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列宾的科学巨人门捷列夫

作者:欧亚万花筒
列宾的科学巨人门捷列夫

这是世界著名的俄罗斯科学家门捷列夫的肖像,他于 1885 年穿着爱丁堡大学的教授制服。

德米特里·伊万诺维奇·门捷列夫 从1834年2月7日到1907年2月2日),俄罗斯科学家发现了元素的周期性定律(英国化学家纽兰兹之前发现门捷列夫总结并改进了所用元素的周期性定律)。根据原子量,世界上第一个元素周期表被产生,并且预见到一些未被发现的元素。他的名著《化学原理》被国际化学界公认为标准著作,前后重印八次,影响了几代化学家。1907年2月2日,世界著名的俄罗斯化学家死于心肌梗塞。

联合国大会宣布2019年为国际化学元素周期性年,以纪念150年前俄罗斯化学家门捷列夫出版元素周期表在科学史上取得的重大成就。

人物的生活

门捷列夫 1834 年 2 月 7 日出生于西伯利亚的托博尔斯克,1907 年 2 月 2 日在彼得伯勒去世。

"门捷列夫"在工作

1848年,他加入国立彼得伯勒交通大学,1850年在彼得伯勒师范学院学习化学,1855年获得教师资格,并被授予金质奖章,之后他成为敖德萨高中的一名教师。

1856年,他获得了化学高级学位,并于1857年首次获得彼得伯勒大学副教授的大学职位。1859年,他继续在德国海德堡大学学习。

1860年,他参加了在卡尔斯鲁厄举行的国际主义者大会。

1861年,他回到彼得伯勒从事科学写作工作。

1863年,他是技术学院的教授。

1864年,门捷列夫成为技术学院的化学教授,并于1865年获得化学博士学位。

1866年,他成为彼得伯勒大学的普通化学教授,并于1867年成为化学教学和研究办公室主任。

1878年,门捷列夫与巴甫洛夫一起创立了托木斯克国立大学,这是一所世界著名的公立研究型大学。

自1893年以来,他一直担任测量和测量局局长。

1890年,他被选为皇家学会的外国会员。

1907年2月2日,俄罗斯著名化学家门捷列夫去世,享年73岁。为了纪念这位伟大的科学家,1955年,A.G.哈维,G.R.肖平和来自美国的其他人用氦核轰击加速器蜻蜓(253Es),它与氦核结合,发射中子,并获得了一种名为Mendelevium,Md的新元素。

门捷列夫对化学学科发展的最大贡献是发现了化学元素的周期性定律。在对前任工作进行批判性继承的基础上,他修订、分析和总结了大量实验事实,并得出结论,元素的性质(以及由它们形成的单体和化合物)随着原子质量的增加(现在称为国家标准的相对原子质量)而周期性变化,两者都是元素周期性的。他根据元素周期规律编制了第一张元素周期表,包括已经发现的所有63种元素,从而初步完成了元素系统化的任务。他还在表格中留了一个空白,预测了硼,铝和硅等未知元素的性质(门捷列夫称之为硼,铝和硅,即氡,钒和钒),并指出当时测量的一些元素的原子量是不正确的。而且他并没有机械地按照元素周期表中原子量值的顺序排列。几年后,他的预言得到了证实。门捷列夫工作的成功震惊了科学界。为了纪念他的功绩,元素周期法和元素周期表被称为门捷列夫元素周期律和门捷列夫元素周期表。

中年"门捷列夫"

攀登科学巅峰的道路是一条艰难曲折的道路。门捷列夫在这条路上也遭受了苦难。当他成为化学副教授时,他教授化学基础。在理论化学中,应该指出自然界中有多少元素。这些元素之间有什么相似之处和不同之处,存在哪些内部联系?应该如何发现新元素?这些问题,当时化学界正处于探索阶段。近50年来,来自世界各地的化学家们一直顽强地努力打开这个秘密的大门。虽然一些化学家,如DeBellena和Newlands,客观地描述了元素之间在一定深度和不同角度的一些联系,但他们并没有找到正确的元素分类原则,因为他们没有将所有元素作为一个整体来概括。年轻的学者门捷列夫也毫不畏惧地冲进了田野,开始了艰难的探索工作。

门捷列夫1871年的元素周期表

他日以继夜地研究,探索元素的化学性质及其一般的原子性质,然后在一张小纸卡上计算每个元素及其原子数。他试图捕捉元素在其所有复杂属性中的共性。但他的研究一次又一次地失败了。但他不屈服,他不会失去信心,他会坚持下去。

为了彻底解决这个问题,他走出实验室,开始外出调查和收集数据。1859年,他前往德国海德堡进行进一步的科学研究。在两年的时间里,他专注于物理化学,使他探索元素之间内在联系的基础更加扎实。1862年,他参观了巴库油田,深入研究了液体,重新测试了一些元素的原子量,并让他深入了解了元素的性质。1867年,他利用这个机会参观和参观了法国、德国和比利时的许多化工厂和实验室,并通过参加在法国举行的世界工业展览会俄罗斯馆来丰富自己的知识。这些实践活动不仅增加了他对天赋的了解,也为他发现元素周期性规律奠定了基础。门捷列夫回到实验室继续研究他的纸质卡片。他按照原子量的大小顺序排列了重新测量的原子量的元素。他发现,性质相似的元素没有相似的原子量;他坚持原子量与元素性质之间的相互关系,并不断研究它。他的大脑经常因为过度紧张而头晕目眩。然而,他的努力并没有白费,1869年2月19日,他终于发现了元素的周期规律。他的周期性定律指出,简单物体的性质,以及元素化合物的形式和性质,周期性地取决于元素原子量的大小。在排列元素列表时,门捷列夫大胆地指出,当时一些公认的原子量是不准确的。由于当时公认的金的原子量为196.2,根据元素表中的这一点,金应该排在钯、钯、铂之前,因为它们被公认为原子量分别为198.6、196.7、196.7,而门捷列夫坚信金应该排在这三种元素的后面,原子量应该重新测量。经过重新测试,氡为190.9,钯为193.1,铂为195.2,金为197.2。实践证明了门捷列夫的论断和周期律的正确性。

门捷列夫编制的元素周期表中还有很多空格,应该用尚未发现的元素来填充。门捷列夫理论上计算了这些未被发现的元素最重要的性质,并得出结论,它们介于相邻元素的性质之间。例如,在锌和砷之间的两个空间中,他预测两种未知元素的性质将分别是铝和硅。就在他做出预测的四年后,法国化学家布阿布兰德(Buabrand)使用光谱分析在闪锌矿中发现了氡气。实验表明,氡的性质与铝非常相似,这是门捷列夫预测的铝类型。氡的发现意义重大,充分说明元素的周期性规律是客观的自然规律,为研究未来元素、探索新元素、寻找新材料、新材料提供了遵循的规律。元素周期,就像重型火炮一样,在世界上咆哮!

1878年,门捷列夫和巴甫洛夫创立了托木斯克大学,这是世界领先的公立研究型大学。

诺贝尔奖的遗憾

德米特里·伊万诺维奇·门捷列夫未能获得诺贝尔奖应该是诺贝尔奖历史上最令人震惊和遗憾的事件。这位俄罗斯科学家发现了化学元素的周期性,产生了世界上第一个元素周期表,并预见了一些未被发现的元素。根据诺贝尔档案,诺贝尔委员会曾打算将1906年的化学奖授予这位大师,但其中一个委员会最终将门捷列夫从名单上踢了出去。这位伟大的化学家于1907年去世。

门捷列夫发现了元素的周期性规律,在世间留下了不朽的荣耀,受到人们的高度评价。恩格斯曾在他的著作《自然辩证法》中指出。"门捷列夫不知不觉地将黑格尔的定量转换应用到质量定律中,完成了一项科学壮举,可以与莱弗利尔对海王星轨道的计算相提并论,海王星是一颗尚未为人所知的行星。由于时代的局限,门捷列夫的元素周期性定律是不完整的。1894年,稀有气体氩气的发现是对周期律的测试和补充。1913年,英国物理学家Mosele在研究了各种元素的Lenchen射线的波长与原子序数之间的关系后,证实原子序数在数量上等于原子核的阳痿,从而清楚地表明周期性定律的基础不是原子量而是原子序数。在周期律的指导下产生的原子结构理论,不仅对元素周期规律给出了新的解释,而且进一步明确了周期律的本质,将周期律的自然规律置于更加严谨、科学的基础上。元素的周期性规律随着未来生命的不断完善和发展,在人们认识自然、改造自然、征服自然的斗争中发挥着越来越重要的作用。