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元素周期表中的间隔和规律

时间:2023-08-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:它们中间的间隔是6个元素,是一个完整的周期,这好像很有规律。世界上虽然还没有人看见它们,可是它们既然出现在表中一定的位置上,出现在相似的元素中间,那它们的性质就不难推算出来。门捷列夫所以这样做,是因为他坚信自己发现的周期律是正确的。可是在别的许多化学家看来,这简直是一种狂妄的行为。但是,好几年过去了,门捷列夫周期表中的空格还是空着,只有一些幽灵般的、臆造的元素待在里面。

元素周期表中的间隔和规律

然而在门捷列夫以前竟没有一个人看得出元素间的这种自然联系,这不奇怪吗?

乍一看,好像这里并没有什么奥妙:只要按着原子量的大小把元素一个接一个地写下去,周期律就自动出现了。这事做起来,好像是十分容易,容易得跟按照字母的顺序来排列元素差不多!这么简单的一种东西,怎么除了门捷列夫以外,别的化学家就谁也想不到去试一试呢?

是的,别的化学家也曾尝试过。不过尝试之后,能够发现周期律,并且利用它来进一步发展科学的,却只有门捷列夫一个人[7]。因为事实上,这件事并不那么简单。

元素间的真正关系,其实是乱成一团,极难理出头绪的。打个比方,它好像是译成了“密码”似的。要认识这种复杂的化学密码,非要有极高的智慧、极丰富的想象力不可。

设想有位侦察员,得到了一份重要的密码文件及其中密码的解法。他迫不及待地把这两张纸摆到桌面上,预备阅读这份秘密文件。可是,当他开始翻译的时候,却发现自己是被骗了,他得到的那种解法并不合用。其中有些符号显然顺序搞错了,还有些根本找不到:31个字母本来应该有31个符号,解法里却只有25个或20个符号。假定第一个符号代表A吧,第二个符号应该应该代表Б呢,还是Г呢?实在没法猜测。这些空白或缺少的符号使全部解法变成毫无用处,因为下面那些符号究竟代表什么字母,就全都无法确定了。

门捷列夫在发现周期律的时候,所遇到的困难,正和上述的情况完全相同。

他按着原子量把元素排列起来,但他不知道有几种元素的原子量没有算准确。由于当时的研究方法,错误是免不了的。可是那些错误在许多年后才查出来。门捷列夫当时实在无从知道。于是这样的元素就带着假的“身份证”站在门捷列夫的“牌阵”里,并没有站在应该站的位置上。这样一来,元素的自然顺序被歪曲了,那些由相似的元素所排成的族遭到了破坏;各族的内部,由于“外来人”的闯入,乱成一团糟。

“缺少的密码”所引起的混乱还要大些。门捷列夫所知道的元素只有63种,但他无法知道自然界中还有什么样的元素没被查出来。拿我们提过的穿了颜色外衣,按着身量排队的那一些人来说,设想有5人或10人在排队以前偷偷离开了队伍。那时候,一切都要搞乱了,各种颜色要掺杂起来,使原来井井有条的交替现象不再出现。在元素的行列中也会出现同样的情形。

门捷列夫要把所知道的那些元素排成一张表是很不容易的。那些元素往往会像没有受过训练的新兵一样,拥挤在一起,破坏了队形。这就使门捷列夫不得不凭着自己的天才,强迫它们站到各自的真正位置上,遇到发生混乱的地方,他就要毅然决然地出来维持秩序。

例如站在4号元素硼和11号元素铝下面的是18号元素钛。它们中间的间隔是6个元素,是一个完整的周期,这好像很有规律。但是就性质来看,钛在硼和铝这一族中,显然是个“外路人”,它的位置,应该是在隔壁的碳族里,于是门捷列夫决定把钛从第十八位上挪开。

“这里应该是一个未知元素站队的地方,这未知元素应该像硼和铝!”他肯定地说。(www.xing528.com)

于是门捷列夫就在这里留下一个空格,跳过这个空格,钛就站在与它有亲缘关系的碳族中了。钛以后的元素呢,也都可以按着原子量递增的顺序一个一个往下排,不致乱插队了。

门捷列夫就利用这样的空格,强迫各种元素站到表中各自应站的位置上,免得破坏周期律。

可是,门捷列夫也没有让这些空格成为完全的空白点,他往里面填进了些自己臆造的新元素

他给它们定名为埃卡硼,也就是硼加一(埃卡,在梵语里是“一”的意思),埃卡铝,埃卡硅。他又预言他自己臆造的这些谁也不知道的物质,会具有怎样怎样的性质。他甚至说明了它们的形状、原子量以及它们同别的元素化合而成的化合物。

说这些预言并不需要什么魔术,什么超自然的能力,因为那些空格里的未知元素并不是孤零零地站在那里的。世界上虽然还没有人看见它们,可是它们既然出现在表中一定的位置上,出现在相似的元素中间,那它们的性质就不难推算出来。

门捷列夫所以这样做,是因为他坚信自己发现的周期律是正确的。可是在别的许多化学家看来,这简直是一种狂妄的行为。

“臆造一些不存在的元素,并且硬说这些元素具有怎样怎样的性质,还把这一切都收罗到精密科学的课本里!所谓精密科学,只限于谈实在的物质,触摸得到的东西,无可争辩的事实。现在把杜撰的东西也收罗进去,那成什么玩意儿。那是化学呢,还是相术?是科学著作呢,还是为预言未来而作的详梦书或解释预兆的书呢?”

大多数科学家,对于门捷列夫的自然系统和他所预言的元素,都做了这样的或类似这样的批评。只有事实能够说服怀疑派。

但是,好几年过去了,门捷列夫周期表中的空格还是空着,只有一些幽灵般的、臆造的元素待在里面。谁也不重视它们了,更糟的是人们简直忘掉了它们。

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