
1月18日? ?星期四? ? 天氣:晴
回家的路上和媽媽聊起了今天科學課上的一些趣事。
一向沉穩的王凡歌性大發,唱了一首rap“氫氦鋰鈹硼,碳氮氧氟氖”“氯化鈉漿漿,氮磷鉀秧秧”,我聽著就像天書一般,我的疑惑被李嘉陽發現了,他稍不正經地說,班長大人也有不懂的時候啊!全憑實力打天下的我怎能放過每一個學習進步的機會?我決定晚上放學回家一定要查個究竟。
走到家樓下的紅綠燈崗時,看見圍了好多人,走近一看是樓下貝貝家的新轎車撞到了一位闖紅燈的老奶奶,嚇得媽媽直說,無論多著急,都要遵守交通規則啊!
回到家,媽媽說:“你不是要查王凡唱的是什么嗎?”她直接把高榮偉老師寫的《門捷列夫和他的元素周期表》和《尼古拉·特斯拉:一個被譽為“最接近神”的人》拋給我讓我看。我發現他們可是比周杰倫還厲害100倍的人物哇。
我宣布,從現在開始,我的偶像是他——
媽媽說偉大的科學家有很多,為了紀念他們的偉大,都會以他們的名字命名一些東西。樓下貝貝家那輛新轎車,車的名字也是以偉大的科學家命名的。
聽完媽媽的話,我想起了我的好朋友盧氵睿山堯。
任何科學真理的發現,都不會是一帆風順的。門捷列夫生活在化學界探索元素規律的一個艱苦卓絕時期,他在探索化學元素變化的內在聯系規律方面,同樣經歷了艱辛的跋涉。
德米特里·門捷列夫,1834年2月7日出生于俄國西伯利亞的托博爾斯克。他出生不久,父親就因雙目失明出外就醫,失去了得以維持家人生活的教員職位。然而,禍不單行。門捷列夫14歲那年父親去世,接著火災又吞沒了他家中的所有財產。1850年,家境困頓的門捷列夫憑借微薄的助學金,進入彼得堡師范學院學習化學;1857年,門捷列夫擔任彼得堡大學化學系副教授。
門捷列夫生活的那個時代沒有權威的化學教科書,人們對于元素的認識支離破碎,原子量的精確測量更是難題,這些問題都限制了人們對于元素整體關系的探索。
門捷列夫以驚人的洞察力,毫無畏懼地投入到了探索已知的幾十種化學元素的內在聯系規律這個領域。
困境中的堅持不懈
自然界到底有多少元素?元素之間有什么異同和存在什么內部聯系?新的元素應該怎樣去發現?門捷列夫想在自己的課堂講授這些內容,可現實是:這些問題尚處在探索階段。攀登科學高峰的路,注定是一條艱苦而又曲折的路。年輕的門捷列夫在探索元素周期律這條路上,吃盡了苦頭。
生活中的門捷列夫穿著簡單隨便,對于衣服的式樣毫不在乎,他說:“我的心思在周期表上,不在衣服上。”個子魁偉,留著長發,有著碧藍的眼珠、挺直的鼻子、寬廣的前額的化學家門捷列夫,總是穿著自己設計的似乎有點兒古怪的衣服。即使是沙皇想接見他,他也事先聲明——平時穿什么,接見時就穿什么。他的上衣口袋特別大,據說那是便于放下厚厚的筆記本——他一想到什么,總是習慣地立即從衣袋里掏出筆記本,把它順手記下。為了科研,他的頭發常常是亂蓬蓬的。那時,男人們流行戴假發,對此,門捷列夫總是搖著頭說:“我喜歡我的真頭發。”
門捷列夫不分晝夜地研究著,探求元素的化學特性和它們的一般的原子特性,然后將每個元素記在一張小紙卡上。他企圖在元素復雜的特性里,捕捉元素的共同性。但他的研究,一次又一次地失敗了。可他不灰心,不氣餒,要頑強地探索下去。
1860年9月,第一屆國際化學大會結束后,意大利藥劑師卡尼扎羅向與會者分發了一份關于元素原子重量的決定性文件。卡尼扎羅提出的原子量清單,是當時已知最為準確的原子量清單,這份清單令門捷列夫的心里亮堂了許多。1862年,門捷列夫對巴庫油田進行了考察,對液體進行了深入研究,重測了一些元素的原子量,對元素的特性有了深刻的了解。
門捷列夫把每個元素的原子量以及相關信息分別寫在小紙卡上并進行系統的整理。很快,一副由63張牌組成的“撲克牌”問世了。門捷列夫的家人看到一向珍惜時間的教授突然熱衷于“紙牌”,感到奇怪。盡管如此,門捷列夫依然旁若無人,每天手拿紙牌,收起、擺開,再收起、再擺開,皺著眉頭地玩個不停……有一次,他接連擺弄了三天“紙牌”,甚至于對前來拜訪的老朋友都不屑一顧。
絕處逢生的轉機
1869年2月17日是門捷列夫版化學元素周期表的誕生日。這一天,他又坐到桌前擺弄起“紙牌”來了。“紙牌”上面寫著當時已知的化學元素的主要性質和原子量。他進行反復排列比較。擺著,擺著,門捷列夫像觸電似的站了起來:他看到了此前從來沒有出現過的現象,每一行元素的性質都是按照原子量的增大而從上到下地逐漸變化著。
門捷列夫激動得雙手不斷顫抖著,他喃喃地說道:“這不是意味著,元素的性質與它們的原子量有關系嗎?”他興奮地在室內踱著步子,然后,迅速地從上衣口袋里掏出筆記本,在上面寫道:根據元素原子量及其化學性質的近似性試排元素表。
門捷列夫根據元素周期律編制了第一個元素周期表,把已經發現的63種元素全部列入表里,從而初步完成了使元素系統化的任務。門捷列夫的高明之處,還在于他在“元素帝國大廈”中為未知元素預留了“房間”。在門捷列夫編制的周期表中,他留有很多空格,這些空格是為尚未發現的元素準備的。這位學者認為在未來,由于現代儀器的出現,人們將發現更多新型元素,這些新元素的出現可以填補元素周期表的空白。
門捷列夫從理論上計算出這些尚未發現的元素的最重要性質,斷定它們介于鄰近元素的性質之間。例如,在鋅與砷之間的兩個空格中,他預言這兩個未知元素的性質分別為類鋁和類硅。此后,他的預言都得到了證實。就在1875年,他預言后的第四年,法國化學家布瓦博得朗從閃鋅礦中發現了鎵元素,元素符號定為Ga,中文名為“鎵”。若干年之后,發現鈧和鍺的喜訊也相繼傳來。1879年,瑞典化學家尼爾森從鐿土中發現了鈧元素;1886年,德國化學家文克勒從硫銀鍺礦中發現了鍺元素。并且,鈧和鍺的理化性質都與門捷列夫的預測相一致,從而為門捷列夫周期律的科學性提供了有力的證據。
化學元素周期表是根據原子序數從小至大排序的化學元素列表,有118個元素。列表大體呈長方形,某些元素周期中留有空格,使特性相近的元素歸在同一族中,如堿金屬元素、堿土金屬、鹵族元素、稀有氣體等。
終生努力,便成天才
門捷列夫工作的成功,引起了科學界的震動。人們為了紀念他的功績,就把元素周期律和周期表稱為“門捷列夫元素周期律”和“門捷列夫元素周期表”。恩格斯在《自然辯證法》一書中曾經指出:“門捷列夫不自覺地應用黑格爾的量轉化為質的規律,完成了科學上的一個勛業,這個勛業可以和勒維烈計算尚未知道的行星海王星的軌道的勛業居于同等地位。”
門捷列夫的周期表奠定了現代元素周期表的基礎。對于元素周期表的研究,門捷列夫不是第一人,也不是最后一人。元素周期表的演進,凝聚了一代又一代科學家的智慧。150年來,周期表已經在科學、技術、社會三個維度上發揮了重要作用。有學者斷言,如果有一天,人類要與宇宙中其他文明進行對話,那張漂亮別致的周期表也許就是地球文明的一個“標簽”。
如此偉大的化學家,我怎能不把門捷列夫視為我的偶像?