科普:科學家如何發現元素週期表

關於元素週期表的由來是這樣的,

小白都知道,你還不知道嗎?

科普:科學家如何發現元素週期表

元素週期表是1869年俄國科學家門捷列夫(Dmitri Mendeleev)首創的,後來又經過多名科學家多年的修訂才形成當代的週期表。

★門捷列夫的生平★

科普:科學家如何發現元素週期表

門捷列夫出生於1834年,他出生不久,父親就因雙目失明出外就醫,失去了得以維持家人生活的教員職位。門捷列夫14歲那年,父親逝世,接著火災又吞沒了他家中的所有財產,真是禍不單行。1850年,家境困頓的門捷列夫藉著微薄的助學金開始了他的大學生活,後來成了彼得堡大學的教授。

★紐蘭茲的差點搶了門捷列夫的貢獻★

門捷列夫生活在化學界探索元素規律的卓絕時期。當時,各國化學家都在探索已知的幾十種元素的內在聯絡規律。

1865年,英國化學家紐蘭茲把當時已知的元素按原子量大小的順序進行排列,發現無論從哪一個元素算起,每到第八個元素就和第一個元素的性質相近。這很像音樂上的八度音迴圈,因此,他乾脆把元素的這種週期性叫做“八音律”,並據此畫出了標示元素關係的“八音律”表。

顯然,紐蘭茲已經下意識地摸到了“真理女神”的裙角,差點就揭示元素週期律了。不過,條件限制了他作進一步的探索,因為當時原子量的測定值有錯誤,而且他也沒有考慮到還有尚未發現的元素,只是機械地按當時的原子量大小將元素排列起來,所以他沒能揭示出元素之間的內在規律。

可見,任何科學真理的發現,都不會是一帆風順的,都會受到阻力,有些阻力甚至是人為的。當年,紐蘭茲的“八音律”在英國化學學會上受到了嘲弄,主持人以不無譏諷的口吻問道:“你為什麼不按元素的字母順序排列?”

★門捷列夫發現元素週期表★

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門捷列夫顧不了這麼多,他以驚人的洞察力投入了艱苦的探索。直到1869年,他將當時已知的幾種元素的主要性質和原子量,寫在一張張小卡片上,進行反覆排列比較,才最後發現了元素週期規律,並依此制定了元素週期表。

門捷列夫的元素週期律宣稱:把元素按原子量的大小排列起來,在物質上會出現明顯的週期性;原子量的大小決定元素的性質;可根據元素週期律修正已知元素的原子量。

門捷列夫元素週期表被後來一個個發現新元素的實驗證實,反過來,元素週期表又指導化學家們有計劃、有目的地尋找新的化學元素。至此,人們對元素的認識跨過漫長的探索歷程,終於進入了自由王國。

門捷列夫,這位化學巨人的元素週期表奠定了現代化學和物理學的理論基礎。

★元素週期表的規律★

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元素週期表中共有118種元素。每一種元素都有一個編號,大小恰好等於該元素原子的核內電子數目,這個編號稱為原子序數。

原子的核外電子排布和性質有明顯的規律性,科學家們是按原子序數遞增排列,將電子層數相同的元素放在同一行,將最外層電子數相同的元素放在同一列。

元素週期表有7個週期,16個族。每一個橫行叫作一個週期,每一個縱行叫作一個族。這7個週期又可分成短週期(1、2、3)、長週期(4、5、6)和不完全週期(7)。共有16個族,又分為7個主族(ⅠA-ⅦA),7個副族(ⅠB-ⅦB),一個第ⅧB族,一個零族。

元素在週期表中的位置不僅反映了元素的原子結構,也顯示了元素性質的遞變規律和元素之間的內在聯絡。

同一週期內,從左到右,元素核外電子層數相同,最外層電子數依次遞增,原子半徑遞減(零族元素除外)。失電子能力逐漸減弱,獲電子能力逐漸增強,金屬性逐漸減弱,非金屬性逐漸增強。元素的最高正氧化數從左到右遞增(沒有正價的除外),最低負氧化數從左到右遞增(第一週期除外,第二週期的O、F元素除外)。

同一族中,由上而下,最外層電子數相同,核外電子層數逐漸增多,原子序數遞增,元素金屬性遞增,非金屬性遞減。

元素週期表的意義重大,科學家正是用此來尋找新型元素及化合物。

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