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中外科学家发明家丛书_多人【完结】(961)

  面前既然是一座杂树丛生、毫无秩序的密林,那你从哪起步往里走,不 都一样吗?反正走不上两步,就没路了。

  可是门捷列夫却不愿意盲目地在这座迷宫里漫步。

  他在准备大学课本《化学原理》的时候,就寻找一般规律,寻找一切元 素都要服从的自然秩序。原来他深信这样的规律是存在的,是应该存在的。 他深信元素虽然有种类的不同,可是元素与元素之间一定隐藏着统一性。

  于是他就千方百计去寻找这规律或统一性。

  某些元素有着极大的相似性。门捷列夫认为这些相似性决非偶然。一定 有某种内在的依从性。一切的元素,应该毫无例外地有着某种特征,即决定 它们之间的类似,又决定它们之间的差别。知道这点以后,就可以把所有的 元素连同它们那不计其数的化合物,全都排成十分整齐的行列,像按照个子 高低把士兵排成一队一样。

  那么,决定元素在物质行列中的位置的,到底是什么呢?

  是颜色?不,颜色显然是一种不太稳定的次要性质,它不能作为决定元 素间自然秩序的标准。

  那么是比重吧?但这种性质更不确定:一种物质只要对它稍微加点热, 它的比重就起变化,使它相对地轻起来。

  根据同样的道理,元素的导热性、导电性、磁性及许多别种性质都不适 合。

  很显然,像每个人有个特殊的脸作为他的标记一样,每一元素也应该有 一种更根本的特征作为它的标记。这标记应该永远不起变化,没有它时,连 元素本身也无法想象。这种重要而不可缺少的标记应该有个特点:即使这元 素和别的元素化合而成新的复合物,具有了新的性质,也不会失掉它。

  真有这样的标记吗?能有这样的标记吗?

  这个问题老是萦绕在门捷列夫的心头,使他不断地思索着,盘算着,比 较着。

  是的,是有这样的标记,是有这样的特性。门捷列夫知道它,所有的化 学家知道它。可是很少有人重视它。

  它就是“原子量”。原子量无论什么时候,无论在什么条件下也不改变。 它是元素的“身份证”。

  这个结论是门捷列夫把一切元素的性质仔细比较以后得出来的。他看出 了,猜到了,根据这一重要特征,就能摸索到使元素有相似和不相似之分的 规律。能够帮他找到物质世界的统一性与规律性的那把钥匙找到了。只有善 于利用它,问题就可以解决了。

  然而引他来到这里的线索是模糊的,令人迷惑的。为了不迷路,为了清 清楚楚地看出元素间的联系,门捷列夫用厚纸板切成了63个方形卡片,在每 一卡片上写下元素的名称、重要性质及原子量。然后“玩”起这副纸牌来。 摆起元素的“牌阵”来。换句话说,他把这些小方块一组组地摆起来,变换 它们的位置,寻找一般的规律性,寻找一切元素共同遵守的统一的法则。

  门捷列夫无论是在白天或是夜晚,在讲台上或在实验室里,在街上或在 家中书桌边,他随时都在想着这个元素的自然系统。

  1867年2月17日,门捷列夫开始挑选原子量相近的各元素,结果正像 他所说的:“很快地就使我得出结论,各元素的性质和它们的原子量呈周期 性的依赖关系。尽管有许多不明确的地方,但我从不怀疑所得出的结论具有 普遍性,因为不可能有这样的偶然性。”

  门捷列夫在建立元素周期系统中具有决定意义的工作是,将不相类似的 元素加以对比。首先是钾和氯,然后是对整族的碱金属和卤族元素。1869年 3月1日,他给本国和外国的一些化学家分别寄去他的第一稿元素周期表, 名为《根据原子量和化学相似性而得出的元素之实验》。1869年3月,由门 舒特金代表门捷列夫 (当时他因公外出)在俄国化学会议上宣读“原子量与 元素性质的关系”之报告,其内容有以下几点:

  (1)将元素按原子量的大小加以排列,其性质表现出明显的周期性。

  (2)化学性质相似的元素,或者是原子量相近,或者是依次递增相同的 数量。

  (3)各元素及各族按原子量大小排列的对比与各元素的所谓的原子价相 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性质。

  (6)还有一些未知的元素尚待发现,例如与Al、Si相类似,原子量为 65—75的元素。

  (7)如果知道某一元素的相类似的元素,原子量的值有时能够加以修 正。

  (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,周期律的全部规律都表述在这些原理中。其中 最主要的是元素的物质性质和化学性质随着原子量作周期性的变化。

  1869年6月,门捷列夫制出一张原子体积表,准备在第2次俄国科学家 与医生代表大会上做“关于单质的原子体积”的报告,报告中谈到,单质的 原子体积是原子量的周期函数。

  在《论盐类氧化物中的含氧量及论元素的原子价》著作中,门捷列夫指 出:“成盐氧化物中元素的最高价也是原子量的周期函数。”这一切使他能 够把“元素系统之实验”发展成为“元素的自然体系”。


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