门捷列夫与元素周期表
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元素周期表的发现和意义元素周期表是化学史上的一大里程碑,它的发现和建立对化学研究和应用产生了深远影响。
下面将对它的发现和意义进行阐述。
一、元素周期表的发现元素周期表最早是由俄罗斯化学家门捷列夫(Dmitri Mendeleev)在1869年发明的。
他在研究元素的物理性质和化学反应时发现,一些元素具有相似的化学性质,尤其是它们的原子量和化学反应规律相似。
于是,他依据这些相似性,将元素按照它们的原子量从小到大排列,并将它们分为几个列和行。
他发现,这种排列方式让相似性的元素彼此“彼此相邻”,并且在排列的过程中留下了几个空位,这些空位用来预言未来可能出现的元素。
这一系列的“观察”和“设计”使得元素周期表和它的马上大获成功。
当然,使用门捷列夫的画法排列元素仅仅只是一种“布局”,背后的理论模型是由许多化学家在他之前做出的类似的工作,门捷列夫的贡献是将它们整合到了一个更为有条理的框架,将偶然性减到了最少。
二、元素周期表的意义1. 将元素分类元素周期表将所有已知元素按照它们的物理性质和化学性质分类。
通过分类,我们可以更好地理解元素之间的关系。
确定每个元素的物性和化性,并制定相应的管控规则。
元素周期表还通过周期性变化,解释了元素的多种特性,如化学反应活性,熔点,密度等等。
2. 预测新元素原子序数(即原子的电荷数)不断增加,会导致一些元素变得不稳定,并转变为其他的物质。
此时,元素周期表上的空位对预测新元素是极其重要的。
通过元素周期表中的空位,科学家们可以预测或发现新的元素(如钚、镆、锔就是这样被预测出来的)。
3. 指导制造新材料元素周期表的应用不止于此,伴随着半导体、材料工程学的不断发展,元素周期表被赋予更多的用途。
通过元素周期表,科学家们可以设计和制造更好的高温、高压、高强材料,这些材料可应用于战略、能源、航空航天等领域。
4. 提高化学知识普及程度元素周期表作为化学教育的一个中心教学工具,可以让学生掌握基本化学知识,了解化学与人类生活的联系,促进化学普及程度的提高。
门捷列夫与元素周期表不得不说的故事宇宙万物是由什么组成的?古希腊人以为是水、土、火、气四种元素,古代中国则相信金、木、水、火、土五种元素之说。
到了近代,人们才渐渐明白:元素多种多样,决不止于四五种。
18世纪,科学家已探知的元素有30多种,如金、银、铁、氧、磷、硫等,到19世纪,已发现的元素已达54种。
人们自然会问,没有发现的元素还有多少种?元素之间是孤零零地存在,还是彼此间有着某种联系呢?门捷列夫发现元素周期律,揭开了这个奥秘。
原来,元素不是一群乌合之众,而是像一支训练有素的军队,按照严格的命令井然有序地排列着,怎么排列的呢?门捷列夫发现:元素的原子量相等或相近的,性质相似相近;而且,元素的性质和它们的原子量呈周期性的变化。
门捷列夫激动不已。
他把当时已发现的60多种元素按其原子量和性质排列成一张表,结果发现,从任何一种元素算起,每数到8个就和第一个元素的性质相近,他把这个规律称为“八音律”。
门捷列夫是怎样发现元素周期律的呢?1834年2月7日,伊万诺维奇·门捷列夫诞生于西伯利亚的托波尔斯克,父亲是中学校长。
16岁时,进入圣彼得堡师范学院自然科学教育系学习。
毕业后,门捷列夫去德国深造,集中精力研究物理化学。
1861年回国,任圣彼得堡大学教授。
在编写无机化学讲义时,门捷列夫发现这门学科的俄语教材都已陈旧,外文教科书也无法适应新的教学要求,因而迫切需要有一本新的、能够反映当代化学发展水平的无机化学教科书。
这种想法激励着年轻的门捷列夫。
当门捷列夫编写有关化学元素及其化合物性质的章节时,他遇到了难题。
按照什么次序排列它们的位置呢?当时化学界发现的化学元索已达63种。
为了寻找元素的科学分类方法,他不得不研究有关元素之间的内在联系。
研究某一学科的历史,是把握该学科发展进程的最好方法。
门捷列夫深刻地了解这一点,他迈进了圣彼得堡大学的图书馆,在数不尽的卷帙中逐一整理以往人们研究化学元素分类的原始资料……门捷列夫抓住了化学家研究元素分类的历史脉络,夜以继日地分析思考,简直着了迷。
门捷列夫与元素周期律摘要:元素周期律的形成与发展,是化学发展史上最伟大的成就之一,它促进了化学体系特别是无机化学体系的形成,是化学史上一个重要的里程碑。
它的形成与发展离不开前人的艰苦探索与后人的修改完善,而在这其中门捷列夫对于元素周期律的形成的贡献一直受后人称颂,本文中将对元素周期律形成的历史背景,门捷列夫对其的最初想法,研究进程,不断修正至最后形成较完备体系的过程进行陈述,以及对他在元素周期律研究上所体现出的思想方法和探索精神进行深一步的挖掘。
关键词:化学,门捷列夫,元素周期律,思想方法。
一、引言门捷列夫的一生是伟大的,仅一项元素周期律的最初确立就为人类的发展做出了相当大的贡献。
但这一过程必然是艰难困苦的,而且难以用几个词语概括,期间有着难以计数的实验,大量的资料积累,不断地思考挖掘,反反复复地进行枯燥乏味的事情,正是有门捷列夫自身有的素质,不懈的坚持,不放弃,不抛弃,终于获得了成果,下文将对门捷列夫对于元素周期律的发现进行陈述。
二、元素周期律的历史背景19世纪初,自道尔顿的原子论提出以后,人们对化学元素的概念更加清晰了。
1811年,意大利物理学家阿伏伽德罗提出“分子”的概念,解决了之前因分不清分子和原子而造成的各种矛盾。
经过将近50年的反复曲折,19世纪60年代,物质的原子一分子论终于获得公认。
到1869年时,已经发现的元素达到了63种。
到19世纪中叶,他们积累了大量关于元素物理和化学性质的感性材料,同时,19世纪上半叶能量守恒定律、进化论和细胞学说三项重大发现,又从思想上促进了元素周期律的发现。
1829年,德国化学家德贝莱纳提出了“三元素组’的分类方法,把三种性质相似的元素划为一组,把十五种元素分为五组:铿、钠、钾; 钙、锶、钡; 磷、砷、锑; 硫、硒、碲;氯、溴、碘。
发现中间元素的原子量约等于前后两元素原子量的平均值。
1862年,法国化学家和地质学家尚古多按照原子量由小到大递增顺序排列了一个“螺旋图”来表现元素周期性,他将已发现的元素绘在一条带子上,然后将这条带子缠绕在一根柱子上,如果垂直地从上往下看,就会发现这些元素之间有某些相似的性质。
门捷列夫玩纸牌发现元素周期表的作文
《门捷列夫和他的神奇发现》
小朋友们,今天我要给你们讲一个特别有趣的故事。
有一个叫门捷列夫的科学家,他可厉害了!他特别喜欢思考和研究各种东西。
有一天,门捷列夫在玩纸牌。
他一边玩,一边想着那些化学元素。
突然,他的脑袋里好像有了一道亮光。
他把纸牌当成元素,按照一定的规律摆来摆去。
嘿!就这样,他发现了元素周期表。
比如说,氢元素就像一张小小的纸牌,很轻很轻;氧元素就像一张有点重要的纸牌,对我们的生活可重要啦!
门捷列夫通过自己的聪明才智和不断思考,给我们带来了这么重要的发现。
我们也要像他一样,多思考,说不定也能有大发现呢!
《门捷列夫玩纸牌的大秘密》
小朋友们,你们知道吗?有个叫门捷列夫的人,他的一个举动可太神奇啦!
门捷列夫呀,特别喜欢研究那些化学元素。
有一回,他玩纸牌的时候,心里还在想着元素的事儿。
他就把纸牌当成元素摆弄起来,这一摆弄不要紧,他居然发现了元素周期表!
就好像是在玩游戏的时候,找到了宝藏一样。
比如说铁元素,就像是一张坚固的纸牌;铜元素呢,就像是一张闪闪发亮的纸牌。
门捷列夫就是这么厉害,从一个小小的纸牌游戏中,做出了大大的发现。
我们也要多动脑,说不定也能有惊喜哟!。
门捷列夫发现元素周期表的意义
1、改变了我们的认知。
元素周期表改变了我们对这个世界的认知。
为什么这么说呢?请你设想,是不是我们之前看待这个世界的时候,从来不会思考这个世界是由什么组成的。
但是有了这个表之后,我们开始知道,一个个的物质是由分子组成的,分子是由元素组成的。
这就是我们对这个世界的认知产生了极大的改变,我们开始知道这个世界由无序变成了有序,开始变得有规律起来。
从此以后,我们便有了全新的方式去面对这个世界。
2、大大有利于我们的学习。
如果我们没有元素周期表,那么我们的学习会变成什么样子呢?我们无法对化学产生有规律的学习,我们只能学习一些简单的现象,无法产生深入的学习。
而且,元素周期表能揭示元素的性质,而且还能够根据元素在周期表中的位置推断他们的性质,比如说,可根据F、Cl的性质来推断I的性质,因为他们在同一列。
除此之外,我们还能够借助这个表,去学习物质的性质,比如说氟具有很强的还原性等。
总之,元素周期表学习的一个有利的工具。
3、给我们树立一个榜样。
门捷列夫发现元素周期表的时候,当时很少有人去研究这些东西,但是他却能克服重重困难,仔细钻研,绘制出第一个元素周期表,这对以后的研究学习产生大大的帮助。
这给我们有很大的启发,当我们面对困难的时候,是否有坚韧的毅力像门捷列夫那样,继续坚持呢?。
门捷列夫玩纸牌发现元素周期表的作文
《门捷列夫与纸牌的奇妙发现》
小朋友们,今天我要给你们讲一个超级有趣的故事,是关于一位叫门捷列夫的科学家的。
门捷列夫呀,他特别喜欢思考和研究。
有一天,他正在玩纸牌,可他可不是单纯地玩哦。
他一边玩,一边想着那些神奇的化学元素。
他把纸牌当成元素的卡片,在上面写上各种元素的名字和特点。
然后神奇的事情发生啦!他突然发现,这些元素好像有一些规律。
比如说,氢元素很轻,氦元素也有自己特别的地方。
门捷列夫就不停地摆弄这些纸牌,按照他发现的规律排来排去。
他居然弄出了一张超级重要的表格,这就是我们现在都知道的元素周期表!
小朋友们,门捷列夫是不是很厉害呀?他通过玩纸牌这样有趣的方式,为我们的科学做出了巨大的贡献呢!
《从纸牌游戏到元素周期表》
小朋友们,你们玩过纸牌游戏吗?有一个叫门捷列夫的科学家,他玩纸牌的时候有了一个超级大的发现!
门捷列夫特别喜欢研究化学元素。
有一次,他在玩纸牌的时候,脑袋里一直在想那些元素的事儿。
他把纸牌当成元素,试着给它们排队。
就像我们排队一样,要按照一定的规则。
比如说,有的元素很活泼,就像调皮的小朋友;有的元素很安静,就像乖宝宝。
门捷列夫不停地尝试,终于找到了它们的规律,做出了元素周期表。
这可太了不起啦!因为这个表,我们能更好地了解元素,学习化学知识。
所以呀,小朋友们,只要我们多思考,说不定在玩耍的时候也能有大发现呢!。
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元素放在同一行,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。
[1]德米特里·伊万诺维奇·门捷列夫在化学教科书中,都附有一张“元素周期表(英文:periodic table of elements)”。
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。
1869年,俄国化学家门捷列夫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,编制出第一张元素周期表。
元素周期表揭示了化学元素之间的内在联系,使其构成了一个完整的体系,成为化学发展史上的重要里程碑之一。
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:原子数=原子序数=核外电子数=核电荷数利用周期表,门捷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.后来又经过多名科学家多年的修订才形成当代的周期表。
门捷列夫第一份英文版本的元素周期表.元素周期表中共有119种元素。
将元素按照相对原子质量由小到大依次排列,并将化学性质相似的元素放在一个纵列。
化学元素周期表的发现历程及意义化学元素周期表是化学领域中极为重要的一个理论工具,它是描述化学元素的基本性质和化学反应等的基础。
元素周期表的发现对于化学的发展起到了至关重要的作用。
下面,本文将从元素周期表的发现及其意义着手,探析它在化学领域中的重要性和应用价值。
一、元素周期表的发现及发展史元素周期表的历史可以追溯到17世纪。
当时的化学家们尝试将元素按照不同的性质进行分类。
到了19世纪,化学家们已经将90多个元素都发现了。
但是,这些元素之间的联系和规律,一直没有得到很好的解决。
直至1869年,俄国化学家门捷列夫根据元素的原子量和性质,提出了最初的元素周期表。
他把元素按照它们的原子量从小到大进行排列,并按照一定的规律划分为氢、氦、锂、铍等若干列。
这种排列方式虽然有一定的科学理论支撑,但是却不能够解释元素之间的相似性和规律性。
直至1871年,俄国化学家门德莱耶夫进一步推进了元素周期表的完善。
他按照元素的化学性质,将元素划分为8个周期组,并将它们按照原子量从小到大进行排列。
这个周期表大大提高了元素分类的准确性,并且预测了未来一些尚未发现的元素。
已经被发现的元素,也基本上都在这个周期表中得到了归类。
二、元素周期表的意义元素周期表在化学领域中具备着非常重要的地位。
它不仅是化学研究的基础工具,也是化学教育的重要内容。
以下,将从几个方面阐述元素周期表的重要意义。
1. 描述元素性质元素周期表将元素按照不同的性质进行分类。
它可以清晰地反映出元素性质之间的联系和规律,并且可以提供元素丰度、核素数据、物理和化学性质等等详细信息。
这些信息对于从事元素分析和元素制备的化学家来说非常重要。
2. 预测未知元素元素周期表能够根据元素周期律的规律,预测未知元素的性质和特点。
例如:1903年,化学家曼尼安发现了一种新元素,他根据元素周期表的规律,预测这个元素将会是氮的同族元素,这种预测成功了。
实际上,这个新元素就是目前已经熟知的锇。
3. 指导化学实验元素周期表的分类方式为化学实验提供了指导和依据。
第一张:主题解释1869 1871 1879 1906(序章发展高潮反思总结)第二张:1869年俄国化学家Mendeleev在元素研究中,将元素按一定顺序排列起来,使其化学性质呈现周期性的变化,成为元素周期率,其表格形式称为元素周期表(periodic table of the elements)。
在从前,人们一提到化学元素周期表,马上就联想到俄国化学家Mendeleev,甚至有些时候,人们干脆就把二者连在一起,称之为门捷列夫周期表。
其实,第三张:在化学元素周期表的整个发展过程中,门捷列夫既不是元素周期表的创始人,也不是诸多制表人中的最优秀者,他只是制表次数最多和享有的声望最高。
第四张:这些是门捷列夫的前辈们,时间皆早于门捷列夫的1869年。
第五张:周期王国第一位制图人德国化学家约翰德贝赖纳于1817年提出的元素三元组合。
第六张:这是由法国地质学家贝古耶德尚库尔托伊斯于1862年提出的第一个总体模式第七张:英国化学家John Newlands于1864年提出一种更好的排列模式,每8个元素出现一次性质上的“和声”。
第八张:几乎就在同一时期,德国的朱利叶斯洛萨尔迈耶证明,元素的相互形成化合物的能力随原子量而呈现周期性的变化。
这些照片和资料都来自书中,网络上很难找到有关以上这些科学家以及他们所作出的贡献的资料。
若不是为了课题去查书,我可能至今还认为Mendeleev首创化学元素周期表。
第九张:据说,门捷列夫在撰写化学教科书时,打了一个短暂的瞌睡,梦中还为解决元素排列问题而冥思苦想。
醒来,他立刻按照梦中假想的最后模式,匆匆地画下了他的元素排列草图。
第十张:1869年2月,俄国彼得堡大学化学教授门捷列夫发表文章,第一次明确提出了化学元素周期律,即元素的性质随着原子量的递增出现周期性变化。
他把自己制作的能反映这种规律的无框架式元素表称为元素体系,并详细介绍了自己的具体制作过程:Mendeleev按原子量从小到大的顺序排列元素,发现它们的性质有着周期性的变化。
科学家名人故事:元素周期表创始人德米特里·伊万诺维奇·门捷列夫(1834-1907)是俄罗斯伟大的化学家,自然科学基本定律化学元素周期表的创始人。
1841年,7岁的门捷列夫进了中学,他在上学的早几年就表现出了出众的才能和惊人的记忆力,他对数学、物理学和地理发生了极大的兴趣。
1850年,门捷列夫进入中央师范学院学习,在大学一年级,门捷列夫就迷上了化学。
他决心要成为一个化学家,为了人类的利益而获得简单、价廉和“到处都有”的物质。
他各门功课都学的很扎实,在课外还阅读各种科学文献,20岁那年,门捷列夫的第一篇科学论着《关于芬兰褐廉石》发表在矿物学协会的刊物上,在研究同晶现象方面完成了巨大和重要的研究。
1855年,门捷列夫以第一名的优异成绩毕业于师范学院,曾担任中学教师,后来门捷列夫在彼得堡参加硕士考试,并在说有的考试科目中都获得了最高的评价。
在他的硕士论文中,门捷列夫提出了“伦比容”,这些研究对他今后发现周期律有至关重要的意义。
两年后,23岁的门捷列夫被批准为彼得堡大学的副教授,开始教授化学课程,主要负责讲授《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。
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。
1860年门捷列夫在德国卡尔斯卢厄召开第一次国际化学家代表大会,会议上解决了许多重要的化学问题,最终确定了“原子”、“分子”、“原子价”等概念,并为测定元素的原子量奠定了坚实的基础。
这次大会也对门捷列夫形成周期律的思想产生了很大的影响。
1861年门捷列夫回到彼得堡,重担化学教授工作。
虽然教学工作非常繁忙,但他继续着科学研究。
门捷列夫深深的感觉到化学还没有牢固的基础,化学在当时只不过是记述零星的现象而已,甚至连化学最基本的基石——元素学说还没有一个明确的概念。
化学元素周期表的背后故事化学元素周期表是化学科学中最重要的基础性工具之一。
它由俄国化学家门捷列夫于1869年首次发表,其简洁而有序的排列方式让人们更加深入地理解了元素之间的相互关系。
但是,对于化学元素周期表的背后故事,你又知道多少呢?前驱者的努力在化学元素周期表面世之前,许多科学家在尝试着寻找元素之间的相互关系。
以达尔文为例,他是一位非常具有战斗性的科学家,他的研究重点是亚马逊地区的物种。
然而,在1859年《物种起源》出版之后,他在思想方面转变了方向,开始探索元素之间的相互关系。
他甚至研究了类似化学元素的自然集合,包括鸟嘴鱼科、极地野猪以及蝴蝶等。
尽管他的研究并没有直接导致化学元素周期表的发现,但他的思想奠定了寻找元素相互关系的基础。
德布罗意的贡献当年轻的法国物理学家德布罗意提出他的粒子波动理论时,他甚至没有意识到他所做出的贡献。
当他研究到水银原子在针尖处缓慢蒸发时,他得出了一个公式,表明原子在针尖处的振动只能是波动。
虽然他的发现与化学元素周期表并没有直接关系(他的发现是在电子层面上),但他对相互关系的探索为元素的分类和归类奠定了基础。
门捷列夫的成功就像大多数重大发现一样,化学元素周期表的发现需要多位科学家的探索和尝试。
门捷列夫在研究元素之间的关系时,他发现一种新的分类模式,这种模式当时并不能完全地解释其他科学家的研究结果。
然而,门捷列夫创造性地利用这个模式去补足其它科学家发现中的一些问题,最终将这个模式推广并得到了成功。
他的成功给我们留下了一个教训:尝试各种方法去解决问题,尤其是在各种情况已无法解决时。
元素周围的神秘现象元素周期表的另一个有意思的一面是它周围存在的神秘现象。
例如,为什么元素周期表的颜色布置成这样?为什么周期表的排列方式是这样的?颜色布置的原因源于20世纪早期的菲拉德尔菲亚地铁。
在1909年,地铁的设计师弗兰克·霍姆斯将几种颜色的方块使用在地铁火车站的地图上,以帮助轻松地辨认站点。
门捷列夫元素周期表介绍德米特里·伊万诺维奇·门捷列夫,19世纪俄国科学家,发现化学元素的周期性,依照原子量,制作出世界上第一张元素周期表,并据以预见了一些尚未发现的元素。
下面是店铺为你搜集门捷列夫元素周期表的相关内容,希望对你有帮助!门捷列夫元素周期表门捷列夫元素周期表是现代化学学科的依据,也是很多化学家进行实验和化学研究最好的帮手,可以说元素周期表真正把化学这门学科发扬光大了,门捷列夫本人也给世界的自然科学发展带来了太大的贡献,其实元素周期表是门捷列夫在一个偶然的环境下发现的:他将当时已知的几种元素的原子量写在一张纸上,企图查找之间的共同点,然后把它们反复排列组合进行各种猜测,最后发现了原子是按照元素周期规律排列的,就是因为这个元素周期规律才制定了元素周期表。
在门捷列夫元素周期表中门捷列夫就告诉以后的科学家,如果把元素按照原子量的大小排列起来的话,那么就会出现很明显的周期性,这就是元素周期表的来源,也是制定元素周期表最大的依据。
再后来一个个新发现的化学元素证实了门捷列夫元素周期表的真实性,也证明了门捷列夫这种排列组合方式的正确性,后世的科学家根据元素周期表找寻新的化学元素就变得非常容易。
可以说如果没有门捷列夫世界化学的发展至少要倒退很多年。
门捷列夫的成就门捷列夫的成就之一还是元素周期表,毕竟它的发现对于化学的发展是做出了很多贡献的,他将那些令人头疼的元素以一定的规律驯服在一张表上,给人们后面的学习、研究都带来了方便,而且还预测了一些没被发现的元素。
他对元素之间存在的规律的总结,为后来新元素的发现提供了方向性的指导。
这些贡献和成就是不可以被忽视的,所以这必然要作为第一点来说。
门捷列夫的成就之二,其实还是与化学有关,毕竟他一生的主攻方向就是化学。
所以他不仅仅是发现了那些规律,其实他在无机化学、物理化学等方面也有所涉及,而且都取得了一定的成就,只是被第一个成就的光芒盖住了,所以对它的介绍就比较少。
门捷列夫发现元素周期表
莫尔斯发现元素周期表
亨利·莫尔斯是英国伟大的物理学家、化学家,他的发现在世界范围内的数学
和物理研究中被广泛应用。
他的最伟大的成就之一是他发现的元素周期表,它仍被认为是元素研究的基础。
鉴于此,1869年,莫尔斯发表了一篇论文而在全世界产生了重大影响,其中,他阐明了他在原子结构中发现的规律,即不同元素之间具有一系列相互重复的特征,并将其组织为一个表格。
莫尔斯继续努力,完善了此周期表,他在这里以完美的元素周期表中探索出了当今大部分元素的表达式。
莫尔斯发现的元素周期表在后续的元素研究中扮演了至关重要的作用,它使科
学家有机会研究元素之间的化学强度,形成分子。
这也为科学家在许多新元素及其组合物的发现提供了基础。
今天,莫尔斯发现的元素周期表仍然是化学学习的基础,新元素及组合物的发现也在不断地发展。
莫尔斯的发现是物理学和化学研究的重要突破,为在原子和化学领域的后续研
究奠定了基础。
他的元素周期表被广泛应用于世界各地的科学实验中。
在当今社会,他的发现仍然有重大的影响,不仅在数学和物理研究领域,而且在元素研究领域,仍有广泛的应用价值。
门捷列夫的贡献
门捷列夫(Dmitri Mendeleev)是俄罗斯著名的化学家,他的最重要的贡献是创造了元素周期表。
在19世纪的科学界,已经有一些科学家尝试将已知的化学元素分类组织起来,但是这些分类方法过于松散,没有一个完整的、有条理的框架。
门捷列夫在1869年尝试了一种新的方法,他将已知的化学元素按照它们的原子量从小到大排列,并按照化学性质的相似性分成7个横向的行,同时垂直地列出18个列,将相似的元素列在相同的列上。
这样的排列方式称为元素周期表。
门捷列夫的元素周期表不仅极大地简化了化学元素的分类,也成功地预测了一些尚未发现的元素的存在和性质。
其中一个最令人印象深刻的例子是,他预测了一种元素,它没有被任何人发现,但它应该存在于氟和氯之间,这个元素后来被发现,并被称为镭元素。
门捷列夫的元素周期表为化学家提供了一个方便的、可靠的分类工具,并成为现代化学的基石。
门捷列夫与元素周期表
在十九世纪初期,人们已经发现了不少元素。
在这些元素的状态和性质方面,有些极为相似,有些则完全不同,有些元素在某些性质方面很相似,但
在另一些方面却又差别很大。
化学家们很自然地产生了一种寻求
元素相之间内在联系从而把元素作一科学分类的要求。
科学家们
在这方面作了不少的工作,曾发表了部分元素间相互联系的论
述。
1829年德国段柏莱纳根据元素性质的相似性,提出“三素
组”的分类法,并指出每组中间元素的原子量大约等于两端的元
素原子量的平均值。
但他当时只排了五个三素组,还有许多元素
没找到其间相互联系的规律。
1864年德国迈耶按元素的原子量顺序把元素分成六组,使化学性质相似的元素排在同一纵行里。
但也没有指出原子量跟所有元素之间究竟有什么联系。
1865年英国纽兰兹把当时所知道的元素按原子量增加的顺序排列,发现每个元素它的位置前后的第七个元素有相似的性质。
他称这个规律叫“八音律”。
他的缺点在于机械地看待原子量,把一些元素(Mn、Fe等)放在不适当的位置上而把表排满,没有考虑发现新元素的可能性。
直到1868年,迈耶发表了著名的原子体积周期性图解。
都末找出元素间最根本的内在联系,但却一步步地向真理逼近,为发现元素周期律开辟了道路。
与迈耶尔相似,以先行者提供的借鉴为基础,门捷列夫通过自己顽强的努力,于1869年2月编成了他的第一张元素周期表。
1869年3月18日,俄国化学会举行学术报告会,门捷列夫因病未能出席,他委托他的同事、彼得堡大学化学教授门许特金代他宣读他的论文《元素性质和原子量的关系》。
在论文中,他指出:
(1)按照原子量大小排列起来的元素,在性质上呈现明显的周期性变化。
(2)化学性质相似的元素,或者是原子量相近(如Pt,Ir,Os),或者是依次递增相同的数量(如K,Rb,Cs)。
(3)各族元素的原子价(化合价)一致。
(4)分布在自然界的元素都具有数值不大的原子量值,具有这样的原子量值的一切元素都表现出特有的性质,因此可以称它们是典型的元素。
(5)原子量的大小决定元素的特征。
(6)应该预料到许多未知元素将被发现,例如排在铝和硅后面的、性质类似铝和硅的、原子量位于65~75之间的两种元素。
(7)当我们知道了某些元素的同类元素的原子量后,有时可借此修正该元素的原子量。
(8)一些类似的元素能根据其原子量的大小被发现出来。
正如门捷列夫所指出的,周期律的全部规律性都表述在这些原理中。
其中最主要的是元素的物理和化学性质随着原子量的递增而做着周期性的变化。
他的卓见没有立即被接受。
他的老师、俄国化学家齐宁甚至训诫他是不务正业。
在这种压力下,门捷列夫没有象纽兰兹那样伤心地放弃对新理论的研究,他不顾名家的指责和嘲笑,继续为周期律的揭示而奋斗。
经过两年的努力,1871年他发表了关于周期律的新论文。
文中他果断地修正了前一个元素周期表。
例如在前一表中,性质类似的各族是横排,周期是竖排;而在新表中,族是竖排,周期是横排,这样各族元素化学性质的周期性变化就更为清晰。
同时他象迈耶尔那样,将那些当时性质尚不够明确的元素集中在表格的右边,形成了各族元素的副族。
在前表中为尚未发现的元素留下的4个空格,在新表中则变成了6个。
门捷列夫深信他所发现的周期律是正确的。
他以周期律为依据,大胆指出某些元素的原子量是不准确的,应重新测定。
例如当时公认金的原子量为169.2,按此,在周期表中,金应排在锇、铱、铂(当时认为它们的原子量分别是198.6,196.7,196.7)的前面。
而门捷列夫根据金的性质认为金在周期表中应排在这些元素的后面,所以它们的原子量应重新测定。
重新测定的结果是:锇为190.9,铱为193.1,铂为195.2,金为197.2。
实验证明了门捷列夫的意见是对的。
又例如,当时铀公认的原子量是116,是三价元素。
门捷列夫则根据铀的氧化物与铬、钼、钨的氧化物性质相似,认为它们应属于一族,因此铀应为六
价,原子量约为240。
经测定,铀的原子量为238.07,再次证明门捷列夫的判断正确。
基于同样的道理,门捷列夫还修正了铟、镧、钇、铒、铈、钍的原子量。
门捷列夫对于各种元素的单质和化合物的化学性质十分了解,并清楚多种原子量的测定方法,这些知识使他对周期律怀有坚定的信念。
而他在周期表中留下空位,并详细预言尚未发现元素的种种性质,则是他在揭示元素周期律的道路上迈出的最出色、最具胆略的一步。
门捷列夫的兴趣非常广泛。
他对物理学、化学、气象学、流体力学等,都有许多贡献。
但他的生活却十分简朴。
他的衣服式样常常落后别人十年以至二十年,他毫不在乎他说:“我的心思在周期表上,不在衣服上。
”
门捷列夫的一生,可用他自己的“人的天资越高,他就应该多为社服极务”来说明之。
门捷列夫1834年工月27日生于一个多子女家庭。
父亲是一个中学校长。
他出生那年,父亲突然双目失明,不得不停止工作。
门捷列夫在艰难的环境中成长。
不久,父母先后去世,门捷列夫在一个边远城市上中学。
那里教育水平很差。
在大学一年级时,他是全班28名学生中的第25名。
但他奋起直追,大学毕业时便跃居第一名,荣获金质奖章,二十三岁时成为副教授,三十一岁时成为教授。
门捷列夫在写作《有机化学》一书时,几乎整整两个月没有离开书桌。
于1869年~1871年写成《化学原理》。
他还在溶液水化理论、气体压力、液体的澎胀、气体的临界温度、煤的地下气化等方面作出了贡献。
晚年为了研究日蚀和气象,他自费建造气球。
气球制好后,原设计坐两人,由于充气不够,只能坐一个人。
他不顾朋友的劝阻,毅然跨进气球吊蓝里,成功地观察了日蚀。
这种不怕艰险献身科学的精神,深深感动了他的朋友们。
门捷列夫年过七旬后,积劳成疾,双目半盲。
但他仍然每天清早开始工作,一口气写到下午五点半,饭后又接着写作。
1907年1月20日清晨5时,他因肺炎逝世,时年73岁。
当时他面前的写字台上还放着一本末写完的关于科学和教育的著作。
在他临去世时,手里还握着笔。
长长的送葬队伍,达几万人之多。
队伍前面,既不是花圈,也不是遗像,而是几十位学生抬着的大木牌,牌上画着化学元素周期表—他一生的主要功绩!
恩格斯评价说“门捷列夫不自觉地应用黑格尔的量转化为质的规律,完成了科学上的一个勋业,这个勋业可与勒维烈计算尚未知道的行星海王星的勋业居于同等地位”(《自然辨证法》)。