元素周期表备课资源13

1、元素週期表的門德列夫 (§8-1元素) 世人把門德列夫和預言太陽系第八大行星海王星的郭番特，以及預言光線屈曲行進的愛因斯坦，並列為科學史上智慧與奇蹟的象徵。門德列夫在學生時代，是個求知欲相當強烈的孩子，什麼事情他都有興趣，什麼事情他都要加以思索。然而他的求知欲多半還是傾注在元素間的相互關係上。當時曾經有人發表了一項新學說，暗示所有的元素都是井然有序的。他對這一項新學說再加以審慎的探討，結果認為如果要以這一學說闡明元素間的關係，顯然，是不夠充足的。門德列夫在踏進社會後，繼續往這方面悉心鑽研。在他應聘擔任聖彼德堡大學的專任教授後，為了騰出多一點兒時間從事研究工作，他只在上午授課

2、，下午和晚上就閉門潛心研究。終於，他對關於元素在化學的、物理學的、結晶學的，以及物理化學等的性質有了全盤的了解。劃時代的發現直到一八六九年二月十七日清晨，他不眠不休的研究了一整夜，問題仍然沒有解決，感到深深的沮喪。幾個禮拜以來，他沒有一夜好好睡過，努力想發現某種原理，期望能憑藉這個原理來清理堆積如山的資料。他有個預感：十多年來一直縈繞心頭的問題，就快要迎刃而解了。這個預感使他處於興奮狀態中，支撐著他睡眠不足的身體。他橫躺在書房裏的沙發上，疲憊至極，不知不覺的睡著了。在睡夢中，突然他看見週期表清清楚楚的浮現在眼前。驚喜之下，隨即清醒過來，順手拈了張紙條，把夢中所見到的寫下來。唔！劃時代的一大發現

3、就這樣完成了。俗語說：天才的發現，突現於夢中。有人用這兩句話來說門德列夫，他很不高興，帶著點兒辯白意味的說：我因為懷著一個有確切目標的意識，不斷研究、不斷努力的結果才有了那個夢的。他又說：我的研究，是從許多的觀察中找出有價值的事實，也就是在尋求其確實性。這些話倒是說出了他的研究精神。門德列夫還有一些語粹，值得後人學習。他曾經說：學業成績根本不能決定一個人的未來，我們知道優等生在實際生活上沒有一樣是成功的。門德列夫週期表到底是怎樣誕生的？傳說歸傳說，但是當然不可能是在睡夢裏完成的。智慧與奇蹟一八六九年，門德列夫繼續在聖彼得堡大學主持化學研究工作，發現了元素的性質與元素的原子量間的關係，從此以後，

4、他開始收集一切和每一個已知元素的性質有關的證據，希望藉此驗證元素之間是否存在著某種週期性的規則變化，他把各個元素的資料，包括元素的符號、原子量、元素性質及其化合物，記錄在牆上一塊長方形的紙板上，經過多次試驗的結果，排成了包含六十種元素的週期表。門德列夫所排的週期表和現今所用的週期表不同，他是依據原子量大小的次序排列；而近代科學家發現，元素的性質確有週期性存在，但所依照的不是原子量，而是原子序，因此現在的週期表是依照原子序的大小次序排列的（原子序表示原子核中質子數目）。那個時代已確知的元素不過只有四十幾種，門德列夫按照原子量排列週期表的時候，表中留下了許多空位，當時他曾斷言每一空位必定有一種元素

5、，只是還沒被發現，他根據這些未知元素所占的位置，推斷它們的物理性質及化學性質，後來驗證他的推測與事實非常接近。世人後來把門德列夫和預言太陽系第八大行星海王星的郭番特，以及預言光線屈曲行進的愛因斯坦，並列為科學史上智慧與奇蹟的象徵。邪門的化學門德列夫研究元素的週期性排列時，他的朋友和一些熟人幾乎都背地裏說他的研究是邪門的化學，勸他拋棄無謂的思索而致力於研究的工作。當週期律的主要論文以德語譯成時，門德列夫分寄給外國的化學家們，但沒有得到什麼善意的反應，然而四年之後，週期表的重要性因為鈧、金家、鍺等的發現而被認定。德國化學家邁耶於一八六九年十二月，比門德列夫遲數個月，也在一本科學雜誌上發表那有名的原

6、子容與原子量的關係曲線。其實這與門德列夫的週期表本質上相同，只是這種形式讓人更容易一目了然。盡管門德列夫始終確信週期表具有絕對而永恒的價值，可是到了晚年，因為他不曾預言到的新元素如氬、氦、鐳等相繼被發現，總覺得心裏不是味道。特別是自一八九四年氬被發現之後，他一直陷於某種憂懼之中，懷疑自己的週期表不夠周全，因為依據氬的原子量難於說明它在週期表的位置。氬的原子量大於鉀，但依它們的性質，氬必須排在鉀的前面。其實，那些新發現的元素全都可在門德列夫的週期表上找到自己的位置。他週期表具有巨大的發展性，只要改變一下週期律的表方式，就可以變得更精確。二十世紀以來，相繼有了原子構造的闡明、原子的人工蛻變以及同位

7、素的發現等等，週期表也從化學家的手上移轉到核子物理學家，而予以靈活運用。雖然核子物理學家陸續發現了新元素，並且用人工造出不存在於自然裏的超鈾元素，但是週期表始終沒有顯著的變更。然而要研究化學，首先要將常用的元素記住。現在一般教科書所列的週期表上共有一百零三種元素，其中八十八種是天然存在，其餘為人造元素。一封情書關於這個週期表，還發生過一個笑話！有一天，門德列夫正在回覆某些科學上的函件時，一位記者找上門來，想知道門德列夫是如何發現了元素的週期性。門德列夫被纏得很不耐煩，說道：這還不夠你寫一行的，也不是你用這種咬住不放的方式可以知道的我實在沒有時間與你閒聊，你不是看到我正在寫一封信嗎？記者還是不肯

8、放鬆的問：是那一類的信件呢？門德列夫呆坐了一陣，然後深深的吸了一口氣，用盡所有的力氣叫道：一封情書！門德列夫一向對新聞記者很不領情。另有一次，一位名記者想訪問他，他很生氣的說：我沒有時間浪費在無聊的事情上！接著他又感到有點不好意思，邀請那位記者坐下談談。記者如獲大赦，劈頭便問：門教授，不知您對高等教育的看法如何？門教授嚴肅的注視了那名記者一會兒，安詳的問道：你今年幾歲了？三十五歲。記者問。很好！門教授煞有其事的說：我認為你只有十二歲，我不想和一個只有十二歲的小鬼頭討論這個問題。對不起，你請吧！看起來，門德列夫很不愛給人面子，卻又不然。他在過七十歲的生日時，接到許許多多恭賀他成就的信件和電報。朋

9、友們建議他不如在報紙上刊登一個敬謝啟事，說明他無法親自回信。門德列夫不肯，他說：這未免自視過高了吧？結果他真的花好幾個月的時間，一封封的把信回了。從這裏倒又顯示了門德列夫待人誠懇敬重的一面。勤奮好學門德列夫於一八三四年生於西伯利亞西部的杜波爾斯克，家中有十四個小孩，他是最小的一個。父親是當地一個學校的校長，在出生後不久就雙目失明，接著又因肺結核病逝。十五歲的時候，門德列夫的母親發現了他在科學方面的天賦，千里迢迢的把他帶到莫斯科，可惜學校當局並沒有接納他。母親只好繼續把他帶到聖彼得堡（現改為列寧格勒），進入當地的師範學院就讀。門德列夫是個勤奮好學的學生，在校成績優良，獲得政府的補助，一直到畢業為止。隨後他便開始了教書生涯。這段期間他患了肺結核，卻被他堅忍不拔的的毅力神奇的克服了病魔。為了充實自己的學識，他曾留學法國和德國，榮獲理學士博士學位，然而他始終堅守著他的教學工作，在學生的心目中，他始終是個好老師。但一般人。絕想不到，終生研究科學的門德列夫居然是個迷信的人吧？他也固執的不在每一個月的某一日開始一件重要的工作。他還有一個怪習慣，認為一個人一年理一次髮即可，最好是在春天。他從不違背這個習慣，即使是沙皇要接見他。門德列夫對社會也相當關心，對婦女在科學方面的研究地位影響很大。他提倡政治和教育上