元素周期表的过去、现在与未来(2)
1869年2月的一天，疲憊的门捷列夫在办公室睡着了。睡梦中，他看到了一张表格，元素们纷纷落在了合适的格子里。醒来后他立刻记下了这张表的设计理念，最终把卡片摆在正确的位置。当接连不上时，他判断该位置的元素可能还未被发现，就在相应位置预留一张空牌。他一共预言了11种未发现元素，加上已经发现的63种元素，这样整副牌就达到了74张。这就是元素周期表的雏形，在这个表里所有化学元素都一目了然。
1869年3月，门捷列夫公开发表了论文《元素属性和相对原子质量的关系》，阐述了周期律的基本要点：将元素按照相对原子质量大小顺序排列起来，在性质上呈现明显的周期性；相对原子质量的大小决定元素的特性；应该预料到许多未知元素将被发现；当知道了某元素的同类元素后，有时可以修正该元素的相对原子质量。
随着元素周期律的发现，门捷列夫的代表作《化学原理》也顺利完成，这是化学史上第一部以元素周期律为基础的著作，详细描述化学元素及其化合物的性质，并对化学基本原理加以系统的整理和概括。在19世纪后期和20世纪初，被国际化学界公认为标准著作，影响了一代又一代化学家。
书桌前的门捷列夫
门捷列夫的“神预言”
元素周期表这个天才的发现真的是在梦中实现的吗？门捷列夫自己并不这么认为。他说，梦中的景象只是我15年来努力的结果。他还说，如果他的这张元素周期表真的是睡梦中上帝赐予的话，那么他得到的应该就是一张比自己发明的更加完善的周期表了。
的确，按照现代化学的观点，原子序数和相对原子质量的关系并不总是一致的。有些元素的相对原子质量大小和它们的相对位置并不一致。在当时周期表中，钴和镍、碲和碘的排列位置不是按相对原子质量的大小顺序，而是颠倒顺序排列的，这是为什么？直到20世纪初，人们仍然不得其解。但是，门捷列夫的元素周期表被广泛接受是因为它展示了惊人的预测能力。
对于相对原子质量不准的问题，门捷列夫通过对比元素性质和相对原子质量的大小，对一些元素的相对原子质量进行了大胆的修改，先后调整了17种元素的序列。如当时认为金的相对原子质量为169.2，应排在锇198.6，铱196.7的前面，而门捷列夫认为金应排在这些元素后面。经重新测定这些元素的相对原子质量分别为：锇190.9，铱193.1，铂195.2，金197.2。事实证明了门捷列夫是正确的。
1871年，门捷列夫发表论文《元素的自然体系和运用它指明某些元素的性质》，其中提到“类铝”，认为这个在周期表中铝元素下面、锌元素后面的未知元素性质与铝元素相近，相对原子质量约为68，比重在5.9～6.0g/cm3，熔点低，以后大概会用分光镜把它找到。
到了1875年，法国化学家布瓦博德朗从闪锌矿中提取出一种物质，在分光镜中观察，见到了两条从未见到过的紫色谱线，从而确定这必然属于一种新元素，他将其命名为镓。布瓦博德朗从数百千克的矿石中才提取出3.4毫克的珍贵的金属镓，它银白发蓝，放在手心里就会熔化成液体。1876年，布瓦博德朗公布了他所测得的有关镓的一些重要性质。不久之后他收到了门捷列夫的一封信，指出镓的比重不应该是4.7g/cm3，而应在5.9～6.0g/cm3之间。这令布瓦博德朗大惑不解：门捷列夫根本接触不到镓，怎么能那么肯定呢？不过，布瓦博德朗还是重新提纯了镓，然后再测比重，结果果然是5.94g/cm3。
这件事很快轰动了科学界，人们无不叹服门捷列夫周期律的伟大意义和他的远见卓识。在化学元素发现史上，镓是第一个先根据元素周期律预言，后在实验中被发现证实的化学元素。1879年发现的钪和1886年发现的锗，就是门捷列夫1871年论文中所预言的“类硼”和“类硅”。从此，在搜寻新元素的过程中，意外性、偶然性和盲目性的枷锁已被打破，人们可以在元素周期律的指引下进行研究了。
斯洛伐克技术大学化学系外的门捷列夫雕像
为“元素之家”增砖添瓦
在元素周期律的指引下，在门捷列夫元素周期表的基础上，一代又一代的科学家不断为这座“元素之家”填充、扩容和修整，现在我们看到的元素周期表已与150年前门捷列夫脑海中出现的周期表大不相同。人们提出的周期表类型至少有上百种，有短的、有长的、有螺旋线形和圆形的，还有立体的。当前应用最多的是维尔纳长式周期表，列表大体呈长方形，横分7行，代表7个周期，竖分18列，代表16个族，而镧系元素和锕系元素放在下面，以避免表格形式拉得太长。
1868年8月，科学家在观测日全食时，意外地在太阳光的谱线中发现一条不知来源的黄线，这条黄线不属于当时已知的任何元素。人们将其命名为氦，意为“太阳的元素”。这是有史以来第一次发现地球以外的元素，它的性质无从得知，而且在很长一段时间中，人们都认为氦只存在于太阳上。所以，在门捷列夫的周期表中，是没有氦的位置的。
1894年，英国化学家莱姆塞和瑞利从空气中发现一种“懒惰的”气体元素—氩。1895年，莱姆塞又把沥青铀矿中分离出的一种此前被人们忽视的气体鉴定为氦气，从而在地球上发现了氦元素。除了氩以外，氦和其他已经发现的任何气体元素性质都截然不同。莱姆塞对门捷列夫的周期率有深刻的理解。在周期表中按照相对原子质量的大小，氦应该排在氢和锂之间，但却没有这么一族。而且，从氢到锂，特别是从氟到钠、从氯到钾这几对相邻元素之间性质差别如此剧烈，而且都是第七族后发生这个突跃。因此，莱姆塞相信这里一定有一个以氦为首的惰性气体的新家族存在，他还预言其中的两个元素相对原子质量为82和129。1898年，莱姆赛等人一鼓作气发现了氪、氖、氙。这样，五个惰性气体便形成了周期表中的一个完整新族—零族。
1869年3月，门捷列夫公开发表了论文《元素属性和相对原子质量的关系》，阐述了周期律的基本要点：将元素按照相对原子质量大小顺序排列起来，在性质上呈现明显的周期性；相对原子质量的大小决定元素的特性；应该预料到许多未知元素将被发现；当知道了某元素的同类元素后，有时可以修正该元素的相对原子质量。
随着元素周期律的发现，门捷列夫的代表作《化学原理》也顺利完成，这是化学史上第一部以元素周期律为基础的著作，详细描述化学元素及其化合物的性质，并对化学基本原理加以系统的整理和概括。在19世纪后期和20世纪初，被国际化学界公认为标准著作，影响了一代又一代化学家。
书桌前的门捷列夫
门捷列夫的“神预言”
元素周期表这个天才的发现真的是在梦中实现的吗？门捷列夫自己并不这么认为。他说，梦中的景象只是我15年来努力的结果。他还说，如果他的这张元素周期表真的是睡梦中上帝赐予的话，那么他得到的应该就是一张比自己发明的更加完善的周期表了。
的确，按照现代化学的观点，原子序数和相对原子质量的关系并不总是一致的。有些元素的相对原子质量大小和它们的相对位置并不一致。在当时周期表中，钴和镍、碲和碘的排列位置不是按相对原子质量的大小顺序，而是颠倒顺序排列的，这是为什么？直到20世纪初，人们仍然不得其解。但是，门捷列夫的元素周期表被广泛接受是因为它展示了惊人的预测能力。
对于相对原子质量不准的问题，门捷列夫通过对比元素性质和相对原子质量的大小，对一些元素的相对原子质量进行了大胆的修改，先后调整了17种元素的序列。如当时认为金的相对原子质量为169.2，应排在锇198.6，铱196.7的前面，而门捷列夫认为金应排在这些元素后面。经重新测定这些元素的相对原子质量分别为：锇190.9，铱193.1，铂195.2，金197.2。事实证明了门捷列夫是正确的。
1871年，门捷列夫发表论文《元素的自然体系和运用它指明某些元素的性质》，其中提到“类铝”，认为这个在周期表中铝元素下面、锌元素后面的未知元素性质与铝元素相近，相对原子质量约为68，比重在5.9～6.0g/cm3，熔点低，以后大概会用分光镜把它找到。
到了1875年，法国化学家布瓦博德朗从闪锌矿中提取出一种物质，在分光镜中观察，见到了两条从未见到过的紫色谱线，从而确定这必然属于一种新元素，他将其命名为镓。布瓦博德朗从数百千克的矿石中才提取出3.4毫克的珍贵的金属镓，它银白发蓝，放在手心里就会熔化成液体。1876年，布瓦博德朗公布了他所测得的有关镓的一些重要性质。不久之后他收到了门捷列夫的一封信，指出镓的比重不应该是4.7g/cm3，而应在5.9～6.0g/cm3之间。这令布瓦博德朗大惑不解：门捷列夫根本接触不到镓，怎么能那么肯定呢？不过，布瓦博德朗还是重新提纯了镓，然后再测比重，结果果然是5.94g/cm3。
这件事很快轰动了科学界，人们无不叹服门捷列夫周期律的伟大意义和他的远见卓识。在化学元素发现史上，镓是第一个先根据元素周期律预言，后在实验中被发现证实的化学元素。1879年发现的钪和1886年发现的锗，就是门捷列夫1871年论文中所预言的“类硼”和“类硅”。从此，在搜寻新元素的过程中，意外性、偶然性和盲目性的枷锁已被打破，人们可以在元素周期律的指引下进行研究了。
斯洛伐克技术大学化学系外的门捷列夫雕像
为“元素之家”增砖添瓦
在元素周期律的指引下，在门捷列夫元素周期表的基础上，一代又一代的科学家不断为这座“元素之家”填充、扩容和修整，现在我们看到的元素周期表已与150年前门捷列夫脑海中出现的周期表大不相同。人们提出的周期表类型至少有上百种，有短的、有长的、有螺旋线形和圆形的，还有立体的。当前应用最多的是维尔纳长式周期表，列表大体呈长方形，横分7行，代表7个周期，竖分18列，代表16个族，而镧系元素和锕系元素放在下面，以避免表格形式拉得太长。
1868年8月，科学家在观测日全食时，意外地在太阳光的谱线中发现一条不知来源的黄线，这条黄线不属于当时已知的任何元素。人们将其命名为氦，意为“太阳的元素”。这是有史以来第一次发现地球以外的元素，它的性质无从得知，而且在很长一段时间中，人们都认为氦只存在于太阳上。所以，在门捷列夫的周期表中，是没有氦的位置的。
1894年，英国化学家莱姆塞和瑞利从空气中发现一种“懒惰的”气体元素—氩。1895年，莱姆塞又把沥青铀矿中分离出的一种此前被人们忽视的气体鉴定为氦气，从而在地球上发现了氦元素。除了氩以外，氦和其他已经发现的任何气体元素性质都截然不同。莱姆塞对门捷列夫的周期率有深刻的理解。在周期表中按照相对原子质量的大小，氦应该排在氢和锂之间，但却没有这么一族。而且，从氢到锂，特别是从氟到钠、从氯到钾这几对相邻元素之间性质差别如此剧烈，而且都是第七族后发生这个突跃。因此，莱姆塞相信这里一定有一个以氦为首的惰性气体的新家族存在，他还预言其中的两个元素相对原子质量为82和129。1898年，莱姆赛等人一鼓作气发现了氪、氖、氙。这样，五个惰性气体便形成了周期表中的一个完整新族—零族。