元素周期表备课资源13

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1、元素週期表的門德列夫(§8-1元素) 世人把門德列夫和預言太陽系第八大行星─海王星的郭番特，以及預言光線屈曲行進的愛因斯坦，並列為科學史上智慧與奇蹟的象徵。門德列夫在學生時代，是個求知欲相當強烈的孩子，什麼事情他都有興趣，什麼事情他都要加以思索。然而他的求知欲多半還是傾注在元素間的相互關係上。當時曾經有人發表了一項新學說，暗示所有的元素都是井然有序的。他對這一項新學說再加以審慎的探討，結果認為如果要以這一學說闡明元素間的關係，顯然，是不夠充足的。門德列夫在踏進社會後，繼續往這方面悉心鑽研。在他應聘擔任聖彼德堡大學的專任教授後，為了騰出多一點兒時間從事研究工作，他只在上午授課，下午和晚上就閉

2、門潛心研究。終於，他對關於元素在化學的、物理學的、結晶學的，以及物理化學等的性質有了全盤的了解。◎劃時代的發現直到一八六九年二月十七日清晨，他不眠不休的研究了一整夜，問題仍然沒有解決，感到深深的沮喪。幾個禮拜以來，他沒有一夜好好睡過，努力想發現某種原理，期望能憑藉這個原理來清理堆積如山的資料。他有個預感：十多年來一直縈繞心頭的問題，就快要迎刃而解了。這個預感使他處於興奮狀態中，支撐著他睡眠不足的身體。他橫躺在書房裏的沙發上，疲憊至極，不知不覺的睡著了。在睡夢中，突然他看見週期表清清楚楚的浮現在眼前。驚喜之下，隨即清醒過來，順手拈了張紙條，把夢中所見到的寫下來。唔！劃時代的一大發現就這樣完成

3、了。俗語說：「天才的發現，突現於夢中。」有人用這兩句話來說門德列夫，他很不高興，帶著點兒辯白意味的說：「我因為懷著一個有確切目標的意識，不斷研究、不斷努力的結果才有了那個夢的。」他又說：「我的研究，是從許多的觀察中找出有價值的事實，也就是在尋求其確實性。」這些話倒是說出了他的研究精神。門德列夫還有一些語粹，值得後人學習。他曾經說：「學業成績根本不能決定一個人的未來，我們知道『優等生』在實際生活上沒有一樣是成功的。」門德列夫週期表到底是怎樣誕生的？傳說歸傳說，但是當然不可能是在睡夢裏完成的。◎智慧與奇蹟一八六九年，門德列夫繼續在聖彼得堡大學主持化學研究工作，發現了元素的性質與元素的原子量間的

4、關係，從此以後，他開始收集一切和每一個已知元素的性質有關的證據，希望藉此驗證元素之間是否存在著某種週期性的規則變化，他把各個元素的資料，包括元素的符號、原子量、元素性質及其化合物，記錄在牆上一塊長方形的紙板上，經過多次試驗的結果，排成了包含六十種元素的週期表。門德列夫所排的週期表和現今所用的週期表不同，他是依據原子量大小的次序排列；而近代科學家發現，元素的性質確有週期性存在，但所依照的不是原子量，而是「原子序」，因此現在的週期表是依照原子序的大小次序排列的（原子序表示原子核中質子數目）。那個時代已確知的元素不過只有四十幾種，門德列夫按照原子量排列週期表的時候，表中留下了許多空位，當時他曾斷

5、言每一空位必定有一種元素，只是還沒被發現，他根據這些「未知元素」所占的位置，推斷它們的物理性質及化學性質，後來驗證他的推測與事實非常接近。世人後來把門德列夫和預言太陽系第八大行星─海王星的郭番特，以及預言光線屈曲行進的愛因斯坦，並列為科學史上智慧與奇蹟的象徵。◎邪門的化學門德列夫研究元素的週期性排列時，他的朋友和一些熟人幾乎都背地裏說他的研究是「邪門的化學」，勸他拋棄「無謂的思索」而致力於「研究的工作」。當週期律的主要論文以德語譯成時，門德列夫分寄給外國的化學家們，但沒有得到什麼善意的反應，然而四年之後，週期表的重要性因為鈧、金家、鍺等的發現而被認定。德國化學家邁耶於一八六九年十二月，比門

6、德列夫遲數個月，也在一本科學雜誌上發表那有名的原子容與原子量的關係曲線。其實這與門德列夫的週期表本質上相同，只是這種形式讓人更容易一目了然。盡管門德列夫始終確信週期表具有絕對而永恒的價值，可是到了晚年，因為他不曾預言到的新元素如氬、氦、鐳等相繼被發現，總覺得心裏不是味道。特別是自一八九四年氬被發現之後，他一直陷於某種憂懼之中，懷疑自己的週期表不夠周全，因為依據氬的原子量難於說明它在週期表的位置。氬的原子量大於鉀，但依它們的性質，氬必須排在鉀的前面。其實，那些新發現的元素全都可在門德列夫的週期表上找到自己的位置。他週期表具有巨大的發展性，只要改變一下週期律的表方式，就可以變得更精確。二十世紀

7、以來，相繼有了原子構造的闡明、原子的人工蛻變以及同位素的發現等等，週期表也從化學家的手上移轉到核子物理學家，而予以靈活運用。雖然核子物理學家陸續發現了新元素，並且用人工造出不存在於自然裏的超鈾元素，但是週期表始終沒有顯著的變更。然而要研究化學，首先要將常用的元素記住。現在一般教科書所列的週期表上共有一百零三種元素，其中八十八種是天然存在，其餘為人造元素。◎一封情書關於這個週期表，還發生過一個笑話！有一天，門德列夫正在回覆