【元素周期表】化学家中的强迫症患者，门捷列夫和元素周期表

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精华笔记

元素周期表是人类科学史上的伟大发现，它是如何总结出来的呢？

门捷列夫

一、古希腊哲学家的理论
1. 从古希腊开始，哲学家们就在追求一个终极问题：构成万事万物的基本元素是什么？德谟克里特提出了最早的原子论，认为世界是由虚空和原子组成的，虚空的性质是空虚性，原子的性质是充实性，并且一切物质都由原子构成。这是一种二元论；

2. 当时比较主流的还有恩培多克勒的学说。恩培多克勒认为世界由四种最基本的元素构成，分别是火、气、水、土。并且恩培多克勒的理论带有一定的神学色彩，他把四种元素对应于四位主要的神：宙斯、赫拉、佩尔赛福涅和爱奥迪乌斯，爱奥迪乌斯就是后来的冥王哈迪斯。宙斯和赫拉是天帝和天后，对应了火和气，象征天上。佩尔赛福涅和哈迪斯是冥后和冥王，对应水和土，象征地下。这样的对应关系有很强的哲学意味；

3. 虽然恩培多克勒的理论在现在看来不是真相，但是通过类比也会发现一定的道理。物质普通的固、液、气三种形态，分别对应了土、水、气三种元素，而火在物理上就是等离子体。所以恩培多克勒所说的四元素不是物质的四种基本构成，可以理解为四种物态。现代科学还发现了第五种物态，就是玻色-爱因斯坦凝聚；

二、化学家的努力
4. 19世纪化学的发展异常迅猛，不断有新的元素被发现，如何对这些元素进行分类，就成了一个大问题；

5. 最早研究元素分类的是化学之父拉瓦锡。拉瓦锡发现不同元素可以以3个为单位进行分组，比如锂、钠、钾三种元素的性质非常接近，放在水里都会“烧”起来，现在我们知道其实是发生了置换反应；

6. 那个时候道尔顿已经证明了原子的存在，并可以测量出每种元素原子的质量，于是就把原子质量从轻到重排序。英国化学家John Newlands发现，这样排序有一定的周期性，也就是每隔7个元素，就会出现相近的化学性质。最早的元素周期表是螺旋形的；

螺旋式元素周期表

三、门捷列夫的巨大贡献
7. 门捷列夫做出了划时代的贡献，他制作了世界上第一张现代意义上的元素周期表；

8. 门捷列夫有几大重要的举措。首先，他并没有机械地按照原子质量来排序，而是严格地按照化学性质进行分类。这样某些更重的元素会排在比较轻的元素前面，比如碲元素Tellurium是第52号元素，排在碘前面，但碲原子却比碘原子重。我们现在知道了，这是因为中子数不同；

碲元素和碘元素的排序与原子质量不同

9. 门捷列夫还预言了很多没有被发现的元素。因为根据化学性质的排列，很多元素应该是必然存在，只是实验室里还没有找到。核物理发展起来之后，这些元素就都被找到了。