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第四节 坦荡地面对冷遇

  门捷列夫制成元素周期表后,立即把它打印出来,分送给他熟悉的物理学家和化学家,并决定在1869年3月份举行的俄罗斯化学学会上发表。

  等待是漫长的,虽然从发现元素周期表的日子到3月6号,大会的召开不足一个月,但是门捷列夫觉得度日如年。长期的超负荷的脑力劳动,加上近些日子情绪的波动较大,门捷列夫在会议的前夕病倒了。

  “米嘉,吃点药吧,吃完了头痛就会好的。”妻子列谢娃请求着。

  “我不要吃药,会议明天就举行了,我还有好多的事情没有准备呢!”门捷列夫烦躁地说。

  “可是你的头那么痛,你怎么进行工作啊?”

  “吃了药,我会发困的,那样就更做不了事了。”

  列谢娃有些生气了,提高嗓音叫嚷道:“你简直不可理喻,真不知道好歹。”

  “去,去把我的助手门舒特金叫来,我现在需要他。”门捷列夫脾气坏坏地说。

  列谢娃强压着心中的怒火,为他找来了门舒特金。

  门舒特金看见门捷列夫因为疼痛而紧皱着双眉,他关切地问:“门捷列夫,你的老毛病又犯了?又头痛了?”

  门捷列夫勉强点点头:“给我想个办法,让我摆脱这恼人的疼痛,我不想在这关键的时刻倒下。”

  “哦,那你吃药了吗?”

  一听见说吃药,门捷列夫的怒火又升了起来:“吃药!吃药!你难道不知道吃了药我会犯困,什么也做不了了吗?”

  “那怎么办?不吃药你的头痛不会好啊!那样耽误的可就不是一天了!”门舒特金一脸苦恼地说道。

  门捷列夫这时候的情绪已经慢慢地平静了些,他看了看门舒特金,又看了看列谢娃,一脸歉意地说:“对不起,原谅我的无理取闹吧,我实在是等这次学术会议等得太辛苦了。”

  “您不要自责,我能够理解您的心情,这次会议对您来说意义实在是太大了,您为了周期表耗尽了心血,它对您来讲就像自己的亲骨肉一样。”门舒特金安慰道。

  “你说得不错,就因为这个我的情绪才有些失常。照目前的形势看,明天的会议我可能参加不了了。你能不能帮我在大会上宣读报告呢?”门捷列夫对门舒特金恳切地说。

  “什么?天啊!您竟然把这个伟大的时刻让给了我。您说的是真的吗?”门舒特金听了这个消息,不敢肯定地问道。

  “是的,我请你帮我在明天的会议上宣读报告。”

  “哦,太好了。您放心吧,这个任务我一定能够圆满地完成。”

  “那太谢谢了!列谢娃,帮我拿点止痛的药好吗?”

  第二天,门舒特金怀着无比激动的心情在俄罗斯化学学会上,代门捷列夫宣读了题为《元素属性和原子量的关系》的论文。

  论文阐述了元素周期律的基本论点:

  第一,按照原子量的大小排列起来的元素,在性质上呈现明显的周期性。

  第二,原子量的大小决定元素的特征,正像质点的大小决定复杂物质的性质一样。

  第三,应该预料到许多未知单质的发现,例如预料类似铝和硅的,原子量位于65至75之间的元素,元素的某些同类元素将按它们原子量的大小而被发现。

  第四,当我们知道了某元素的同类元素以后,有时可以修正该元素的原子量。

  同时门舒特金还公布了门捷列夫的第一张化学元素周期表。周期表中留下了4个空位,空位上没有元素名称,只有预计的相对原子质量,表示尚待发现的元素。

  当门舒特金将论文宣读完,整个会议大厅沸腾了。人们纷纷对这个话题议论开来。

  “你对门捷列夫的这个元素周期表有什么看法?”

  “简直太不可思议了,他竟然能够预知没有发现的新元素。”

  “这还是科学吗?这和占卜有什么区别!”

  “科学是建立在事实的基础上的,凭空的想象是伪科学。”

  “那些已经用实验证实了的原子量,竟然被他轻易就改变了,是不是太武断了啊?”

  “我觉得他的论据挺充分的,构思也比较缜密,但是有些地方我还有点疑问。”

  各种各样的观点纷纷出台,有支持的,有反对的,所有的争论都没有一个确切的答案。

  门舒特金等会议一结束,就立刻赶往门捷列夫家。远远的,他就看见门捷列夫病歪歪地倚在门口向他这里眺望。

  “门舒特金,你终于回来了。怎么样?大家对我的论文有什么样的看法?”门捷列夫迫不及待地问道。

  “反应非常强烈。您的观点对他们来说简直是太不可思议了。”

  “是吗?那大家是怎么说的?他们对我的观点赞同吗?”门捷列夫兴高采烈地问道。

  “这个……”门舒特金有些犹豫,他不知道怎么回答才好。

  “快告诉我啊,这个历史性的时刻我没有亲身体会,现在让我感受一下吧!”

  “门捷列夫,对您的观点,众说纷纭,您也知道,没有哪个新的学说立刻就会得到大家的认可的,人们需要时间了解它,接受它。”

  “对,你说得完全正确,我会耐心地等待的。不管怎么样,今天真是太兴奋了,门舒特金,真的太感谢你了。”

  门舒特金隐隐约约地感觉到门捷列夫高兴得有些过早,他不禁替他担心起来。

  门捷列夫焦急地等待着众人对周期表的反应,他希望有人会赞成他,甚至驳斥他也好,只要给他一个能进行说服的机会,他坚信自己的发明能够带给整个化学界,甚至是整个科学界一个惊喜。

  但是时间一天天地过去,门捷列夫的报告好似一块石子投进了大海,一点回音也没有。

  就在门捷列夫望眼欲穿的时候,他先后接到了他最敬爱的几名老师的来信。

  首先是本生教授,他在信上说:

  我可以给你作出很多个在不同基础上随便类似的总结,但它只能登在交易所的报价单上。

  门捷列夫觉得自己的心有些凉了,他知道本生教授代表的不仅仅是他自己,他代表的是整个德国的化学界。

  不久,他又接到了伏斯克列森斯基教授的来信。伏斯克列森斯基教授是看着门捷列夫在化学的道路上成长起来的,对门捷列夫也是最了解的。

  门捷列夫对这封信寄予了极大的希望,他多么希望这时候有人能够支持他一下啊。

  可是伏斯克列森斯基教授在信中,用一种沉痛的语气写道:

  你还记得上第一节化学课的时候,我给你讲的波义耳的名言吗?“化学,为了完成光荣而庄严的使命,必须抛弃自古以来的空想方法。也应当像已经觉醒了的天文学和物理学那样,立足于严密的实验基础之上。”你还记得你当时是怎么说的吗?你说自己会像波义耳那样,把观察和实验放在第一位,让事实说话。可现在呢?你的预言,完全是思维的产物。我一直认为你是个化学天才,现在你成天凭空想象,浪费才思,让我非常痛心。我恳切地希望你,我亲爱的米嘉,做一些实实在在的工作吧!

  看完这封信,门捷列夫的眼泪止不住地流了下来,他感到一种巨大的委屈。“为什么?为什么没有人理解我!”

  没过一天,齐宁教授的信也到了。此时的门捷列夫拿到这封信,他甚至缺乏了开启的勇气。

  果不其然,齐宁教授在信中更加尖锐地写道:

  亲爱的门捷列夫,你应该记住你是搞科学的。臆造一些不存在的元素,并且硬说这些元素具有怎样怎样的性质,还把一切都收罗到精密科学的课本里,这是极不负责任的,会耽误我们俄罗斯下一代的化学发展。在大自然面前,谁也不能过于自负,别不务正业了,到了干正事做实在工作的时候了!

  门捷列夫觉得心情极为压抑,他跑到了涅瓦河边,冲着波涛汹涌的河水,呐喊起来:

  “为什么?为什么一定要我放下自己的研究?难道只有去搞化合物的研究,让别人多引用几句自己的话才算正经事吗?我不打算研究化学中琐碎的事实,同时也不打算操心别人要引用的问题。不要责备我!也不要对我下判决。如果要说就说说我著作中的错误吧,不要再说我没干事情!”

  心中的郁闷喊了出去,门捷列夫觉得心情舒坦多了。接着他又喃喃自语道:

  “从第一种元素的发现,到目前知道的63种元素为止,又有谁能够断定元素的数量呢?既然新元素不断地被发现,没有什么理由说此后这个发现过程会中止啊?另外,从已知原子量变化的中断、元素性质变化中的跳跃都能说明,尚有未发现的新元素存在。我的推理是完全正确的,为什么不从这里入手,找一找我的问题呢!”

  门捷列夫在河边漫无目的地走啊,走啊,忽然远处传来了一阵熟悉的钢琴声。他停住脚步,站在那里静静地聆听,竟然是贝多芬的《命运交响曲》。

  那激昂的旋律,把他心头的乌云一下子扫得无影无踪。他想起了巴赫的冷遇,想起了康尼查罗的执着。

  不知不觉中,天已经黑了,门捷列夫抬起头,望着那繁星满天的夜空,他突然想起了勒威耶。

  1845年,法国天文学家勒威耶正在从事天王星轨道理论工作,当时的巴黎天文台台长阿喇果建议他研究天王星运动的反常问题。

  勒威耶利用有关天王星的18次观测资料,运用万有引力定律,通过求解33个方程,于1846年8月31日计算出对天王星起摄动作用的未知行星的轨道和质量,并且预测了它的位置。

  他将计算结果呈送给法国科学院,与此同时他还写信给当时拥有较大望远镜的几个天文学家,请求帮助观测。

  勒威耶的工作在法国同行中受到了冷遇,但是却引起了柏林天文台副台长、天文学家伽勒的注意。伽勒在收到勒威耶信的当天晚上,就观测搜寻,仅用一个半小时就在偏离勒威耶预言的位置处观测到了这颗当时星图上没有的星。

  这颗星就是海王星。海王星的发现肯定了牛顿万有引力定律的正确性。

  “也许我的遭遇会像勒威耶一样,经过科学的实践得出的结论最初不被人接受,但是到最后却能够影响很多人。”

  想到这里,门捷列夫露出了久违的笑容,他拍了拍自己的脑袋,轻声地问道:

  “米嘉,这点挫折你就受不了吗?你不是非常自信吗?既然相信自己带给化学界的是拨云见日的力量,那么这些小的阻力又算得了什么呢?是金子总会发光的,坚持住,你最后也会谱出像巴赫一样的美妙乐章。”

  这样,门捷列夫放下所有的负担,不顾名家和权威的指责,继续对周期律进行更深入细致的研究。

  也在1869年,德国化学家迈尔制作出了一张化学元素周期表,表中不但明确按相对原子质量递增的顺序来排列元素,而且也留下一些空格表示未知元素。不过,迈尔未能对该图解进行系统说明,而该图解侧重于化学元素物理性质的体现。

  门捷列夫认真对比了他和迈尔俩人的元素周期表,发现迈尔对元素的族划分得更细致,并在表中已初步形成了过渡元素族。

  门捷列夫汲取了迈尔的长处,对元素周期表进行了更深入的研究,1871年12月,他发表了《化学元素的周期性依赖关系》一文,同时发表了第二张元素周期表。

  在这张周期表中,他将原来表中的竖行改为横行,使同族元素处于同一竖行中,突出了化学元素性质的周期性。在同一族里,也像迈尔一样划分了主族和副族,使元素的周期性更加明显。同时,他还新添加了第八族元素。

  此外,门捷列夫还大胆地修正了一些已被公认的相对原子质量,如铟、镧、钇、铒、铈、钍、铀等。

  就拿铟来说吧,它是1863年用光谱分析法在含锌矿物中发现的,由于在矿物中铟常常与锌共生,所以当时的化学家都认为铟的原子价是2,从实验测得的铟的当量为37.8,因此它的原子量就是75.6.

  按理论应该把铟的位置放在砷原子量75和硒原子量79.4之间,如果这样,就要把硒的位置移到氯的下面,但是硒并不与氟、氯的性质相似。

  由于硒移动了位置,溴和碘也都要移到钠、钾的下面,而铷和铯就要移到钙的下面,这样做就会把整个周期表中元素的顺序打乱,使元素性质的周期规律遭到破坏。

  因此,门捷列夫在第一张周期表中把铟排在铒和钇之后,并打上了问号。现在,他根据周期规律,重新作了考虑,主张铟的原子价应该是3,它的原子量应该是113,它的位置应该列入第五周期第三族,即镉(原子量112)与锡(原子量118)之间。

  这个位置与铟的物理和化学性质完全相符,例如这三种元素的密度为:镉8.6;铟7.4;锡7.2,In2O3的碱性也在CdO和SnO2之间。

  在这张表中门捷列夫将尚未发现的元素的空格由原来的4个增至5个,预言它们的分子量分别为44,68,72,100,137.

  在发表第二张元素周期表时,门捷列夫仍然感到有一些问题没有解决,即:为什么钴排在镍之前;碲的原子量为128,碘的原子量为127.

  但是他根据化学性质,认为把碲排在碘之前更为合适,这个做法违反了按原子量递增的顺序排列元素的规则。他虽然这样做了,但是还说不出原因。一直到后来,英国物理学家莫塞莱提出了原子序数的概念以后,这一问题才得以解决。

  当时公认的金的原子量为197,而铂、铱、锇的原子量分别为197.4,198,199.按照原子量递增的顺序,这四种元素的位置应该是金、铂、铱、锇。

  但是门捷列夫从各种化学性质考虑,在第二张元素周期表中将它们的顺序排成锇、铱、铂、金,原子量的关系也是颠倒的。

  后来他建议应该重新测定锇、铱、铂的原子量,测定的结果,锇、铱、铂的原子量改为190.1,193.1,195.2,它们都比金的原子量小,完全符合原子量递增的顺序。

  历来,新的化学元素大多由发现它的科学家命名。门捷列夫尽管十分肯定地预见了十多种元素的存在,从某种意义上说,是它们的首先发现者。但他却不愿行使元素命名权。

  他对他的助手说,把这个权利留给那些真正发现这种新元素的人吧。我们只要知道自己做的是对的,预见的是正确的就可以了。这是多么宽广的胸怀啊。

  门捷列夫在与这个新元素相似的元素前面加一个冠词,来作为新元素的代称,如“埃卡硼”、“埃卡铝”和“埃卡硅”——“埃卡”在梵语里是“加一”的意思。这些代称既能大体表明该新元素的物理性质和化学性质,又充分具有元素周期表的特色。

  在《化学元素的周期性依赖关系》一文中,门捷列夫还给元素周期律下了定义:“元素的性质周期性随着它们的原子量而改变”。

  同年,门捷列夫又发表了一篇论文——《元素的自然系统和应用它来指出尚未发现的元素的性质》。在这篇论文中,他详细论述了推测未知元素物理性质和化学性质的方法。

  具体地说,某一未知元素的性质,与它的同一族的上、下两个元素的性质及同一周期的左、右两个元素的性质密切相关。例如,它的原子量约等于上、下、左、右4个元素原子量的平均数,密度或比重也可以由此算得;它的化合价,即所处族的元素的化合价,金属性比同一周期左面的元素弱而比右面的元素强,比同一族上面的元素强而比下面的元素弱;非金属性则恰恰相反。

  根据这个原理门捷列夫具体地描述了“埃卡硼”、“埃卡硅”和“埃卡铝”三种元素的性质,并指出了发现这些元素的最有可能的方法。

  门捷列夫认为“埃卡硼”的原子量约为44,+3价元素,其氧化物比重为3.5;“埃卡硅”的原子量约为72,比重为5.5,它的氯化物的沸点应该是在90℃;“埃卡铝”的原子量约为68,熔点极低,比重是6.

  他根据“埃卡铝”的性质,在各方面都应该是铝的性质到铟的性质的过渡,推断出这种金属的挥发性很可能比铝大,而预测用光谱分析的方法来发现它是有希望的。

  他根据“埃卡硼”是非挥发性的,而预测它未必能用一般的光谱分析的方法发现,但是,通过设想“埃卡硼”是挥发性的,而指导人们借用光谱分析来发现它。

  门捷列夫在第一张化学元素周期表问世后,虽然遭遇了冷遇,但是他没有退缩,而是迎难而上。现在第二张化学元素周期表诞生了,门捷列夫觉得这首先是对自己的一个胜利,因为这张表是他的坚持、他的自信,是他为了追求真理永不退缩的精神的胜利。

  有了第一个的胜利,剩下的就是发现新的元素,以证明周期表的可信性的第二个胜利,门捷列夫相信这个胜利的到来也不会太迟。

  
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