门捷列夫预言的元素
1、门捷列夫成年后主要生活在圣彼得堡。图2是位于圣彼得堡他的寓所外的一尊雕像，附近的墙面上镌刻着化学元素周期表。图3是苏联邮政部门1969年发行的一枚面值6戈比的纪念邮票：票面上的门捷列夫形象来自亚罗申科的油画，左侧的三个数据分别是铝、镓、铟的原子量，后两种元素在门捷列夫最初制作周期表时还没有被发现，但是他都估算出了大体准确的原子量(铝、镓、铟的相对原子质量精确值分别为72和182)。
2、DmitriMendeleev:https://en.wikipedia.org/wiki/Dmitri_Mendeleev
3、凌永乐，《化学元素的发现》，科学出版社，2001年7月第二版
4、 道尔顿提出了科学的原子论后，许多化学家都把测定各种元素的原子量当作一项重要工作，这样就使元素原子量与性质之间存在的联系逐渐展露出来、1829年德国化学家德贝莱纳提出了“三元素组”观点，把当时已知的44种元素中的15种，分成5组，指出每组的三允素性质相似，而且中间元素的原子量等于较轻和较重的两个元素原子量之和的一半。例如钙、锡、钡，性质相似，铬的原子量大约是钙和钡的原子量之和的一半。氯、溴、碘以及银、钠、钾等元素也有类似的关系。然而只要认真一点，就会发现这样分类有许多不能令人满意的地方，所以并没有引起化学家们的重视。
5、 (1)按照原子量大小排列起来的元素，在性质上呈现明显的周期性。(门捷列夫预言的元素)。
6、例如，18世纪，瑞典生物学家林耐就曾致力于对植物的分类，他写了《自然系统》一书，使杂乱无章的关于植物方面的知识形成了完整的系统。
7、 (4)当我们知道了某些元素的同类元素后，有时可以修正该元素的原子量。这就是门捷列夫提出的周期律的最初内容。
8、图1 科学巨匠德米特里·伊万诺维奇·门捷列夫
9、1875年，法国化学家布瓦博德兰(Paulde Boisbaudran，1838—1912)利用光谱分析法从闪锌矿石中发现了一种新元素镓，它的许多性质与门捷列夫1871年预言的“类铝”完全一样，如熔点低、灼热时分解水汽、能结晶生成矾类等，只是布氏测得的密度7比门捷列夫估计的数值9～0要低一些。对自己发现的周期律十分自信的门捷列夫立即写信给布瓦博德兰，建议他提纯后重新测一下密度。布瓦博德兰起初感到怀疑，因为当时只有他掌握镓的样品，远在彼得堡的门捷列夫怎么可能知道它的精确密度呢？不过重新测量的结果令他大为折服，镓的精确密度是94！之后的十来年里，在元素周期表的指导下，“类硼”(钪，1879年)、“类硅”(锗，1885年)以及许多新元素都被相继发现。
10、1894年，科学家发现了一种新的元素——氩(Ar)，它的发现给元素周期表带来了巨大挑战。氩属于稀有气体，是从空气中分离出来的。在之后的几年内，科学家又相继发现了氖(Ne)等其他稀有气体元素。
11、 这些事实说明，门捷列夫破解了元素的“密码”！这具有极大的理论意义和实用价值。每一种元素都在周期表中找到了自己的位置。已经被填满的行和列中不会有新的元素，而空格不但能预示尚未发现的元素，还能根据它们在周期表里的位置推测出它们的性质，这就极大地加速了寻找这些未知元素的过程。不过，在门捷列夫的时代，人们还不知道原子的结构，所以他并不知道这种规律背后的真正原因，也不知道如何处理那些“穿杂色衣服的人”，也就是后来所说的过渡元素。
12、现代化学的元素周期律是1869年俄国科学家门捷列夫(DmitriMendeleev)首先创造的，他将当时已知的63种元素依相对原子质量大小并以表的形式排列，把有相似化学性质的元素放在同一列，制成元素周期表的雏形。经过多年修订后才成为当代的周期表。
13、然而，天文学在当时又是一门十分敏感的学科。
14、朱邦芬院士：“减负”误区及我国科学教育面临的挑战
15、 200多年前，道尔顿创立原子学说，化学元素的概念开始和物质的原子量联系起来;
16、图1是俄国画家亚罗申科(Николай Алекса́ндровичЯроше́нко，1846—1898)的作品《写字台前的门捷列夫》，画中的门捷列夫正倚在台前思考，身边摆满了化学仪器，似乎是在重现“伟大发现的一天”的场景。
17、按照于光远等人在1984年修订版中的注释，恩格斯这份题为“辩证法”的手稿大约写于1879年末，与郭嵩焘有关门捷列夫的日记几乎同时。问题是：恩格斯与郭嵩焘(或罗丰禄)的说法是否有一个共同的来源呢？
18、(1)梦隐.致敬门捷列夫(J).科学文化评论,2019(1):126-1
19、同时，天文学与人们的生产和生活密切相关，人们种田靠天、畜牧靠天、航海靠天、观测时间也靠天，这就必然会有力推动天文学的发展。
20、经过多次蒸煮、浓缩和提炼后，这些尿液最后形成了一种黑色的沉淀物。布兰德将其进一步加热后惊奇地发现，黑色物质变成了闪闪发光的白色物质！这幅画逼真地描绘了当时的情形。
21、 有时候，为了把颜色对齐，还必须在行中留出空位。门捷列夫不认为这是对周期律的破坏，反而认为是尚未发现的元素应该占据的位置。比如在锌和砷之间有两个空格，上面对应于铝和硅。他把这两个未知元素叫作“类铝”和“类硅”，并且按照它们在周期表中的位置和上下左右“邻居”元素的性质，推测出这两种元素的性质。这两种元素后来果然被发现了，分别叫作镓和锗。它们的性质也和门捷列夫预测的几乎一模一样！
22、他先把常见的一些元素按照原子量递增的顺序排在一起，之后是那些不常见的元素，最后还剩下几种稀土元素没有安排入座，门捷列夫无奈地将它放在边上。
23、门捷列夫轻舒一口气：“我们完成了科学研究中的定量化，接下来等待实证检验吧。”
24、舟齐律回家了，门捷列夫独自留在办公室里继续工作。
25、2019年是联合国教科文组织宣布的化学元素周期表国际年，重头戏是纪念俄罗斯化学家门捷列夫(ДмитрийИвановичМенделеев，1834—1907)发现元素周期律150周年。2019年又适逢国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)成立100周年，7月5—12日该组织在巴黎召开第50届大会，同时举办纪念元素周期律发现150周年的盛大活动
26、王亚愚教授：清华物理系本科人才培养理念与实践
27、 如果把这一行人分成几段，每一段都含有一个颜色七人组，再将它们平行排列，让每种颜色对齐，穿红衣服的一列，穿绿衣服的一列，把穿杂色衣服的人排在两边，就形成了一个阵列。每一行里的人都按高矮排列，而每一列里的人衣服颜色相同。这基本上就是门捷列夫于1869年发表的第一张元素周期表，只是要把它按顺时针方向旋转90°来看。每一横行叫作一个周期，里面元素的性质从金属逐渐变为非金属(从红变为紫)。每一纵列叫作一个族，里面的元素性质彼此相似(衣服颜色相同)。用这种列表方式，元素随着原子量上升而性质发生周期性变化的规律就清楚地显现出来了。
28、 根据元素周期律，门捷列夫还预言了一些当时尚未发现的元素的存在和它们的性质。他的预言与尔后实践的结果取得了惊人的一致。1875年法国化学家布瓦博德朗在分析比里牛斯山的闪锌矿时发现一种新元素，他命名为镓，并把测得的关于它的主要性质公布了。不久他收到了门捷列夫的来信，门捷列夫在信中指出关于镓的比重不应该是而是9一0。当时布瓦傅德朗很疑惑，他是唯一手里掌握金属镓的人，门捷列夫是怎样知道它的比重的呢？经过重新测定，镓的比重确实为9“这给果使他大为惊奇。他认真地阅读了门捷列夫的周期律论文后，感慨他说：“我没有可说的了，事实证明门捷列夫这一理论的巨大意义。”
29、确实，门捷列夫也深深地感觉到，化学这门学科还没有牢固的理论基础，当下的化学只不过是记述一些现象而已。他想把自己对学科的理解与舟齐律交流一下。
30、 门捷列夫自幼有出众的记忆力和数学才能，读小学时，对数学、物理、历史课程感兴趣，对语文、尤其是拉丁语很讨厌，因而成绩不好。他特别喜爱大自然，曾同他的中学老师一起作长途旅行，搜集了不少岩石、花卉和昆虫标本。他善于在实践中学习，中学的学习成绩有了明显的提高。中学毕业后，他母亲变卖了工厂，亲自送门捷列夫，经过2千公里以上艰辛的马车旅行来到莫斯科。因他不是出身于豪门贵族，又来自边远的西怕利亚，莫斯科、彼得堡的一些大学拒绝他入学。好不容易，门捷列夫考上了医学外科学校。然而当他第一次观看到尸体时，就晕了过去。只好改变志愿，通过父亲的同学的帮忙，进入了亡父的母校——彼得堡高等师范学校物理数学系。母亲看到门捷列夫终于实现了上大学的愿望，不久便带着对他的祝福与世长辞了。举目无亲又无财产的门捷列夫把学校当作了自己的家，为了不辜负母亲的期望，他发奋地学习。1855年以优异的成绩从学校毕业。
31、陈佳洱，赵凯华，王殖东：面向21世纪，急待重建我国的工科物理教育
32、硬说地球处于宇宙中心，证明了上帝的智慧，上帝把人派到地上来统治万物，就一定让人类的住所?
33、这份材料是法国科学家布瓦博德朗的研究报告，也宣布发现了一种新元素，命名为“镓”，并且在报告中提供了镓的多种实验数据。
34、葡萄牙一位亲王的船长曾说:“尽管我们对有名的托勒密十分敬仰，但我们发现，事事都和他说的相反。”托勒密体系的错误日益暴露，人们急需建立新的理论体系。
35、(5)王扬宗.关于《化学鉴原》和《化学初阶》(J).中国科技史料,11(1):84-
36、果然，他的物质还不够纯。他又一次提纯了镓，并重新测定了镓的比重。结果，他信服了，门捷列夫是对的，镓的比重是
37、1869年化学家门捷列夫将当时已经发现的元素(63种)按照原子质量大小来进行了排列，并把一些化学性质形似的元素放在一列，这就是元素周期表的雏形。此后不断有人提出各种类型周期表不下170余种。
38、图21969年门捷列夫绘制的元素周期表手稿
39、上文中的“纽伦斯”就是1865年提出“八音律”的纽兰兹；“六十四品”即当时已知的64种元素；“日耳曼人曼德勒茀”应是“俄罗斯人门捷列夫”之误，按门捷列夫曾于1859年前往德国海德堡大学学习并出席了次年在卡尔斯鲁厄召开的国际化学家大会，他在1871年发表的第二篇论文中对两年前提出的周期表作了进一步完善；“微有旷缺”是指他在周期表中留下的空位；“洼布得隆”就是布瓦博德兰；“嘎里恩摩”就是元素镓(gallium)的音译；“黑铅”不是单质元素，这里应该是锌，也就是说新元素镓的质(原子量)在锌和锡之间；“罗尔曼洛布尔斯”即英国天文学家洛克耶(JosephNormanLockyer，1836—1920)，“光气之法”就是他所发明的光谱分析法。
40、第二天，舟齐律来了，他们看着摆放整齐的卡片，有一种成功的快乐。舟齐律恭维道：“教授你太天才了！”
41、《自然杂志》是由上海大学主办的综合性学术杂志，创刊于1978年5月，双月刊。内容涵盖自然科学各个领域，学术性与可读性兼顾。希望能把刊物办成沟通不同学科、不同专业的桥梁，促进学术交融，推动创新发展。欢迎关注！欢迎投稿！
42、HendersonC：美国研究基金支持下的物理教育研究及其对高等物理教育的影响
43、接到门捷列夫的信，布瓦博德朗十分惊讶，因为世界上只有他才是独一无二手中握有镓的人，门捷列夫根本没有这种元素，他怎么能知道这种元素的比重是59而不是47呢？而且这个人还如此的自信。不过，他还是决定再做一次试验。
44、元素的外表和性质截然不同，如何对它们进行分类整理？
45、 科学家进行了各式各样的努力来寻找规律，但是结果都不理想，直至俄国化学家门捷列夫找到了破解元素的“密码”。当时门捷列夫面临的最大困难是：在已经发现的元素中，有的原子量测得不准。这就像按人的个子高低排队时，8米的高个子被当成4米的矮个子来站队一样。许多元素当时还没有被发现，就像排队时还有缺席的。要在这样排列的队伍中找出规律，真是难上加难。
46、门捷列夫看完研究报告，对舟齐律说：“他的报告中密度数据好像错了，我们预测的类铝密度为而他报告中写的却是”
47、门捷列夫发表周期律第二篇论文后的第四年即1875年，布瓦博德朗在观察比里牛斯山的闪锌矿的分光光谱时，发现了两条在已知元素中从未曾见过的明显的紫色线条。经过极其复杂的分析化验工作，布瓦博德朗终于成功地提取了极其微量的新元素镓。在研究了镓的性质后，令布瓦博德朗吃惊的是，此元素的性质与门捷列夫所预言的元素“类铝”的性质不仅在主要之点上完全一致，即使在一些次要之点上也无任何出入。曾被贬为“空想”“空论”的元素周期律终于吸引了学术界的注意，门捷列夫关于周期律的论文迅速被译成法文和英文。全世界的科学家都知道了周期律的内容和意义。
48、研究领域主要是化学，特别是无机化学、物理化学。但除了化学外，他还研究过气体定律、气象学、石油工业、农业化学、无烟火药、度量衡，由于他的辛勤劳动，在这些领域都不同程度地做出了成绩。
49、 300多年前，拉瓦锡在其《化学基础论述》中列举了33种化学元素，其中光和热也被认为是元素的一种;
50、1862年，法国化学家尚古多提出一个“螺旋图”的分类方法。他将已知的62种元素按原子量的大小顺序标记在绕着圆柱体上升的螺旋线上，这样某些性质相近的元素恰好出现在同一母线上。因此他第一个指出了元素性质的周期性变化。可是他的报告照样无人理睬。1864年，德国化学家迈尔在他的《现代化学理论》一书中刊出一个“六元素表”。可惜他的表中只列出了已知元素的一半，但他已明确地指出：“在原子量的数值上具有一种规律性，这是毫无疑义的”。1865年，英国化学家纽兰兹提出了“八音律”一说。他把当时已知的元素按原子量递增顺序排列在表中，发现元素的性质有周期住的重复，第八个元素与第一个元素性质相近，就好象音乐中八音度的第八个音符有相似的重复一样。纽兰兹的工作同样被否定，当时的一些学者把八音律斥之为幼稚的滑稽戏，有人甚至挖谤说：“为什么不按元素的字母顺序排列呢？那样，也许会得到更加意想不到的美妙效果。”“六元素表”、“八音律”是存在许多错误，但是应该看到，从三元素组”到“八音律”都从不同的角度，逐步深入地探讨了各元素间的某些联系，使人们一步步逼近了科学的真理。以前人工作所提供的借鉴为基础，门捷列夫通过顽强努力的探索，于1869年2月先后发表了关于元素周期律的图表和论文。在论文中，他指出：
51、 在彼得堡大学，门捷列夫任教的头两门课程是理论化学和有机化学。当时流行的教科书几乎都是大量关于元素和物质的零散资料的杂乱堆积。怎样才能讲好课？门捷列大下决心考察和整理这些资料。1859年他获准去德国海德堡本生实验室进行深造。两年中他集中精力研究了物理化学。他运用物理学的方法来观察化学过程，又根据物质的某些物理性质来研究它的化学结构，这就使他探索元素间内在联系的基础更宽阔和坚实。因为他恰好在德国，所以有幸和俄国化学家一起参加了在德国卡尔斯鲁厄举行的第一届国际化学家会议。会上各国化学家的发言给门捷列夫以启迪，特别是康尼查罗的发言和小册子。门捷列夫是这样说：“我的周期律的决定性时刻在1860年，我参加卡尔斯鲁厄代表大会。在会上我聆听了意大利化学家康尼查罗的演讲，正是他发现的原子量给我的工作以必要的参考材料，而正是当时，一种元素的性质随原子量递增而呈现周期性变化的基本思想冲击了我。”从此他有了明确的科研目标，并为此付出了艰巨的劳动。
52、1856年门捷列夫获化学高等学位，1857年他首次取得大学职位，任彼得堡大学副教授。1859年他到德国海德堡大学深造。
53、这是英国画家约瑟夫·赖特(1734～1797)的一幅画作，名为《寻找哲人石的炼金术士》，描绘了炼金术士布兰德(右侧人物)蒸煮尿液并发现了磷的情形。正常情况下，人体每天排泄到尿液中的磷大约为0.5～1克。纯磷(白磷)暴露于空气中的话，在50～60℃的温度下可以自燃，释放出热量并发光(磷光)。
54、教育部高等学校大学物理课程教学指导wy会关于推进在线物理教育教学研究的工作
55、自18世纪以来，科学家们相继发现了多种新元素，并对其密度、熔点以及与各种物质发生反应的难易程度等进行了研究。1805年，英国化学家约翰·道尔顿(1766～1844)提出了具有划时代意义的用来比较元素的指标——元素的“质量”。
56、然而，地心说基础上产生的儒略历在325年被确定为基督教的历法后，它的微小误差经过长时间的积累已经到了不可忽视的地步，同观测资料大相径庭。
57、1864年，英国化学家约翰·纽兰兹(1837～1898)提出，按照原子量由小到大的顺序排列时，每当排列到第8种元素时就会出现性质跟第一种元素相似的元素。例如，锂(2号)→钠(9号)→钾(16号)。这一规律类似于音乐中的八度音阶，每到第8个音阶就会出现相同音，因此，纽兰兹把元素的这一规律称为“八音律”。不过，并不是所有的元素都能够与八音律相对应，因此，坎古杜瓦的这一发现并未在科学界得到广泛认可。
58、我们生活的世界是由什么构成的？为了回答这个问题，人类创造了“元素”(element)这个词。顾名思义，元素是构成物质“本元”的要素(素材、原料)。也可以说，元素是无法再分解成其他成分的物质。
59、33年后，即1862年，法国地质学家尚古多创建了《螺旋图》，他创造性地将当时已知的62种元素，按各元素原子量的大小为序排列成一条围绕圆筒的螺旋形。他意外地发现，化学性质相似的元素，都出现在同一条母线上。
60、多年后，门捷列夫的孩子长大了，这孩子的名字叫“元素周期表”。
61、这些定律构成一个统一的体系，把天上的和地上的物体运动概括在一个理论之中。
62、图片2来源：杨奇,陈三平,邸友莹,周春生,高胜利.再论化学元素周期表的形成和发展(J).大学化学,2017,32(06):46-
63、稀有气体元素很难与其他物质发生反应，性质与迄今为止发现的元素截然不同，因此，很难添加到现有元素周期表的空格中。不过，科学家最终在氟(F)和氯(Cl)这一行下面新增了一行，从而将稀有气体加入到元素周期表中。
64、为纪念这位伟大的科学家，1955年，由美国的乔索、哈维、肖邦等人，在加速器中用氦核轰击锿，锿与氦核相结合，发射出一个中子，而获得了新的元素，便以门捷列夫的名字命名为钔。
