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6、元素周期律的发现者
门捷列夫
（1834～1907）
[传略]德米特里・伊凡诺维奇・门捷列夫，19世纪俄国著名的化学家。化学元素周期律的发现使他饮誉世界，也是他对科学研究做出的重大贡献之一。
1834年，门捷列夫诞生在俄国西伯利亚托波尔斯克市的一个中学教员家庭。由于并非出身于豪门贵族，所以莫斯科和彼得堡的一些名牌大学都拒绝他入学。经过一番周折后，门捷列夫才进入彼得堡师范学院。在这所学院里，门捷列夫得到一些优秀教师的指导，特别是化学家沃斯克列森斯基教授对他的教诲，培养了他对化学研究的浓厚兴趣，并使他开始了创造性的研究工作。在彼得堡师范学院学习期间，门捷列夫先后发表了《芬兰揭帘石的化学分析》、《从鲁斯基拉到芬兰的辉石》等学术论文；同时，他开始研究同晶现象。对同晶现象的研究使他了解到一些元素之间具有相似的属性，这为他后来对元素进行分组奠定了基础。
1859年，门捷列夫被获准到德国海德尔堡进行科学深造；1869年，他发现了举世闻名的元素周期律。此后的门捷列夫除了继续研究元素周期律以外，还积极传播科学知识，到俄国各地进行实地考察，为推动俄国工业的发展起了重大的作用。1907年1月，门捷列夫因心脏病逝于彼得堡，俄国各界人士隆重地纪念了这位在科学上取得不朽功绩的伟大科学家。
门捷列夫在一生中写了大量的学术论文，主要的有《论液体的毛细现象》《论液体的膨胀》《元素性质和原子量的相互关系》等。其名著《化学原理》，在很大程度上促进了当时化学研究的发展，为科学做出了巨大贡献。
[影响]在德国深造的两年里，门捷列夫集中精力研究物理化学，运用物理学的方法来观察化学过程，根据物质的某些物理性质来研究它的化学结构。这使他探索元素间内在联系的基础更加深厚。返回俄国后，门捷列夫在彼得堡讲授有机化学。为了表述化学上新的科研成果，他亲自编写教材，研究有机物的分类、演变及其与外部条件的关系，由此他发现了物质之间相互关联的基础是化学性质的联系。这些都为元素周期律的发现提供了更加完备的知识体系。
1867年，门捷列夫开始讲授无机化学。由于当时这门学科的俄语教材已经陈旧，外文教科书又不能适应新的要求，因此迫切需要一本新的能够反映当时化学发展水平的教科书出现。这就是门捷列夫编写他的名著《化学原理》的开端，也是他发现元素周期律的引子。
在《化学原理》的编写过程当中，门捷列夫遇到的一个重要问题就是元素的排序问题。
15世纪后的欧洲，已进入资产阶级革命时期，随后便出现了产业革命。在俄国，直到19世纪中叶，生产关系才发生了重大的变化。生产的迅速发展，不断地对科学技术提出新的要求。化学与其他的科学门类一样，在这一时期有了快速的发展。在1869年以前，世界上被发现的元素已有63种，寻找新的元素也成为化学家们研究的主要课题。但是由于没有正确的解决元素之间关系及如何发现新元素的理论作指导，这就使研究工作带有很大的盲目性。自从英国化学家道尔顿创立原子学说后，世界上许多国家都曾为发现元素之间的规律而进行不停地探索。在1869年之前的50年里，各国进行元素分类的工作已达几十次之多，其中比较有代表性的有德国化学家德贝莱纳的《三组素》表及英国化学家纽兰兹的“八音律”表。他们的这些元素表都在一定程度上表述了元素之间的某些联系，但是他们既没有充分估计到原子量测定值含有错误，又没有考虑到应给未被发现的元素留出空位，而是机械地按当时的原子量大小将元素连续地排列起来，因此没有找到元素的正确分类原则，更没有能够揭示出元素之间的内在联系。一方面是原来元素周期表的缺憾；另一方面是编写《化学原理》的需要，门捷列夫开始探索新的元素周期律。
为了研究化学元素的规律，门捷列夫停止了《化学原理》的编写与其他各种研究工作，转而对前人的工作进行大量细致的分析与研究。在研究中，他发现，性质相似的元素，它们的原子量并不相似；相反，许多性质不同的元素，它们的原子量却相差较小。这样就使门捷列夫的研究目标缩小在元素的原子量与元素的性质之间。经过不断地思索、试验，他终于发现了元素的性质与原子量之间的周期性变化。同时，他的物质研究成果使元素的系统整理工作有了更加明确的依据，大大澄清了元素性质随原子量的变化而逐渐变化的一般规律。门捷列夫及时总结了自己的发现，于1869年3月，正式发表了他关于元素周期律的第一篇论文：《元素性质和原子量的相互关系》。以后，门捷列夫又将自己的元素周期表不断修改、完善。
1872年，在李比希主办的《年鉴》上，门捷列夫用德文发表了一篇关于元素周期律的论文，同时发表了自己最新的元素周期表。他根据元素周期律，修改了某些元素的原子量并对其顺序进行了调整，这些改变与现在的原子量相比也是非常正确的。门捷列夫还以周期律为根据，科学地预言了一些当时尚未发现的元素的存在和它们的性质，例如他预言并详细地描述了当时科学界尚未发现的三种元素――类硼、类铝及类硅的性质，并指出它们存在的矿物及发现所要采用的方法，这是化学史上的第一次。尽管它还需要在实践中接受检验，才能证明门捷列夫观点的正确性。
然而，像发表元素系列的先驱们一样，门捷列夫的元素周期表发表以后，同样没有产生特殊的影响，未得到正确的评价，甚至有些科学家还持相反的意见，认为门捷列夫所发现的周期律并非自然规律，而是为方便研究而对元素分类的一种方便工具。但门捷列夫坚信自己的观点是正确的。
科学的发展表明，门捷列夫的观点是正确的。1875年，法国化学家布阿勃朗用光谱分析法从闪锌矿中发现了镓。镓的性质非常像铝，它就是门捷列夫在元素周期表中所预言的类铝。镓的发现引起人们的注意，这是化学史上第一次事先预言的一个新元素的发现。镓的发现在科学界产生了强烈的反响，欧洲的科学家们开始探索门捷列夫所预言的其他尚未被发现的元素。1879年，尼尔森发现了钪――类硼；1885年，文克尔又发现了锗――类硅。此外，门捷列夫所预言的其他一些元素的性质，也同样为实践所证实。
大量的事实都证明了门捷列夫所发现的化学元素周期律是自然界的一条客观规律，它揭示了物质世界的秘密，发现了化学元素间的相互依赖关系。此后，关于元素的研究，新元素的探索以及新物质、新材料的寻找，有了可以遵循的规律。元素周期律作为一个基本定律，有力地促进了现代化学和物理学的发展。
但是，门捷列夫的元素周期律并非是完美无缺的，它必须在实践中进一步发展和完善。1894年惰性气体氩的发现，对周期律是一次考验和补充；1913年，英国物理学家莫塞莱经过研究证实作为周期律基础的不是原子量而是原子序数。这样，在元素周期律指导下所产生的原子结构学说，不仅赋予了周期律以新的说明，而且进一步阐明了它的本质，从而将元素周期律这一自然法则放在了更严格更科学的基础之上。元素周期律的发展与完善，在人们的科学研究中发挥着越来越大的作用。
门捷列夫除了在元素周期律上做出了重大贡献外，在其他科学领域也取得了不菲成绩。作为一个理论家，他提出了溶液水化理论，为近代溶液学说奠定了基础；他还研究了气体和液体同温度和压力的关系，并发现了气体的临界温度，门捷列夫还首先提出了煤地下气化的观点，为煤气化的广泛应用做出了前景的预测。作为一名实干家，门捷列夫在石油工业、农业化学、无烟火药、气象学等方面做出了突出的贡献。
[余论]在门捷列夫的一生中，他既重视理论研究，又注重科学推广，尤其是他对于化学元素周期律的发现，正确地指导了科学研究的方向，促进了现代物理化学的发展，为人类科学史做出了不可磨灭的贡献。
（刘合波）
（1834～1907）
[传略]德米特里・伊凡诺维奇・门捷列夫，19世纪俄国著名的化学家。化学元素周期律的发现使他饮誉世界，也是他对科学研究做出的重大贡献之一。
1834年，门捷列夫诞生在俄国西伯利亚托波尔斯克市的一个中学教员家庭。由于并非出身于豪门贵族，所以莫斯科和彼得堡的一些名牌大学都拒绝他入学。经过一番周折后，门捷列夫才进入彼得堡师范学院。在这所学院里，门捷列夫得到一些优秀教师的指导，特别是化学家沃斯克列森斯基教授对他的教诲，培养了他对化学研究的浓厚兴趣，并使他开始了创造性的研究工作。在彼得堡师范学院学习期间，门捷列夫先后发表了《芬兰揭帘石的化学分析》、《从鲁斯基拉到芬兰的辉石》等学术论文；同时，他开始研究同晶现象。对同晶现象的研究使他了解到一些元素之间具有相似的属性，这为他后来对元素进行分组奠定了基础。
1859年，门捷列夫被获准到德国海德尔堡进行科学深造；1869年，他发现了举世闻名的元素周期律。此后的门捷列夫除了继续研究元素周期律以外，还积极传播科学知识，到俄国各地进行实地考察，为推动俄国工业的发展起了重大的作用。1907年1月，门捷列夫因心脏病逝于彼得堡，俄国各界人士隆重地纪念了这位在科学上取得不朽功绩的伟大科学家。
门捷列夫在一生中写了大量的学术论文，主要的有《论液体的毛细现象》《论液体的膨胀》《元素性质和原子量的相互关系》等。其名著《化学原理》，在很大程度上促进了当时化学研究的发展，为科学做出了巨大贡献。
[影响]在德国深造的两年里，门捷列夫集中精力研究物理化学，运用物理学的方法来观察化学过程，根据物质的某些物理性质来研究它的化学结构。这使他探索元素间内在联系的基础更加深厚。返回俄国后，门捷列夫在彼得堡讲授有机化学。为了表述化学上新的科研成果，他亲自编写教材，研究有机物的分类、演变及其与外部条件的关系，由此他发现了物质之间相互关联的基础是化学性质的联系。这些都为元素周期律的发现提供了更加完备的知识体系。
1867年，门捷列夫开始讲授无机化学。由于当时这门学科的俄语教材已经陈旧，外文教科书又不能适应新的要求，因此迫切需要一本新的能够反映当时化学发展水平的教科书出现。这就是门捷列夫编写他的名著《化学原理》的开端，也是他发现元素周期律的引子。
在《化学原理》的编写过程当中，门捷列夫遇到的一个重要问题就是元素的排序问题。
15世纪后的欧洲，已进入资产阶级革命时期，随后便出现了产业革命。在俄国，直到19世纪中叶，生产关系才发生了重大的变化。生产的迅速发展，不断地对科学技术提出新的要求。化学与其他的科学门类一样，在这一时期有了快速的发展。在1869年以前，世界上被发现的元素已有63种，寻找新的元素也成为化学家们研究的主要课题。但是由于没有正确的解决元素之间关系及如何发现新元素的理论作指导，这就使研究工作带有很大的盲目性。自从英国化学家道尔顿创立原子学说后，世界上许多国家都曾为发现元素之间的规律而进行不停地探索。在1869年之前的50年里，各国进行元素分类的工作已达几十次之多，其中比较有代表性的有德国化学家德贝莱纳的《三组素》表及英国化学家纽兰兹的“八音律”表。他们的这些元素表都在一定程度上表述了元素之间的某些联系，但是他们既没有充分估计到原子量测定值含有错误，又没有考虑到应给未被发现的元素留出空位，而是机械地按当时的原子量大小将元素连续地排列起来，因此没有找到元素的正确分类原则，更没有能够揭示出元素之间的内在联系。一方面是原来元素周期表的缺憾；另一方面是编写《化学原理》的需要，门捷列夫开始探索新的元素周期律。
为了研究化学元素的规律，门捷列夫停止了《化学原理》的编写与其他各种研究工作，转而对前人的工作进行大量细致的分析与研究。在研究中，他发现，性质相似的元素，它们的原子量并不相似；相反，许多性质不同的元素，它们的原子量却相差较小。这样就使门捷列夫的研究目标缩小在元素的原子量与元素的性质之间。经过不断地思索、试验，他终于发现了元素的性质与原子量之间的周期性变化。同时，他的物质研究成果使元素的系统整理工作有了更加明确的依据，大大澄清了元素性质随原子量的变化而逐渐变化的一般规律。门捷列夫及时总结了自己的发现，于1869年3月，正式发表了他关于元素周期律的第一篇论文：《元素性质和原子量的相互关系》。以后，门捷列夫又将自己的元素周期表不断修改、完善。
1872年，在李比希主办的《年鉴》上，门捷列夫用德文发表了一篇关于元素周期律的论文，同时发表了自己最新的元素周期表。他根据元素周期律，修改了某些元素的原子量并对其顺序进行了调整，这些改变与现在的原子量相比也是非常正确的。门捷列夫还以周期律为根据，科学地预言了一些当时尚未发现的元素的存在和它们的性质，例如他预言并详细地描述了当时科学界尚未发现的三种元素――类硼、类铝及类硅的性质，并指出它们存在的矿物及发现所要采用的方法，这是化学史上的第一次。尽管它还需要在实践中接受检验，才能证明门捷列夫观点的正确性。
然而，像发表元素系列的先驱们一样，门捷列夫的元素周期表发表以后，同样没有产生特殊的影响，未得到正确的评价，甚至有些科学家还持相反的意见，认为门捷列夫所发现的周期律并非自然规律，而是为方便研究而对元素分类的一种方便工具。但门捷列夫坚信自己的观点是正确的。
科学的发展表明，门捷列夫的观点是正确的。1875年，法国化学家布阿勃朗用光谱分析法从闪锌矿中发现了镓。镓的性质非常像铝，它就是门捷列夫在元素周期表中所预言的类铝。镓的发现引起人们的注意，这是化学史上第一次事先预言的一个新元素的发现。镓的发现在科学界产生了强烈的反响，欧洲的科学家们开始探索门捷列夫所预言的其他尚未被发现的元素。1879年，尼尔森发现了钪――类硼；1885年，文克尔又发现了锗――类硅。此外，门捷列夫所预言的其他一些元素的性质，也同样为实践所证实。
大量的事实都证明了门捷列夫所发现的化学元素周期律是自然界的一条客观规律，它揭示了物质世界的秘密，发现了化学元素间的相互依赖关系。此后，关于元素的研究，新元素的探索以及新物质、新材料的寻找，有了可以遵循的规律。元素周期律作为一个基本定律，有力地促进了现代化学和物理学的发展。
但是，门捷列夫的元素周期律并非是完美无缺的，它必须在实践中进一步发展和完善。1894年惰性气体氩的发现，对周期律是一次考验和补充；1913年，英国物理学家莫塞莱经过研究证实作为周期律基础的不是原子量而是原子序数。这样，在元素周期律指导下所产生的原子结构学说，不仅赋予了周期律以新的说明，而且进一步阐明了它的本质，从而将元素周期律这一自然法则放在了更严格更科学的基础之上。元素周期律的发展与完善，在人们的科学研究中发挥着越来越大的作用。
门捷列夫除了在元素周期律上做出了重大贡献外，在其他科学领域也取得了不菲成绩。作为一个理论家，他提出了溶液水化理论，为近代溶液学说奠定了基础；他还研究了气体和液体同温度和压力的关系，并发现了气体的临界温度，门捷列夫还首先提出了煤地下气化的观点，为煤气化的广泛应用做出了前景的预测。作为一名实干家，门捷列夫在石油工业、农业化学、无烟火药、气象学等方面做出了突出的贡献。
[余论]在门捷列夫的一生中，他既重视理论研究，又注重科学推广，尤其是他对于化学元素周期律的发现，正确地指导了科学研究的方向，促进了现代物理化学的发展，为人类科学史做出了不可磨灭的贡献。
（刘合波）
