理论教育 门捷列夫:化学史的胜利接连不断!

门捷列夫:化学史的胜利接连不断!

时间:2023-10-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:一个胜利,接着一个胜利。一张捷报,接着一张捷报。门捷列夫最大的胜利,是在于“类硅”被证实。文克列尔在给门捷列夫的信中,十分激动地写道:“……祝贺你的天才的研究工作中所获得的新胜利,谨向你表示我衷心的敬意。”紧接着,门捷列夫在1871年所预言的其他许多“缺席”元素,也被一一找到了。拉姆塞怀着崇敬的心情,称门捷列夫为“我们伟大的导师”。门捷列夫一共改正了九种化学元素的原子量。门捷列夫终生为真理而斗争。

门捷列夫:化学史的胜利接连不断!

一个胜利,接着一个胜利。

一张捷报,接着一张捷报。

1879年,瑞典化学家尼尔逊和克勒维,差不多同时在一种名叫“硅钇矿”的矿物中,发现了一种新元素。由于瑞典位于斯堪的纳维亚半岛,他们把元素命名为“钪”,意即“斯堪的纳维亚”。

钪,就是门捷列夫预言的“类硼”。尼尔逊在把他的发现跟门捷列夫的预言对照后,深为惊叹,说道:“这样一来,俄罗斯化学家门捷列夫的预言已经得到了最明白的证明了。这一个思想不仅能预见所说化学元素的存在,并且能预言它的最重要的性质。”

门捷列夫最大的胜利,是在于“类硅”被证实。

1886年,德国化学家文克列尔报告说,他用光谱分析法发现了新元素锗。

报告刚刚发表,很多人就把它与门捷列夫的预言相比较——因为经过发现镓、钪的考验,人们已对门捷列夫的预言坚信不疑,所以一听到发现新元素,便立即拿门捷列夫的预言相对照。

锗,就是门捷列夫预言的“类硅”。人们惊讶地发现,文克列尔在1886年的测定与门捷列夫1871年的预言何等相似!

门捷列夫预言:“锗是一种金属,原子量大约是72,比重大约是5.5。”

文克列尔测定:“锗是一种金属,原子量为72.3,比重为5.35。”

门捷列夫预言:“这种金属的氧化物的比重大约是4.7,它极易溶解于碱,并易被还原为金属。”

文克列尔的测定:“氧化锗的比重是4.703,易溶解于碱,并可用碳还原为金属。”

门捷列夫的预言:“这种金属和氯的化合物应是液体,比重大约是1.9,沸点大约是90℃。”

文克列尔的测定:“氯化锗是液体,比重为1.887,沸点为86℃。”

15年前的预言,竟是如此准确,仿佛他手里拿着一块锗似的——而实际上,那时候连有没有这种元素都不得而知!

文克列尔在给门捷列夫的信中,十分激动地写道:“……祝贺你的天才的研究工作中所获得的新胜利,谨向你表示我衷心的敬意。”

文克列尔在一篇谈论锗的发现的文章中,深刻地指出:“如果我们认为锗本身是一个值得注意的元素……那么研究它的性质,在作为测验人类的远见的试金石方面而言,乃是一个不寻常的引人入胜的问题。未必再有例子能更明显地证明元素周期学说的正确性了……它的意义不单单是证明了一个大胆的学说,它还意味着大大地扩展了人们在化学方面的眼界,意味着在认识领域内前进了一大步。”

科学最尊重事实。在事实面前,权威们服输了,冷嘲热讽成了吹破了的肥皂泡。

门捷列夫也非常高兴地在一篇文章中写道:“我想不到能活到周期律的预言被证实的日子,然而事实却不像我所想的那样。我叙述的三个元素——类硼、类铝、类硅,还不到20年,我已欣慰地看到这三个元素都被发现了。”

紧接着,门捷列夫在1871年所预言的其他许多“缺席”元素,也被一一找到了。

1895年,英国化学家拉姆塞在分析钇铀矿时,发现了新元素氦。对照了一下门捷列夫的预言,原来氦就是他在1871年所指出的“原子量为1到7……位于氢和锂之间的元素”。氦的原子量为4,正好在“1到7”之间。(www.daowen.com)

门捷列夫还曾预言“另一个原子量约为20……位于氟和钠之间的元素”。1898年,英国化学家拉姆塞发现了元素氖。果然,它是“位于氟和钠之间的元素”,原子量为20.179!

拉姆塞怀着崇敬的心情,称门捷列夫为“我们伟大的导师”。这“导师”一词,并非过誉,因为门捷列夫确实是一位指导人们探索未知元素之谜的导师!

门捷列夫在1871年曾预言:

重金属之间可以有一个和碲相似而原子量却比铋大的元素……其次在第十列中还可能有属于第一、第二、第三族的元素。它们的原子量约是210~230。……第一个将和铯类似,第二个和钡类似……在钍和铀之间的同一列中,还可能有一个原子量约为235的元素……

从1898年到1918年的20年中,人们接连发现了除“和铯类似”元素之外的这些未知元素:

1898年,居里夫妇发现了放射性元素镭。镭的希腊文原意就是“射线”。镭,就是那个“和钡类似”的元素,它的原子量为226.0254,果真在“210~230”之间。

1899年,居里夫人发现了新元素钋。钋的原意是“波兰”,那是居里夫人用以纪念自己的祖国——波兰。钋,就是那个“和碲相似”的元素。它的原子量为209,果然比铋的原子量大!

1899年,杰毕叶恩发现了新元素锕。它是门捷列夫预言过的“类镧”。

1918年,迈特涅尔发现了新元素镤。镤的位置确实是“在钍和铀之间”,原子量为232,与门捷列夫预言的235相近。

至于那个“和铯类似”的元素,是在1939年被法国女化学家佩雷发现的。她用她祖国的名字——“法兰西”,来命名这个新元素,译成中文便是“钫”。钫的性质,的确与铯十分类似。

后来门捷列夫还曾预言过存在未知元素“三锰”“亚锰”和“亚碘”,也分别被发现:

1925年,发现了铼——即门捷列夫所预言的“三锰”;

1937年,发现了锝——即门捷列夫所预言的“亚锰”;

1940年,发现了砹——即门捷列夫所预言的“亚碘”。

这样,门捷列夫在1871年所预言的11种未知元素,全部被找到了。

人们在门捷列夫化学元素周期表的指导下,还发现了一系列新的元素——惰性气体氪、氙、氡。

前面说到过,门捷列夫在排元素周期表时,遇到许多“捣乱元素”,他大胆地改动了这些元素的原子量。门捷列夫一共改正了九种化学元素的原子量。后来,人们精确地加以测量,发现门捷列夫改动的原子量,竟是那么正确。

记得在1869年,门捷列夫大胆改变这九种元素的原子量时,曾遭到俄罗斯化学界的猛烈攻击,认为“改变至今所公认的原子量,是过于仓促了”,认为门捷列夫周期律是一种“不可依靠”的“一种普通分类法”。甚至还有人说,门捷列夫自己不做实验,凭空根据什么“化学元素周期律”去擅自改动经过反复精确测量的原子量,是天大的笑话,是对科学的侮辱。

历史证明,门捷列夫之所以有“先见之明”,是因为他是站在科学高峰上,能够“登高望远”,站得高,看得远。

门捷列夫终生为真理而斗争。他确信他手中有真理,所以他不怕压,不信邪。他曾说过这样的话:“每一个自然规律,只有当它可以说产生实际的结果,亦能做出能解释尚未阐明的事物和指出至今未知的现象的逻辑结论时,特别是这个规律导致能为实验所验证的预言时,才获得科学的意义。”门捷列夫之所以成功,便是由于他的预言“为实验所验证”。这,诚如毛泽东同志在《实践论》中所指出的那样:“许多自然科学理论之所以被称为真理,不但在于自然科学家们创立这些学说的时候,而且在于为尔后的科学实践所证实的时候。”[11]

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