元素周期表誕生150周年

　　化學(xué)給我們帶來(lái)什么

　　□　陳 頤

　　無(wú)論元素周期表是否被發(fā)現(xiàn)，化學(xué)元素的規(guī)律還在那里，未曾改變。只是在這個(gè)規(guī)律的指導(dǎo)之下，我們可以對(duì)化學(xué)進(jìn)行更系統(tǒng)性研究，取得更多突破

　　“氫氦鋰鈹硼，碳氮氧氟氖……”還記得中學(xué)化學(xué)元素周期表上這一串字符嗎？一張神秘莫測(cè)的化學(xué)元素周期表，是許多人人生旅程的重要一站，承載著我們的少年時(shí)光。

　　為了慶祝元素周期表誕生150周年，聯(lián)合國(guó)2018年宣布將2019年定為國(guó)際化學(xué)元素周期表年。那么，就跟隨筆者的腳步，探尋有趣而神秘的元素周期表。

　　發(fā)現(xiàn)

　　每個(gè)化學(xué)研究室的墻上都必備一張?jiān)刂芷诒恚梢哉f(shuō)這是化學(xué)研究歷史上最重要的一份研究成果，沒(méi)有之一。它的創(chuàng)建要?dú)w功于俄國(guó)化學(xué)家迪米特里·門(mén)捷列夫。

　　元素周期表，方方正正，排列井然有序，世間所有元素之間的規(guī)律是如此簡(jiǎn)單明了。但繪出這樣一份簡(jiǎn)單的表格，背后是多少科學(xué)家數(shù)十年夜以繼日的心血。門(mén)捷列夫在先前多位科學(xué)家對(duì)各類(lèi)化學(xué)元素不斷研究發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，1869年3月份，他將當(dāng)時(shí)已知的63種元素寫(xiě)在卡片上，并根據(jù)化學(xué)和物理性質(zhì)將它們進(jìn)行排列。把化學(xué)研究當(dāng)作“打撲克”一樣的游戲，這讓多年從事化學(xué)研究的老專(zhuān)家們有一種“醍醐灌頂”的感覺(jué)。

　　科學(xué)往往就是這么“簡(jiǎn)單”而有趣。物理世界的電、磁場(chǎng)、力，它們之間的聯(lián)系僅僅是幾個(gè)簡(jiǎn)單的公式；同樣，化學(xué)世界上百種元素，全被門(mén)捷列夫這一張周期表“安排得明明白白”：每一縱列元素化學(xué)性質(zhì)相似，每一橫列從左至右元素的反應(yīng)規(guī)律依次遞變。

　　元素周期表揭示了物質(zhì)世界的秘密，把一些看來(lái)似乎互不相關(guān)的元素統(tǒng)一起來(lái)，組成了一個(gè)完整的自然體系。它的發(fā)明，是近代化學(xué)史上的一個(gè)創(chuàng)舉，對(duì)于促進(jìn)化學(xué)的發(fā)展起了巨大推動(dòng)作用。

　　門(mén)捷列夫的天才之處體現(xiàn)在他為元素周期表留出的空白之中。他意識(shí)到某些元素是缺失的，還有待被發(fā)現(xiàn)；有些元素的原子量不符合它的規(guī)律，結(jié)果證明是原來(lái)的測(cè)定有錯(cuò)誤。先前的科學(xué)家只是將已知元素進(jìn)行排列，只有門(mén)捷列夫?yàn)槲粗亓舫隽丝臻g。

　　更令人驚訝的是，他準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)了缺失元素的性質(zhì)。就在門(mén)捷列夫發(fā)表他新編的化學(xué)元素周期表3年后，法國(guó)化學(xué)家布瓦博德明發(fā)現(xiàn)了新元素鎵。在門(mén)捷列夫預(yù)言的“類(lèi)鉛”以后，他預(yù)言的11種元素一一被人找尋到。

　　他在元素周期表中，不僅預(yù)見(jiàn)到19世紀(jì)末化學(xué)元素的發(fā)現(xiàn)，甚至對(duì)20世紀(jì)發(fā)現(xiàn)的放射性元素，以及“二戰(zhàn)”后出現(xiàn)的人工元素，也在周期表中預(yù)約定位。

　　150周年來(lái)臨之際，元素周期表大家庭又增添了新成員，2016年增加了4種新元素：113號(hào)元素Nh(nihonium)、115號(hào)元素Mc(moscovium)、117號(hào)元素Ts(tennessine)和118號(hào)元素Og(oganesson)。這4種元素花了10年時(shí)間，而且通過(guò)全世界科學(xué)家的共同努力才最終獲得確認(rèn)。