让你头大的元素周期表今年150岁了，科学家们把它玩出了许多花样

今年是元素周期表诞生150周年。

对，就是那个你把它帖在墙头或者压在桌面上的化学元素周期表，它是很多人中学阶段的噩梦，今天再次看到可能禁不住都要打个哆嗦。

元素周期表的诞生

1869年，俄罗斯化学家门捷列夫提出了元素周期概念和第一张元素周期表。两年后，他在教科书《化学原理》中发表了该元素周期表。

门捷列夫的元素周期表是按质量递增的顺序来排列元素的，随着元素变大，某些特性会出现重复，例如有些元素喜欢正电，有些喜欢负电。门捷列夫将具有类似特性的元素排成列，这使得可以更容易地掌握不同元素的特性，帮助预测不同类型的元素是否能够以及如何结合。

但是，门捷列夫在他的周期表中也留下了几处空白。他认为，这些空白标记了可能存在但尚未发现的元素。在发布该表时门捷列夫还预测了四个新元素的性质和质量，最终，他预测的四个都被发现了，其中三个是在之后的10年之内就被发现了。

但是门捷列夫的周期表并非唯一的元素周期表。科学家们设计了许多周期表，其中一些形状千差万别。除了化学家，其他领域的科学家和教师也参与了设计和完善。

螺旋形周期表

1862年（门捷列夫周期表的七年前），法国地质学家亚历山曾大创建了一个螺旋形的表格。他按照原子量的顺序排列元素，显示了重复周期，但是，它没有“行”，而是所有元素都沿一条长线缠绕在圆柱体上。

“双塔”式周期表

门捷列夫的周期表发表之后，很多科学家也制作了类似的图表。随着所发现的元素越来越多，以及各种版本周期表的发展，其中一个上升到了主导地位，就是本文开头所显示那张周期表，它在当今世界各地所有教室和教科书中都会看到。

这张周期表有时被称为“双塔”式周期表，氢（H）在左侧的塔顶，氦（He）位于右侧塔顶。118种已知元素中的每一种都有其自己的化学符号。表中每个方框都有一个整数，通常在左上角，称为原子序数，它列出了填充到原子核中的质子或带正电的粒子数量。原子核周围是由更小的带负电的电子组成的云。每个方框底部的数字是元素的原子质量，它代表该元素原子的平均质量。每一行代表一个周期，但随着元素序数增添，周期也变得越来越大。

3D版周期表

“双塔”式周期表并没有真正显示行之间如何相互连接。当到达一行的末尾时，“你会感觉到自己会掉下来。”

1965年，罗伊·亚历山大将传统的平面周期表的每一行切成条状，然后首尾相连，创建了一个3D版本元素周期表。

门捷列夫当初创建元素周期表时，尚未发现许多大元素。后来，随着大元素的逐步发现，共享特征重复的频率降低，例如，镧系元素和锕系元素，就让传统平面图表的一行装不下这些大元素，十分尴尬。

加拿大化学家杜弗设计了3D树状周期表，他用一个六边形来保存平面周期表上每一行的所有元素，而特性相似的元素在由多层六边形构成的树中仍然垂直排列。

这个树状周期表今天有了更加美观的版本，如下图，元素被安排在一个多层的圆盘塔上，每个周期有一各圆盘对应，特性相似的元素在不同层圆盘的相同位置。

扁平螺旋式周期表

在经典的元素周期表中，所有金属都在左侧，非金属在右边，氢在左塔的塔尖，是和金属在一起。但是，氢有时表现得像金属，而有些时候又表现的像非金属，所以在传统的“双塔”式平面周期表中怎么摆放都有点不合适。

为了解决这个问题，化学家西奥多·本菲在1960年设计了一个扁平螺旋表。它将氢放在一个螺旋的中间。螺旋上有若干向外的辐射条，每个辐射条代表一组相似的元素。为了包括那些大元素和不断增长的周期，他在螺旋上增加了一些凸起，用于表示过渡金属、镧系元素和锕系元素。

体现元素稀缺性的周期表

总部位于比利时布鲁塞尔的欧洲化学学会设计了一张新的元素周期表，旨在吸引人们关注许多重要元素的稀缺性。

在这张表中，每个“块”的大小表明了对应元素在地球上的稀缺性，块越大表明越丰富，块越小表明越稀缺。这张表还标明了一部手机会用到哪些元素。欧洲化学学会希望人们能够重视“濒危元素”，鼓励每个人都要质疑自己是否真的需要升级电话和其他电子设备，并确保废弃电子设备中的稀缺元素进行回收。

本来一张元素周期表就已经够我们受的了，科学家们又设计了这么多个版本，这是生怕我们学不会啊。

不过还是要感谢科学家们，通过表格的方式为我们开启了元素世界的大门，同时也让我们知道了在看似“简单”的表格背后，还有着这么多的考虑和这么多令科学家们不满意的地方，看来追求真理追求完美真实没有止境啊！