化學(xué)撲克牌與元素周期表

李金煒

門捷列夫出生在俄國的西伯利亞地區(qū)，是家里14個孩子中最小的一個。他的母親獨具慧眼地發(fā)現(xiàn)他極其聰明，于是，帶著他不遠千里到圣彼得堡求學(xué)。偉大的母愛使一位偉大的科學(xué)家沒有被埋沒。

在門捷列夫之前，有很多科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一些元素之間存在著某種神秘的關(guān)聯(lián)。

比如德國化學(xué)家德貝萊納發(fā)現(xiàn)，鈣、鍶、鋇這三種元素的原子量幾乎能排成一個等差數(shù)列，而且它們的化學(xué)性質(zhì)非常相似。

另一位德國科學(xué)家佩滕科弗進一步發(fā)現(xiàn)，一些性質(zhì)相似的元素的原子量之差大約是8的倍數(shù)。

到19世紀60年代，很多化學(xué)家確信，元素之間一定存在著某種聯(lián)系。門捷列夫也全力投入到元素規(guī)律的研究中來。

門捷列夫從小就喜歡玩紙牌。他把元素的名稱、性質(zhì)和原子量等制作成一套63張的撲克牌卡片，經(jīng)常像個占卜師一樣擺弄他的牌陣。

在俄國化學(xué)會的一次研討會上，門捷列夫用他的化學(xué)撲克牌展示了他的元素周期表，結(jié)果卻招來了包括他老師在內(nèi)的一致抨擊。的確，化學(xué)的研究成果應(yīng)該誕生在實驗室里，怎么可能誕生在一堆撲克牌中呢？

門捷列夫堅信自己的研究方向是正確的。1869年3月，門捷列夫正式撰寫論文，提出了元素周期律。有趣的是，門捷列夫在發(fā)表論文的前一天突然身體不適，于是就委托他的朋友代為宣讀。不幸的是，他的朋友當場被批得體無完膚。

門捷列夫的第一張元素周期表之所以被集體炮轟，是因為他對自己的研究成果過于自信。

首先，他不顧當時已經(jīng)公認的原子量，堅持改變了一些元素的排列位置；其次，為了把元素放到他認為正確的位置，他還修訂了其他一些元素的原子量；最后，他在表中留下了四個空格！門捷列夫認為，這是四種應(yīng)該存在但還沒被發(fā)現(xiàn)的元素。這種大膽甚至瘋狂的想法在當時引起了廣泛的批評。人們甚至懷疑，這位門捷列夫先生到底是化學(xué)家還是占卜師呢？

過了兩年，門捷列夫進一步修訂并推出了他的第二張元素周期表。這已經(jīng)接近我們目前使用的元素周期表的樣子了。

幾年后的一天，法國化學(xué)家布瓦博德朗發(fā)現(xiàn)了一種新元素，命名為“鎵”。這種新元素的性質(zhì)和大部分數(shù)據(jù)與門捷列夫制作的元素周期表中的空格之一——“類鋁”十分契合，只是密度和門捷列夫預(yù)測的相去甚遠。擁有強大自信的門捷列夫?qū)懶沤o布瓦博德朗，大意是：我建議您重新測一下密度。本著嚴謹?shù)目茖W(xué)精神，布瓦博德朗重新提純了鎵并測量了密度。這次，他得到的數(shù)據(jù)與門捷列夫預(yù)測的完全吻合。

整個化學(xué)界震驚了！門捷列夫不是什么占卜師，他的科學(xué)預(yù)言成真了！

后來，表中的第二個空格也被準確地填補上了。瑞典化學(xué)家尼爾森按照門捷列夫制作的元素周期表的規(guī)律，發(fā)現(xiàn)了元素“鈧”。它與門捷列夫預(yù)言的“類硼”性質(zhì)完全一致。

又過了幾年，德國化學(xué)家溫克勒發(fā)現(xiàn)了“鍺”，填上了門捷列夫預(yù)言的第三個空格。

第四個空格在門捷列夫有生之年沒有被填上。

1937年，門捷列夫已經(jīng)去世30年之后，第四個空格——“類錳”終于通過人工合成的方式制成了，這就是元素“锝”。它是第一種人工合成的元素。始終填不上第四個空格的原因，居然是這種元素在地球上根本就沒有。