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化學周期律怎麼發現的

發布時間:2023-06-16 18:11:46

❶ 元素周期律是怎麼被發現的

門捷列夫一生勤奮地從事化學研究,終於發現了自然科學的重要定律之一——元素周期律,並據此預見了一些當時尚未發現的元素。元素周期律還指導了對元素及其化合物性質的系統研究,成為現代有關物質結構理論發展的基礎。

1834年2月8日,門捷列夫生於俄國貧寒的中學教員家庭。他天資聰穎,勤奮好學,少年時父親去世,由母親撫養,母親希望日後他能成為一個對社會有用之才。1855年,門捷列夫畢業於彼得堡師范學院,當過中學化學教師。1859年至1861年在德國海德大學進修,在那裡,門捷列夫結識了一大批著名的化學家,有德國的,還有法國、義大利的。他們有關區別原子量與分子量的主張對門捷列夫產生了重大影響。回國後,他在著名的彼得堡大學任教,博學多才的他,講授的課程妙趣橫生,深受學生喜愛。不久他就成為彼得堡大學首屈一指的化學教授。與此同時,他還在研讀前人的科學論著,搜集了大量的科學文獻資料。

1869年,門捷列夫開始教授無機化學這門課程。他發現這門課的內容太陳舊,迫切需要一本能反映最新科學發展水平的無機化學教科書。於是,他決定編一本新的教材,並取名為《化學原理》。經過兩年的努力,他完成了《化學原理》第一卷,但是,當他從事第二卷的著述時,遇到了困難。這一卷要論述到化學元素的性質,可是,它們的次序應該怎樣排列呢?當時化學家們在論述這個問題時,有的先講氫,因為它最輕;有的先講氧,因為它最為常見;有的先講鐵,因為它使用得最多。門捷列夫認為:之所以產生這種現象,是因為化學家們還不清楚化學元素之間排列的規律。他決心找出化學元素性質變化的規律,並把它寫進《化學原理》中去。

為此,門捷列夫製作了60多張卡片,在每張卡片上都寫了該元素的名稱、原子量、化合物的化合價和主要性質以及有關它的已知材料。以什麼為依據來編排元素的順序呢?經過反復比較,門捷列夫終於發現只有按照元素的原子量來編排才是最理想的,因為每種元素的原子量都有確定的數值,而且當時已經知道的60多種元素的原子量彼此都不相同。他排成了一張表,在這張表中,各種元素的性質隨著原子量的增加,而大致呈現出周期性的變化。

然而,在排列過程中,門捷列夫遇到了一些特殊情況。這些情況很難處理。比如鈹這個化學元素,如果按原子量順序來排列,應該插在碳和氮之間,但顯然是多餘的;而鋰和硼之間,卻又好像少了一個元素。「會不會是鈹的原子量弄錯了呢?」門捷列夫大膽地提出了這個疑問。鈹的當量是4.5,這是通過實驗得到的不會有問題,但化合價是推測出來的。當時人們認為鈹的性質像鋁,因而把它的化合價與鋁定為一樣,都是+3價,而原子量是化合價乘以當量計算出來的,因此鈹的原子量是13.5(碳的原子量為12,氮的原子量為14)。如果它的性質不像鋁而像其他什麼元素,原子量就會不同。

門捷列夫查閱了大量資料,結果發現,鈹的性質也很像鎂,而鎂的化合價為+2價。這樣鈹的原子量成為6,正好排在鋰(原子量為7)和硼(原子量為11)之間。這一突破極大地鼓舞了門捷列夫,他又用類似的辦法,大膽更正了好幾個元素的化合價和原子量,從而使這些元素在排列中回到它們應有的位置上。

但新的問題又出來了:比如鈣的原子量為40,而在它後面的鈦的原子量,卻猛增到50。按周期性排列的元素之間在原子量和性質上上下脫節!門捷列夫苦苦地思索,終於想到,現在的60多種元素不會是自然界現存的全部元素,今後還會有新的元素被發現。他設想在鈣和鈦之間,還會有一個至今仍未發現的元素,它遲早會被人們發現,所以應該在鈣的後面,給這個未發現的元素留下一個空位。門捷列夫稱之為「類硼」,並預言了它的一些主要性質。

門捷列夫在排列時還發現,鋅後面應該是砷,但砷的性質和磷相似,應該放在磷下面。於是他又大膽推測鋅與砷之間還有兩種元素未被發現,門捷列夫把這兩個位置空了出來,並稱之為「類鋁」和「類硅」,並同樣預言了它們主要的性質。

就這樣,35歲的門捷列夫在化學元素符號的簡單排列中,發現了化學元素周期律。1869年,門捷列夫發表了世界上第一張化學元素周期表。發表後,不少化學家對它表示懷疑。特別是對他預言並描述當時還未發現的類硼、類鋁和類硅三種元素,表示不可理解。甚至有人認為門捷列夫是想入非非。連他的導師也告誡他要踏踏實實做些實事,別再不務正業了。然而,門捷列夫堅信,周期律是科學的,它一定經得起實踐的檢驗。

1875年,門捷列夫在法國科學院院報上看到一篇報道:法國化學家布瓦博德朗發現了一種新的元素——鎵。門捷列夫認為它的性質和自己預言過的類鋁很相似,但這種新元素的比重是4.7克/立方厘米,與他預言的比重5.9~6克/立方厘米差距較大,這是為什麼呢?門捷列夫再次核算了一遍,認為自己的預言是正確的。於是他給布瓦博德朗寫了一封信,告訴他鎵的比重測錯了。布瓦博德朗接信後大吃一驚,這位法國化學家按照門捷列夫的建議重新提煉了鎵,並再次測定了它的比重。完全證實了門捷列夫的科學預言。就這樣,法國科學家用實驗的方法,證明了元素周期律的科學性。這件事在歐洲引起了巨大反響,許多科學家根據門捷列夫創制的元素周期表,去探索尚未發現的元素。歐洲幾十個著名的實驗室,都在緊張地工作,他們渴望新發現。

1880年,瑞典兩位化學家發現了一種新元素——鈧,這就是門捷列夫預言過的類硼;1886年,德國化學家文克列爾用光譜分析法發現了一個新元素——鍺,這就是門捷列夫預言過的類硅。早在1871年,門捷列夫還曾預言過11種未發現的元素,並且指出了它們應排列的位置和原子量等。以後陸續被發現的新元素氦、氖、鐳、錸、鍀、砹等,再次證明了周期律確實是普遍適用的。周期律作為一個基本定律,有力地促進了現代化學和物理學的發展。

由於發現了化學元素周期律,門捷列夫順利地寫出了《化學原理》第二卷。這是世界上第一部以化學元素周期律為綱的無機化學教科書。

門捷列夫晚年繼續勤奮地工作。1887年,他根據溶劑與溶液相互作用的原理,創立了溶液水代理論,之後又提出煤在地下氣化和以化學精煉石油的主張。1902年2月2日,門捷列夫病逝,幾萬人自發地參加了他的葬禮。在送葬的隊伍中,有人高舉著一條巨大的橫幅,上面畫著這位偉大化學家所創制的元素周期表。

❷ 元素周期律是哪位科學家發現的

元素周期律是科學家德米特里·伊萬諾維奇·門捷列夫發現的,這是元素的性質隨著元素的原子序數的遞增呈周期性變化的規律,周期律的發現是化學系統化過程中的一個重要里程碑。
19世紀60年代化學家已經發現了60多種元素,並積累了這些元素的原子量數據為尋找元素間的內在聯系創造必要的條件。俄國著名化學家門捷列夫和德國化學家邁錫尼等分別根據原子量的大小,將元素進行分類排隊,發現元素性質隨原子量的遞增呈明顯的周期變化的規律。

❸ 元素周期表是什麼時候出來的

元素周期表是1869年俄國科學家門捷列夫(Dmitri Mendeleev)首先創造的,他將當時已知的63種元素依相對原子質量大小以表的形式排列,把有相似化學性質的元素放在同一列,製成元素周期表的雛形。經過多年修訂後才成為當代的周期表。

元素周期表的作者是德米特里·伊萬諾維奇·門捷列夫。

德米特里·伊萬諾維奇·門捷列夫(俄語:Дми́трий Ива́нович Менделе́ев,1834年2月7日—1907年2月2日),俄羅斯科學家,發現化學元素的周期性(但是真正第一位發現元素周期律的是紐蘭茲,門捷列夫是後來經過總結,改進得出現在使用的元素周期律的),依照原子量,製作出世界上第一張元素周期表,並據以預見了一些尚未發現的元素。1907年2月2日,這位享有世界盛譽的俄國化學家因心肌梗塞與世長辭。他的名著、伴隨著元素周期律而誕生的《化學原理》,在十九世紀後期和二十世紀初,被國際化學界公認為標准著作,前後共出了八版,影響了一代又一代的化學家。

門捷列夫對化學這一學科發展最大貢獻在於發現了化學元素周期律。他在批判地繼承前人工作的基礎上,對大量實驗事實進行了訂正、分析和概括,總結出元素周期律和周期表。門捷列夫工作的成功,引起了科學界的震動。人們為了紀念他的功績,就把元素周期律和周期表稱為門捷列夫元素周期律和門捷列夫元素周期表。

元素周期律的前身

公元1865年,英國化學家紐蘭茲把元素進行反復排列,發現第八個和第一個元素性質相近。他把這叫做「八音律」。若他繼續研究或許現在就沒人知道門捷列夫。可惜他並沒繼續研究元素之間的規律。

門捷列夫的改進

門捷列夫把每張紙正面標明已知元素名稱、原子量、化合價等基本信息。他發現夾在碳與氮中間的鈹是多餘的,進一步發現鋅後面本來是砷,但砷的化學性質與磷相似。門捷列夫通過排列紙片,在35歲這年發現了元素周期律。

主要成就

研究領域

1、化學,特別是無機化學、物理化學

2、門捷列夫除了發現元素周期律外,還研究過氣體定律、氣象學、石油工業、農業化學、無煙火葯、度量衡,由於他的辛勤勞動,在這些領域都不同程度地做出了成績。

人物貢獻

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門捷列夫的元素周期表手稿

在門捷列夫編制的周期表中,還留有很多空格,這些空格應由尚未發現的元素來填滿。門捷列夫從理論上計算出這些尚未發現的元素的最重要性質,斷定它們介於鄰近元素的性質之間。例如,在鋅與砷之間的兩個空格中,他預言這兩個未知元素的性質分別為類鋁和類硅。就在他預言後的四年,法國化學家布阿勃朗用光譜分析法,從門鋅礦中發現了鎵。實驗證明,鎵的性質非常像鋁,也就是門捷列夫預言的類鋁。鎵的發現,具有重大的意義,它充分說明元素周期律是自然界的一條客觀規律;為以後元素的研究,新元素的探索,新物資、新材料的尋找,提供了一個可遵循的規律。元素周期律像重炮一樣,在世界上空轟響了!

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