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1869年初的一天深夜，俄国化学家门捷列夫像往常一样坐在书房里摆弄着自制的一副纸牌，颠来倒去，排好打乱，乱了又排,不知不觉他趴在桌上睡着了。在睡梦中，门捷列夫好像进入另一个世界，他眼前挂着一张元素周期表，63种元素鱼贯而入，自动排好顺序，未发现的元素的位置自动越过，留下空格，瞬息间，一张清晰的元素周期表排好了，这正是他日思夜想的元素周期表，没想到竟然出现在梦境里。门捷列夫蓦地惊醒过来，就在这一瞬间，他似乎一切都明白了。他立即把梦中出现的这张表写在纸上。 世界上第一张化学元素周期表，就这样戏剧性的诞生了。  德米特里·门捷列夫1834年2月7日出生于俄国西伯利亚托博尔斯克。1850年，他进入彼得堡大学附属师范学院学习，毕业后又到德国深造，给著名化学家本生当助手。1865年，他被任命为彼得堡大学化学教授讲授无机化学。为了讲好这门课程，他打算编写一本无机化学教科书。一开始他就遇到了一个大问题：该如何排列已发现的63种化学元素？ 当时大多数的化学家认为这六十多种元素彼此之间没有内在的联系。因此教授们讲课著书大都随心所欲地按照自己的兴趣。讲解元素，就按着自己认为最方便的顺序来讲。有的从氢讲起，因为它最轻；有的从氧讲起，因为它分布最广；有的从铁讲起，因为它最有用；有的又从金讲起，因为它最贵，等等。 教授们对每一种元素的性质、元素之间形成的化合物、化合物与酸、碱的反应以及化合物的各种性质都能如数家珍地说出来。如此繁多凌乱的内容，枝枝节节地越讲越多。导致学生们对于化学的认识越学越感到费解。在这片混乱的天地里没有一点儿统一性。 难道世界上的化学物质就是这样偶然地、杂乱无章地凑到了一起吗？各种元素彼此之间真没有联系吗？ 门捷列夫不愿意盲目地在这座迷宫里游荡，他要寻找出一切元素都要服从的自然秩序。 其实在门捷列夫之前，已经有许多化学家在做这方面的工作，其主要做法就是把这些元素归类成表。 1829年，德国化学家德贝莱纳提出了“三元素组”分类法。依据为：化学性质相同的元素往往是三个一组，中间元素的原子量基本为前后两个元素原子量的算术平均值。他一共找到了五组这种元素组。虽然他的分类法不够准确，却是首次把元素性质和原子量联系起来。 1865年，英国化学家纽兰兹提出了“八音律”。依据为：元素按原子量顺序排列时，每隔八个元素，元素的性质会发生近似周期性地重复。和音乐上的八度音相近，故称为八音律。但第二年，他在英国化学会上报告这一分类法时，不但没有引起与会者的重视，反而引来了哄堂大笑。当时主持会议的化学会会长福斯德当场嘲笑说：“你怎么不按元素的字母顺序排列呢？”纽兰兹一气之下，放弃研究，转到制糖业去了。 前人的研究虽然没有成功，但是元素原子量与元素性质之间的联系给了门捷列夫极大的启示。为了便于研究，门捷列夫将每个元素的各种性质写在一张卡片上，制作了一副“扑克牌”，尝试着按不同方法排列它们，期待着找出其中的规律。门捷列夫手中的“扑克牌”“玩”坏了一套又一套，他废寝忘食地与这63张纸牌 “较劲”。  经过几年的不断尝试，1869年3月1日，门捷列夫终于有了突破性的进展，他发现如果按照原子量的大小排列，元素的物理和化学性质就会出现周期性的变化。他把63种元素按照原子量递增的顺序分成几个周期，每个周期作为一列排列在一起，就形成了纵横交错的行列。每一纵列，元素的性质随着原子量的增大而从上自下逐渐变化；每一横行，元素的性质相似，分成了不同的元素类别。例如，锂和钠性质相似为一类；铍和镁为一类。 1869年3月6日，在彼得堡大学召开的俄国化学学会的会议上，门捷列夫的学生及好友门舒特金代替因病未能出席的门捷列夫宣读了题为“元素的性质和原子量的关系“的论文，正式公布了元素周期律这一伟大发现。  现在的人们也许会疑惑，按原子量的大小把元素一个一个排起来，周期律不就自动显示出来了吗，多么简单的事情阿！门捷列夫用得着玩那么多年“扑克’吗? 问题当然不是像人们想象的这样简单！ 当时，有两大难题摆在人们面前：第一个是已知的元素只有69个，许多元素还没有被发现。这就如同组织新生排队，结果许多学生都溜走了，那么如何知道该在哪儿给他们留下位置呢？ 第二个难题是当时许多元素的原子量测定得不准确，有的甚至是错误的。作为排队依据的原子量本身有错，那么元素变化的周期性当然也就被打乱了。 具有广博的元素的知识和丰富的想象力的门捷列夫巧妙地解决了这些难题，他大胆地修正了元素铍、铟、镧、钇、铒、铈、钍、铀的原子量，并不顾当时公认的原子量，改排了锇与铱、铂与金、碲与磺、钴与镍的顺序，提出重新测定这些元素原子量的建议。 经过科学家们的测定，证明了门捷列夫的修正和建议都是正确的。门捷列夫根据元素周期律还大胆地预言了当时尚未发现的元素，并为这些元素留下了空位。这些就是后来被发现的镓、钪、锗三元素。 门捷列夫曾对他的朋友说过：“许多不明了的地方使我为难，但我没有一分钟怀疑过我所作的结论的正确性。” 1871年《化学元素周期律》一文发表，在文中，门捷列夫果断地修正了1869年发表的元素周期表，在新表中，性质类似的族是纵列，周期成为横行，这种改变使各族元素化学性质的周期性变化表现得更为清晰。门捷列夫还吸收了罗塔·迈尔的见解，在同族元素中划分了主族和副族。在新表中，门捷列夫为尚未发现的元素留下了6个空格，同时还预言了5种位置排在铀元素之后的“超铀元素”。为世界化学和物理学实验室增添光彩的经典形式的元素周期表终于问世了。  门捷列夫成功的秘密就是储备了丰富的元素及化合物的资料。庞大的资料储备使他绕过了那个时期还不了解的微观世界的规律，创立了如此完善的元素周期表，它后来成为了解50年后出现的原子物理的钥匙。 恩格斯曾高度评价门捷列夫：“门捷列夫不自觉地应用了黑格尔的量转化为质的规律，完成了科学上的一个勋业。“ 随着科学家对自然界的研究的日益深入，人们对元素周期表有了更深刻的认识，元素周期表不断被完善。 如今我们知道决定元素化学性质呈周期性变化的原因实际上是原子序数而不是原子量。元素的性质随着元素的原子核所带的正电荷数量的增加，呈现出周期性的变化。 现在，科学家发现的元素不仅填满了周期表里的空位，人工合成超铀元素还再使周期表不断地延伸。科学家预言，人造元素会逐一被发现与合成，在未来的新周期中，元素的原子里可能还会出现新的电子层次。 一位科学家曾意味深长地说：“周期律无论过去、现在乃至将来都是化学、物理学、地质学以及其他科学领域成千上万种创造发现的指路明灯。” |
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