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- 生活便是寻求新的知识。——门捷列夫
童年时失去双亲
俄国化学家门捷列夫(1834-1907)诞生于西伯利亚托波尔斯克城。他的父亲是位受人尊重的中学校长;母亲是一家玻璃厂的厂长,聪明能干。
然而门捷列夫的童年并不圆满。1847年,在他13岁那年,父亲病故,不久母亲的玻璃工厂又遭火灾,门捷列夫一家受到沉重打击。为了让孩子接受更好的教育,坚强的母亲决定领着门捷列夫长途跋涉前往莫斯科学习。几经波折后,于1850年来到了圣彼得堡大学附属的师范学院,终于如愿进了该学院的理学部。由于过度操劳,这位坚强的母亲因患伤风病逝世,小门捷列夫化悲伤为努力,决心用勤奋来告慰母亲的在天之灵。
年轻的门捷列夫开始走上了一条探索和奋斗之路。1859 年他被选送法国和德国留学,曾师从著名科学家本生(Robert Bunsen)和基尔霍夫(Gustav Kirchoff)。期间还参加了1860年卡尔斯鲁厄国际化学会议。1866 年起担任圣彼得堡大学的化学教授,在该校任职直至1890 年退休。
发现元素规律的转折点
门捷列夫科学生涯的转折点发生在1867年10月。当时他担任了圣彼得堡大学的化学系主任,他发现教学过程中没有一本合适的教科书,于是决定自己编写。他编写的一本概括化学基础的书,书名为《化学原理》(The Principles of Chemistry)。正是在编写《化学原理》的过程中,门捷列夫深入研究了物质的化学性质及物理性质与元素的原子量、化合物的分子量之间的关系,使他开始触及到元素分类的规律性。由此也开始了他发现元素周期律的历程。
玩纸牌发现规律
门捷列夫究竟如何发现了元素周期律?这是人们颇感兴趣的问题。在相当长时间内,曾有多种关于门捷列夫发现周期律的传说,其中流传甚广的一种是说“门捷列夫是在玩纸牌的时候,偶然发现了周期律”。俄罗斯化学会曾邀请专家进行一次学术讨论,门捷列夫拿了一副纸牌向大家展示他的发现:一副不普通的扑克,每张牌上写着一种化学元素的名称、性质、原子量等,共63张,代表着当时已发现的63种元素。更怪的是,这副牌中有红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色。当时周围的学者都对他冷嘲热讽,认为他异想天开。但门捷列夫坚信自己是对的,回家后继续手拿元素卡片,收起、摆开,再收起、再摆开, 遇到什么地方接连不上时,他就断定还有新元素没被发现,暂时补一张空牌。就这样门捷列夫一口气预言了11种未知元素。实践证明,门捷列夫的猜想是正确的。
门捷列夫本人回应
门捷列夫本人的回答说“:人们曾经不止一次地问我:根据什么和从怎样的思想出发去发现周期律?我只能这样答复——我把自己的力量贡献给物质的研究时,曾经看出这种研究含有两个这样的特点:一是质量,它占有空间并且表现在引力方面,而最清楚和最现实的是表现在重量上;二是特性,它表现在化学变化中,而最清楚的是表现在化学元素的概念中。每当想到物质的时候,除了关于物质的原子概念外,对我来说,决不能避开两个问题:‘什么物质’和‘多少物质’,而这跟化学元素及其质量这样的概念相符合。由此使我产生一种想法:认为在质量和化学元素中间必然有种内在联系,应该找到在元素的性质和它们的原子量之间的函数关系。据此,我把元素和它们的原子量以及种种基本性质写在一张张卡片上,尝试把性质相似的元素和相近的原子量排成行列。这样我很快得出了一条结论元素的性质是随着它们的原子量而周期地变化的。这时虽然还存有不少疑问,但是我对这个结论的普遍性已经丝毫不再怀疑了,因为这样的偶然性是不可能发生的。”(摘自门捷列夫《化学原理》)。
门捷列夫,俄国有名的化学家,也是“元素周期表”的发现者,因为门捷列夫的贡献,让这个万物世界,不再繁复得无法把握,从而变成可以简单的用一百多个元素来进行分解合成的有序世界。
其实在这伟大成就的背后,门捷列夫的人生道路并不平坦、有序。1834年,门捷列夫出生几个月后,他的父亲因一次意外双眼失明,让家庭面临着巨大的经济危机。但门捷列夫是幸运的,因为他有一个伟大的母亲。他的母亲不仅用自己的辛勤劳动扛起整个家,同时,她还好几次举家搬迁,是为了门捷列夫能够在更好的学校里接受教育,他的母亲因为辛劳很早就去世了,但母亲的爱与坚强,特别是她临终时的嘱托激励着门捷列夫终身奋斗。门捷列夫十九岁时,他被诊断患有喉头出血症。在当时医生看来,已经成为一个临近死亡的重症患者。即便是这样,门捷列夫也没忘记母亲对自己的临终遗言。
病魔也似乎被他每天工作的坚毅感动,病竟然奇迹般好了起来,他也是通过自己的努力,很快就成为了闻名欧洲的“化学天才”以及受人尊敬的大学教授。当时,照相机,发电机,电灯电话陆续现,而在当时已发现的六十三种化学元素竟一点都没有规律可讲。找到元素的存在规律,是首要。门捷列夫觉得这是自己必须要完成的使命。
门捷列夫想,就好几每个人有特定的脸,作为识别符号一样。这些化学元素必定也有一个标记,而极少关注的“原子量”就是打开元素周期规律的钥匙,但它只是一个看不见摸不着的抽象概念。而有次他见有人玩扑克牌,门捷列夫受到启发,把已发现的六十三种元素名称,基本特征和“原子量”写在不同的纸板上,只要有时间,他就用各种排列组合的形式去寻找规律。许多欧洲科学家也与门捷列夫相同,但寻找元素规律,都没啥结果。门捷列夫也有想过要放弃,但他看到学生们常常混淆那些化学元素,以及同仁弄不清化学元素从而放弃实验时,门捷列夫又把卡片拾起研究,他几乎把很多时间投入到研究元素规律中。
1867年2月17日,六十三张卡片被他排列成七行,化学元素争相归位。而空格当时还未发现。后来,硼、铝、矽的陆续发现验证了这个规律是准确的。众所周知,原子序号101的元素“钔”就是以他的名字命名的。后来门捷列夫因心肌梗塞于工作时去世,那是1907年。
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