元素周期表的发展

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Nature of science

Science is a blend of logic and imagination. In the development of the periodic table of the elements, Mendeleev demonstrated these attributes.

元素周期表的发展

虽然元素中如金，银，锡，铜，铅和汞早已为人所知，但元素的第一次科学发现发生在1649年。德国炼金术士Hennig Brand对尿液进行了一系列处理，结果导致了元素磷的生产。

白磷

当暴露于氧气时，白磷会发出微弱的绿色光晕。如果与氧气接触，它会着火燃烧，并发出明亮的白光。

在接下来的200年中，人们获得了大量关于元素和化合物的知识。到19世纪中叶，已经发现了大约60个元素。

科学家们开始认识到这些元素属性的某种模式（patterns），并着手制定分类方案。

1862年

法国地质学家Alexandre-Emile Béguyerde Chancourtois在纸带上列出了这些元素，并将它们成螺旋状缠绕在圆柱体周围。某些具有相似特性的“三”元素在圆筒上聚集。他把他的模型称为“地球螺丝（telluric screw）”。

Alexandre-Emile Béguyerde Chancourtois

他提出“元素的属性是数字的属性。”他是第一个看到元素周期性的科学家——它们按原子量排列。他还发现，类似的元素是按照原子量周期性地出现的。

1864年

英国化学家John Newlands（约翰·纽兰兹）注意到，如果元素按原子量排列，每8个元素就会有一个周期性的相似性。他提出了他的 law of octaves（元素八音律或八行周期律）。

John Alexander Reina Newlands，常简写为J.A.R.Newlands，1837年11月28日－1898年7月29日），英国分析化学家和工业化学家。

J.A.R.Newlands的“元素八音律”周期表，其中许多元素的原子量和现在不一样，而且其行和列与现行周期表相反。

1869年

Lothar Meyer（洛塔尔·迈耶尔）根据摩尔体积等物理性质的常规重复模式，编制了56个元素的周期表。这些元素再一次按照原子量的增加排列。

Lothar Meyer（尤利乌斯·洛塔尔·迈耶尔，德语：Julius Lothar Meyer，1830－1895），德国化学家，独立地研究出元素周期分类法。1868年编制出的元素周期表与门德列夫1869年发表的元素周期表有很多相似之处，但直到1870年他才发表自己的研究成果。

1870年迈耶尔的以垂直方式显示的周期表

俄罗斯化学家Dmitri Mendeleev（德米特里·门捷列夫）根据原子量制作了一张周期表，并“周期性地”进行排列。具有相似属性的元素出现在彼此的下面。尚未发现的元素则留为空白。

元素101被称为mendelevium以纪念德米特里·门捷列夫。门捷列夫设计了一个图表，根据已知元素的属性对其进行分组。

门捷列夫第一份英文版本(建基于俄文第五版)的元素周期表

1894年

威廉·拉姆齐发现了惰性气体，并认识到它们是周期表中的一个新族。

William Ramsay（威廉·拉姆齐，1852－1916）在1894-98年期间，他发现了氩、氦、氖、氪和氙。并于1904年获得诺贝尔奖。

1914年

亨利·莫塞莱确定了每个已知元素的原子序数。他意识到，如果元素按照原子序数的增加而不是原子量排列，那么它们在“元素周期表”中就会变得更合适。

Henry Gwyn Jeffreys Moseley（亨利·格温·杰弗里·莫塞莱，1887－1915），英国物理学家和化学家。莫塞莱对物理学和化学做出的最重大的贡献就是打破先前物理学理论的成见，发现了原子序数这一概念。

1940年

Glenn Seaborg人为地制造了诸如镎（neptunium）等重质量元素。这些新元素是周期表中称为“锕系元素（actinides）”的新块的一部分。

Glenn Theodore Seaborg（格伦·西奥多·西博格 ，瑞典语：Glenn Teodor Sjöberg，1912－1999），美国核化学家。鉴于西博格在超铀元素方面的杰出贡献，他与麦克米伦（镎的主要发现者）共同荣获1951年诺贝尔化学奖。

为了纪念 Glenn Seaborg在化学领域的贡献，106号元素被命名为seaborgium (Sg)。这是以活着的人命名的唯一元素。

今天的周期表

大多数学校的科学实验室都有一张固定在墙上的元素周期表的副本。

仔细观察，该表显示出以下元素类型的分布状态：

简化的元素周期表

元素周期表按原子序数排列元素，使具有相似属性的元素组合在一起。大多数都是金属。

大多数元素都是金属。类金属（Metalloids）是具有一些金属物理性质但具有非金属化学性质的元素。例如，锑可以导电，但其化学性质类似于非金属磷。

科学家们一直致力于发现新材料，并进一步研究现有元素的特性。周期表可以审查，并添加新的元素，但只有经过严格的科学检查才能添加。国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）验证了新元素的添加，并于2015年底完成了元素周期表第7周期。

元素周期表的发展史的文献（从左上角开始顺时针） - 拉瓦锡的“ 简单物质表 ”; de Chancourtois'Vis Tellurique '; 门德列耶夫的手写周期表 ; 现代的周期表 ; 约翰·道尔顿的原子量和符号列表。

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