第一張元素週期表的誕生——門捷列夫(三)

蒼蠅吃蚊子/文

“撲克迷”亮相,“週期律”初露鋒芒

1869年初春,反映元素親緣關係的自然系統,經門捷列夫之手已基本上用表格排出來了。當然,一些細節還需要進一步研究。門捷列夫面對這個由自己整編的“元素隊伍”,儼然像一位大將軍一樣,既威嚴,又感到欣慰自豪。對於這個發現,他向俄羅斯理化學會專門提交了一份成果報告。


門捷列夫的元素之窗|第一張元素週期表的誕生——門捷列夫(三)

這年3月,俄羅斯理化學會召開了一次學術報告會。按照安排,門捷列夫要上講臺報告自己的研究成果,可是他卻不上講臺,也沒有帶講稿,隻身空手,就地站在會議桌的中間,右手從口袋裡掏出一副“撲克牌”,“刷”的一聲甩在了桌面上,在場的人無不大吃一驚。人們都說門捷列夫愛玩紙牌,化學界朋友也都略有所聞,但總不至於鬧到學會的學術會議上來開玩笑。

在座的有一位長者,白髮銀鬚,他叫齊寧,是門捷列夫的老師,一直很賞識門捷列夫的才華,因此推薦他來校任教。今天他見學生如此不檢點,真為他捏著一把汗,心中不免有些責怪。老人不禁從座位上站起來,只見門捷列夫將他那一大把亂牌從桌面上收攏過來,三兩下便已整好,並一張一張地亮給大家看。

這時人們才發現這副紙牌並不是普通常見的撲克,原來每張牌上寫的是一種元素的名

稱、性質和原子量,一共63張,代表著當時已經發現的63種元素。奇怪的是這副牌中有紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七種顏色為標誌。


門捷列夫的元素之窗|第一張元素週期表的誕生——門捷列夫(三)

門捷列夫不愧是玩牌的老手,他用手輕輕一捻,紙牌由紅到紫排成一組,再一捻又排成一組。這樣,前排一組靠著後排一組,這時桌面上競排列成一個整整齊齊的牌陣。門捷列夫這時才發現與會者都已圍站在會議桌邊了,他很不好意思地請大家一一坐下,終於開口介紹他的新發現。

門捷列夫指著桌上的牌陣說道:

“所有的化學元素可以排成一個自然的行列。這個行列以最簡單最輕的元素氫為排頭,它的原子量為1。以原子最重的金屬軸為排尾,它的原子量為238。至於原子量逐漸增大的一切其他元素,可以按‘年齡’排在這個頭尾之間。任何一種元素的所有性質,譬如它的外形、穩定性,它和其他物質化合的能力,及其所有化合物的性質,都是由它在這個行列中所佔的位置來決定的。”

“請大家來看看,是不是很有趣:按照原子量排列的這麼多元素又

會自動形成一些互相類似的組,或同類元素的族。”他見大家似乎不太理解的樣子,停了一下,又換了一種說法:

“打個比方吧,假如有一群高矮不同的人,穿著不同顏色的外衣。乍一看,這裡的人群花花綠綠,純屬偶然,漫無秩序。可是一聲令下,叫大家嚴格按個子高矮排隊。這時候居然出現了一種意外的有趣現象:隊伍按高矮已經排好,花花綠綠的雜色現象也就自然消滅。現在人們的服色按照一定的順序在重複著。頭7個身量最小的人,依順序穿著紅、橙、黃、綠、青、藍、紫色的衣服。第二批7個人的服色也是這種順序,第三、第四、第五批,直到末尾身量最大的7個人全都這樣。

“每隔7個人,服色重複一次。如果讓第二批7個人排在第一批7個人的後頭,第三、第四……7個人也都依次往後排。以前那花花綠綠的一群人就分別排成了紅、橙、黃、綠、青、藍、紫7個分隊。而同時,這整個大隊又都是嚴格按照身量的高矮看齊的。換句話說,前排左邊那人身量最矮,後排右邊那人身量最高。我在把元素按原子量排列的時候,在元素當中發現的次序就和上例大致相仿。”


門捷列夫的元素之窗|第一張元素週期表的誕生——門捷列夫(三)

門捷列夫一邊解說著,一邊又在牌陣上指指點點。說了第一族,又說第二族,周圍的學者都聽得目瞪口呆。他們這些人都是在實驗室站了十年、幾十年,手上也不知被燒起多少傷疤,掉了幾層皮的專家和教授,想不到一個年輕人玩玩紙牌就能得出此番道理,要說不服氣吧,好像有理,要說真是這樣,又哪能這樣容易。這時,突然有人提出問題,說道:

“門捷列夫先生,我看你那幾張牌也未必就能將元素規律演示清楚,你看那新元素鋼,6年前發現時定的原子量是75.4,應排在砷和硒之間。可是這樣一來,砷就無法和它相似的磷在一族裡,硒也被擠出了硫那一族,豈不是擾得四鄰不安?這還算什麼規律?”

“先生,請別急。我看那鋼的原子量大可懷疑,它的性質和鋁相似,

按我推算它的原子量應是113.1(後來測得是114.82),它本來就不應該擠在砷後面,應排到鎘與錫之間去,這樣大家不就都能相安無事了麼?”門捷列夫胸有成竹地回答。

這時,與會者議論紛紛,有的讚歎,有的驚訝,有的懷疑,莫衷一是,一時難以有個結論。一直坐在旁邊看著的齊寧,早已沉不住氣了,他站起來以師長的口氣說:“門捷列夫大膽探索的精神可嘉,但身為教授和科學家,不在實驗室裡踏實地做實驗,卻擺起紙牌就想發現元素的什麼規律,這太不慎重…”


門捷列夫的元素之窗|第一張元素週期表的誕生——門捷列夫(三)

門捷列夫一見老師發話,心裡明白老師的一席話看似批評,實是愛護,怕自己太冒失下不了臺階。再說門捷列夫打這次學術會議之後,無論在實驗室,還是回到家裡,一連幾個月仍然繼續“玩”這套紙牌。這時期擺牌常使他感到一些地方老接不上氣,一些順序總連接不上,他開始萌生一種大膽的想法:肯定還有什麼新元素未被發現。於是,他每遇哪個地方的順序接不上時,就暫時補一張空牌,佔一個位置,再根據它所在的族起一個“類鋁”或者“類硅”之類的名字。他就這樣一下子預言了11種未知元素。因此門捷列夫的紙牌就變成了74張。1871年,門捷列夫根據元素週期律詳細描述的類鋁、類硼、類硅三種未發現元素的一系列性質,的確富有傳奇色彩。

科學偉人的預言應驗了

1875年9月20日,巴黎的科學院召開例會,院土伍爾茲宣佈了他的學生布瓦博德朗新近發現一種元素,定名為“稼”,來紀念他的祖國(因為“稼”的拉丁文是法國的古稱)。按現有資料報告:稼的化學性質很像已知元素鋁。


門捷列夫的元素之窗|第一張元素週期表的誕生——門捷列夫(三)

當巴黎科學院的會議記錄經過遙遠的路途傳到彼得堡時,門捷列夫大為震驚。這個法國人在庇里牛斯山裡掘到的東西,完全不能算是新元素!它就是門捷列夫早在5年前就發現的類鋁!門捷列夫的預言應驗了,預言完全符合實際。1880年,瑞典的尼爾遜發現了類硼元素,定名為鏡,這“毓”就是它的發現地斯堪的納維亞的意思。

1885年,德國的文克勒發現了類硅元素,定名為錯。這些新元素的發現,和門捷列夫多少年前的預言竟然吻合得如此嚴密。它們應驗了門捷列夫的預言,更證實了他發現的元素週期律的正確性。

他預言的11種未知元素後來都一一被人找到,乖乖地到門捷列夫的週期表裡排隊站位去了。週期表真可謂天衣無縫。準確的《元素週期表》一時間轟動了法國、瑞典、德國,轟動了全歐洲,並獲得一個又一個國際榮譽。各國紛紛邀請門捷列夫去訪問,許多大學爭先恐後地授予他名譽博士學位或學銜。許多科學院和學術團體選他為會員。英國科學家約請他去倫敦作公開的法拉第演講,這種演講,按英國慣例是隻有世界上最偉大的科學家才配作的。英國還贈給他一枚戴維金質獎章。


門捷列夫的元素之窗|第一張元素週期表的誕生——門捷列夫(三)

門捷列夫本來就是大學裡的著名教授,元素週期律發現後,他更受學生的歡迎和尊敬。每天慕名而來聽課的人越來越多,影響日盛。

1890年初春的一天,像往日一樣,門捷列夫照常上課,全場鴉雀無聲。講課結束,學生掌聲雷動。可是,門捷列夫卻將講義夾合上,示意學生靜下來,走到講臺前沿。他沉默一會兒,像要說什麼,卻又說不出,眼裡含著憤怒,閃著淚花,最後只說了一句話:

“同學們,對不起,我這是給大家上最後一堂課,希望你們今後努力學習,各自珍重。再見!”

門捷列夫突然罷課,學生們心中都有數。他們的祖國當時正處在殘暴而落後的沙皇專制政體之下,門捷列夫在俄國並沒有受到應有的禮遇。他作為一個科學家,不但投身於科研事業,還深切地關心著那時俄國的革命運動。這年3月,彼得堡爆發了反沙皇的學生示威遊行,門捷列夫挺身而出表示支持,並代表學生向教育部送了請願書。當局拒不接受,門捷列夫毅然辭職,以示抗議。從此,他離開了任教33年的彼得堡大學。1907年1月20日清晨5時,門捷列夫不幸謝世。

關注@蒼蠅吃蚊子瞭解更多內容


分享到:


相關文章: