在。进而言之,莫塞莱的X射线技术还能够确定周期表中代表尚未被发现的各元素的空位。实际上,在莫塞莱于1914年悟出原子序数概念时,尚存在七个这样的空位。此外,如果有人宣称发现了填补某个空位的新元素,那么便可以利用莫塞莱的X射线技术去检验这个报道的真实性,例如,为鉴定于尔班关于celtium和赫维西关于铪(hafnium)的两个报道的真伪,就使用了这种方法。
就这方面而言,X射线分析是二十世纪出现的一种复杂的化学分析新技术,它与海洛夫斯基的旋光分析法一样,不再借助于古老的称重和滴定方式,而是采用测定吸光性能和电位变化等更为精密的方法。
换言之,莫塞莱的工作虽然并没有对门捷列夫的周期表作重大的改动,但却使各种元素在周期表中应处的位置完全固定下来。
这时爆发了第一次世界大战,莫塞莱立即应征入伍,当上了工程兵中尉。当时的人们还很不理解科学对人类社会的重要性,因此不认为有什么理由不让莫塞莱与千百万其他军人一样去战场出生入死。卢瑟福曾设法争取派莫塞莱从事科学工作,但没有成功。1915年6月13日,莫塞莱乘船开赴土耳其,两个月之后在格利博卢阵亡,为一场无足轻重而稀里糊涂的战役送了命。他的死并没有带给英国和全世界任何好处(如果硬要找的话,倒也有一点,就是他把自己的财产遗赠给英国皇家学会)。从他已取得的成就来看(他死时才二十七岁),在战争所杀害的无数人当中,要数他的死给人类造厉的损失最大。
如果莫塞莱能活下来的话,无论科学的发展多么难以逆料,他会获得诺贝尔物理学奖这一点则是可以肯定的。西格班继承了莫塞莱的研究工作,并获得了诺贝尔奖。
http://baike.baidu.com/view/1849201.html?tp=5_01
化学元素周期表的历史
http://baike.baidu.com/view/77198.htm自己点进去看!
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参考资料:http://baike.baidu.com/w?ct=17&lm=0&tn=baiduWikiSearch&rn=10&word=Moseley&pn=10
化学元素周期表的发展过程
现代化学的元素周期律是1869年俄国科学家门得列夫(Dmitri Mendeleev)首创的,他将当时已知的63种元素依原子量大小并以表的形式排列,把有相似化学性质的元素放在同一行,就是元素周期表的雏形。利用周期表,门得列夫成功的预测当时尚未发现的元素的特性(镓、钪、锗)。1913年英国科学家莫色勒利用阴极射线撞击金属产生X射线,发现原子序越大,X射线的频率就越高,因此他认为核的正电荷决定了元素的化学性质,并把元素依照核内正电荷(即质子数或原子序)排列,经过多年修订后才成为当代的周期表。
在周期表中,元素是以元素的原子序排列,最小的排行最先。表中一横行称为一个周期,一列称为一个族。
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元素周期律的发现有什么科学意义和哲学意义
在自然科学方面,周期表为发展物质结构理论提供了客观依据。原子的电子层结构与元素周期表有密切关系,周期表为发展过渡元素结构,镧系和锕系结构理论,甚至为指导新元素的合成。预测新元素的结构和性质都提供了线索。元素周期律和周期表在自然科学的许多部门,首先是化学、物理学、生物学、地球化学等方面,都...
1到20号元素名称符号
列表大体呈长方形,某些元素周期中留有空格,使特性相近的元素归在同一族中。元素周期表发展史1、拉瓦锡在1789年发表的《化学基础论》一书中列出了他制作的化学元素表,一共列举了33种化学元素,简单分为属于气态的简单物质、能氧化和成酸的简单非金属物质、能氧化和成盐的简单金属物质、能成盐的简单...
118号元素在十几年前就被证实存在,元素周期表到尽头了吗?
自1869年,俄罗斯化学家提出元素周期表之后,元素周期表经过了100多年的发展已经由当时的63种元素扩充到了现在的118种元素,其中92种为天然元素,26种为合成元素,即不稳定的放射性元素。但是自2006年俄罗斯科学家宣布合成118号元素之后,就再也没有新的元素出现了,难道元素只有118种吗?元素到底有多少呢...
元素周期表是谁发明的?
化学元素周期表是根据原子序数从小至大排序的化学元素列表。列表大体呈长方形,某些元素周期中留有空格,使特性相近的元素归在同一族中,如碱金属元素、碱土金属、卤族元素、稀有气体等。这使周期表中形成元素分区且分有七主族、七副族、Ⅷ族、0族。由于周期表能够准确地预测各种元素的特性及其之间的关系...
化学元素周期表是谁最先编写的
他在批判地继承前人工作的基础上,对大量实验事实进行了订正、分析和概括,总结出规律:元素(以及由它所形成的单质和化合物)的性质随着原子量的递增而呈周期性的变化,既元素周期律。他根据元素周期律编制了第一个元素周期表,把已经发现的63种元素全部列入表里,从而初步完成了使元素系统化的任务。他...
元素周期表的有关知识
随着科学的发展,元素周期表中未知元素留下的空位先后被填满。当原子结构的奥秘被发现时,编排依据由相对原子质量改为原子的质子数﹙核外电子数或核电荷数﹚,形成现行的元素周期表。按照元素在周期表中的顺序给元素编号,得到原子序数。原子序数跟元素的原子结构有如下关系:质子数=原子序数=核外电子数=核电荷数利用周期...
元素周期表的历史
这是我上初中时学化学时自己编的,你瞧都二十年了还记得很清楚。元素周期表”。这张表揭示了物质世界的秘密,把一些看来似乎互不相关的元素统一起来,组成了一个完整的自然体系。它的发明,是近代化学史上的一个创举,对于促进化学的发展,起了巨大的作用。看到这张表,人们便会想到它的最早发明者——门捷列夫。
元素周期表的发明者是谁?
平面螺线表和圆形表(以达姆开夫式为代表)。立体周期表(以莱西的圆锥柱立体表为代表)等。小学上长期习用的是长式周期表。发展历程:他将当时已知的63种元素依相对原子质量大小并以表的形式排列,把有相似化学性质的元素放在同一列,制成元素周期表的雏形。经过多年修订后才成为当代的周期表。在周期...
高中化学元素周期表螺旋式发展什么意思
即化学元素周期表的发展,不是一帆风顺呈直线上升趋势发展的,而是要经过不断探索,在过程中迂回前进,跟波浪式发展是类似的道理。也就是元素周期表的发展是一部艰辛的历史。
元素周期表是谁发明的
旨在纪念俄罗斯化学家门捷列夫在150年前发表元素周期表这一科学发展史上的重大成就以上就是给各位带来的关于化学周期表是谁发明的全部内容了。化学元素周期表现代化学的元素周期律是1869年俄国科学家门捷列夫Dmitri Mendeleev首创的,他将当时已知的63种元素依原子量大小并以表的形式排列,把有相似化学性质的...
万行知柏:[答案] ◆诞生:1869年,俄国化学家门捷列夫编制出第一张元素周期表 ◆依据:按照相对原子质量由小到大排列,将化学性质相似的元素放在同一纵行 ◆意义:揭示了化学元素之间的内在联系,成为化学发展史上的重要里程碑之一 ◆发展:随着科学的发...
蓬安县17772988631: 元素周期表发展简介 - ?
万行知柏:[答案] 系,即:中间元素的原子量为另两种元素原子量的算术平均值.这种情况,他一共找到了五组,他将其称之 为"三元素族",即: 锂 3 钠 11 钾 19 钙 20 锶 88 钡 137 氯 17 溴 35 碘 127 硫 16 硒 79 碲 128 锰 55 铬 52 铁 56 尽管他找到的规律仅能说明...
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万行知柏: 起源简介 现代化学的元素周期律是1869年得米特里·门捷列夫首创的.1913年英国科学家莫色勒利用阴极射线撞击金属产生X射线,发现原子序越大,X射线的频率就越高,因此他认为核的正电荷决定了元...
蓬安县17772988631: 请问有谁知道元素周期表的发展史? ?
万行知柏: 1869年2月,俄国化学家门捷列夫将当时已发现的63种元素列成元素周期表,并留下一些空格,预示着这些元素的性质.在元素周期表的指导下,人们“按因索骥”找出了...
蓬安县17772988631: 化学元素周期表诞生的故事? - ?
万行知柏:[答案] 这些是他的部分事迹; 1850年,进入中央师范学院学习,毕业后曾担任中学教师,后任彼得堡大学副教授.1867年,担任教授的门捷列夫为了系统地讲好无机化学课程中,正在着手著述一本普通化学教科书《化学原理》.在著书过程中,他遇到一个难...
蓬安县17772988631: 初三化学元素周期表 - ?
万行知柏: 初三需要熟练背出的是前20号元素(氢氦锂铍……钾钙),并且能熟练画出前18号元素的电子层结构示意图.其具体为: 扩展资料: 1、元素周期表有7个周期,16个族.每一个横行叫作一个周期,每一个纵行叫作一个族(VIII B族包含三个纵...
蓬安县17772988631: 化学元素周期表的详细解读 - ?
万行知柏: 周期表的编排显示出不同元素的化学性质的周期性,在周期表中,元素按原子序(即原子核内的质子数目)递增次序排列,并分为若干列和栏,在同一行中的称为同一周期,根据量子力学,周期对应着元素原子的电子排布,显示出该原子的已装...
蓬安县17772988631: 什么是元素周期表?? - ?
万行知柏: 元素周期表是俄国化学家门捷列夫在19世纪中期制定了的.门捷列夫的元素周期律宣称:把元素按原子量的大小排列起来,在物质上会出现明显的周期性;原子量的大小决定元素的性质;可根据元素周期律...
蓬安县17772988631: 化学元素周期表为什么这样排列,是按照什么规律 - ?
万行知柏: 化学元素周期表是根据原子序数从小至大排序的化学元素列表. 列表大体呈长方形,某些元素周期中留有空格,使特性相近的元素归在同一族中,如碱金属元素、碱土金属、卤族元素、稀有气体等. 这使周期表中形成元素分区且分有七主族、...
蓬安县17772988631: 化学元素周期表的规律 - ?
万行知柏: .随着原子序数的增加,元素的性质呈周期性的递变规律:同一周期,元素的金属性从左到右递减,非金属性从左到右递增; 同一族,元素的金属性从上到下递增,非金属性从上到下递减;同一周期中,元素的最高正氧化数从左到右递增(没...