元素周期律和周期表发展

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1、元素周期律和周期表的发展李劼庞鹏张延魏苏宏春梁东袁龙飞（西北大学化学系应用化学2005级陕西西安710069）化学元素周期律的发现，是19世纪自然科学的重大成就之一。它不仅给自然科学特别是化学的发展以巨大的影响，而且对辩证唯物主义自然观的确立和发展也起到了不可低估的作用。但是，在这一规律发现的前前后后，却经历了艰难而曲折的斗争，其中，自然科学家们表现出的追求真理，坚持真理，不惧冷嘲热讽、舆论非难和权威压抑的科学精神，给后人留下了极为深刻的影响。一、三元素说1829年，德国的化学家贝莱纳首先敏锐地察觉到已知元素所表露的这种内在关系的端倪：某三种化学性质相近的元素，如氯，

2、溴，碘，不仅在颜色、化学活性等方面可以看出有定性规律变化，而且其原子量之间也有一定理的关系，即：中间元素的原子量为另两种元素原子量的算术平均值。这种情况，他一共找到了五组，他将其称之为"三元素族",即:锂3钠11钾19钙20锶88钡137氯17溴35碘127硫16硒79碲128锰55铬52铁56尽管他找到的规律仅能说明局部，而且使人感到偶然性的成份很大，但是，这种从事物本身来说明事物，寻求联系，由定性到定量的过渡却代表了本质上正确的新方向，开拓了寻找元素规律的先河。二、六元素说1864年，德国的迈耶尔发表了《六元素表》。迈耶尔在《近代化学理论》共发表了三张元素周期表。

3、在第一张元素周期表中，列出了28种元素，它们按原子量递增的顺序排列，周期性地分成6个族，这6族元素相应的化合价是4，3，2，1，1，2。化合价明显地呈现出周期性的变化，同族元素也明显地呈现出相似性。迈耶尔还计算了同族元素的原子量之间的差值，发现第二横排元素的原子量与第三横排相应元素原子量的差值几乎都是16，其他横排之间也有类似的规律。他对此很感兴趣。他还指出硅与锡之间有未发现的元素存在，它的原子量1可能是73.1。在第二张元素周期表中，新增加了24种元素和9个纵行，共计15个纵行，明显地把主族和副族元素分开了，这样就使过渡元素的特性区别于主族而独立地表现出来了，同时也

4、避免了由于副族元素的加入而使同一主族元素的性质迥异。在第三张元素周期表中，他重新把硼和铟列在表中,并把铟的原子量修订为113.4。预留了一些空位给有待发现的元素，但是，表中没有氢元素。同时发表的还有著名的《原子体积周期性图解》，图中描绘了固体元素的原子体积随着原子量递增而发生的周期性变化。一些易熔的元素（如Li、Na、K、Rb、Cs）都位于曲线的峰顶；而难熔的元素（如C、Al、Co、Pd、Ce）则位于曲线的谷底。迈耶尔吸取前人的研究成果，主要从化合价和物理性质方面入手独立地发现了元素周期律。三、八音律1865年，英国人纽兰兹发表的关于元素性质的《八音律》H1F8Cl1

5、5CoNi22Br29Pd36I42PtIr50Li2Na9K16Cu23Rb30Ag37Cs44Os51B3Mg10Ca17Zn24Sr31Cd38BaV45Hg52Bo4Al11Cr19Y25CeLa33U40Ta46Tl51C5Si12Ti18In26Zr32Sn39W47Pb54N6P13Mn20As27DiMo34Sb41Nb48Bi55O7S14Fe21Se28RoRu35Te43Au49Os56他发现元素的性质有周期性的重复，第八个元素与第一个发现元素的性质有周期性的重复，第八个元素与第一个元素性质相近，就好像音乐中八音度的第八个音符有相似的重复一样。纽

6、兰兹这个表的前两个纵列相应于现代周期表的第二、三周期，但从第三纵列以后就不能令人满意了，有六个位置同时安置了两种元素，还有些顺序考虑到元素的性质而大胆地颠倒了，但并不恰当。纽兰兹没有充分估计到原子量值会有错误，更没有考虑到那些未被发现的元素应该预先留出空位。他只是机械地将元素按原子量大小的顺序连续地排列起来。结果锰和氮、磷、砷排成了性质相似的一排；钴和镍在氯、溴之间，也属于了卤素！他也只好由它们这样，而这样做把事物内在的本质规律掩盖起来了。四、门捷列夫与元素周期律、元素周期表与迈耶尔相似，以先行者提供的借鉴为基础，门捷列夫通过自己顽强的努力，于1869年2月编成了他的

7、第一张元素周期表。他的周期律说明：简单物体的性质，以及元素化合物的形式和性质，都和元2素原子量的大小有周期性的依赖关系。门捷列夫在排列元素表的过程中，又大胆指出，当时一些公认的原子量不准确。如那时金的原子量公认为169.2，按此在元素表中，金应排在锇、铱、铂的前面，因为它们被公认的原子量分别为198.6、196.7、196.7，而门捷列夫坚定地认为金应排列在这三种元素的后面，原子量都应重新测定。大家重测的结果，锇为190.9、铱为193.1、铂为195.2，而金是197.2。实践证实了门捷列夫的论断，也证明了周期律的正确性。在门捷列夫编制的周期表中，