化学趣史 - 科学网—博客

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门捷列夫只花了两个月,就写出了有机化学教科书;他写无机化学教科
书——《化学原理》,却整整花费了 10 年时间,才写成这本厚达几千页的巨
著。
门捷列夫把时间花费在清除无机化学那杂乱无章的状态。正如他的一位
友人所说的:“门捷列夫是一位无论如何也不能容忍杂乱无章现象的伟大人
物。我很清楚地知道他是一位富有思考力的思想家,同时也是一位认为自然
界并不存在有杂乱无章混乱现象和偶然性的科学家。如果我们看到自然界有
杂乱无章的混乱现象,那么这种杂乱无章的混乱现象并不是自然界所固有
的,而是由于我们对于自然界的认识不够。因此,当门捷列夫讲授彼得堡大
学开设的化学讲座后,就着手编写无机化学教程。他认为必须把化学元素加
以整理。”
门捷列夫在发现了化学元素周期律之后,证明化学元素大家族并不是一
盘散沙,而是有规律、有秩序的一个整体。无机化学的混乱状态就此结束。
化学元素周期表经过上百次修改,它的形式改变了许多次。在这里,向
你介绍一下现代的化学元素周期表,你可以看到,经过门捷列夫的精心安排,
化学元素家庭是何等井井有序!
化学元素周期表是按照化学元素原子量大小的顺序排列的。原子量,是
表现原子重量的一种量。秤萝卜论斤,而原子的重量是用氢原子来论的。氢
原子是最轻的原子。每一种元素的原子跟氢的原子相比,重多少倍就是这个
元素的原子量。[43]也就是说,原子量是原子量相对重量。比如,氧原子的
重量为氢原子的 16 倍,氧的原子量便为 16;碳原子的重量为氢原子的 12 倍,
碳的原子量便为 12。
现在,世界上总共有 107 种化学元素。原子量最小的元素是氢,最大的
是 107 号元素 Uns(中文名称尚没有正式确定)。从氢到 Uns,按原子量大小
排成一长队,每一个元素在队伍中的顺序号码,叫做“原子序数”。如氢是
第一名,原子序数为 1;氦是第二名,原子序数为 2;锂是第三名,原子序数
为 3……
在化学元素周期表上,横的叫“列”,竖的叫“族”。107 种化学元素,
共分为 9 族。例如,锂、钠、钾、铷、铯、钫、铜、银、金[44]这 9 个元素,
被划为第Ⅰ族[45];铍、镁、钙、锌、锶、镉、钡、汞、镭这 9 个元素,被
划为第Ⅱ族;氟、氯、溴、碘、砹、锰、锝、铼、Uns 这 9 个元素,被划为
第Ⅶ族;氦、氖、氩、氪、氙、氡这 6 个元素,被划为 0 族。
同一族的化学元素的性质,十分类似。如第Ⅰ族元素,都具有较强的金
属性,而第Ⅶ族元素都具有较强的非金属性。同族元素的化合价是一样的。
如第Ⅰ族的化合价都是+1 价;第Ⅱ族的都是+2 价;第Ⅲ族的都是+3
价;……第 0 族的者是 0 价,也有些元素有几种化合价。
门捷列夫为什么能够对未知元素作出精确的预言呢?他是根据同族元素
相似的原则作出预言的。就拿他预言“类硅”——锗来说,锗的原子量是怎
样预言的呢?
在第Ⅳ族中,位于锗之上的是硅,它的原子量为 28;位于锗之下的是锡,
它的原子量是 118。那么,锗的原子量便是:
(28+118)÷2=73
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