1869年,俄国化学家迪米特里·门捷列夫(DimitriMendeleev)将当时已知的63种元素写在卡片上,并根据化学和物理性质对它们进行排列。为了庆祝元素周期表诞生150周年,联合国宣布将2019年定为国际化学元素周期表年。今天我们一起来回顾一下元素周期表的发现和发展吧!
元素周期表的发现和发展
元素周期律和周期表的发现和发展是随着元素的不断发现和合成,从最初仅追寻原子量和元素性质的关系,到关联元素化合价,准确定义原子序数和确立原子核外电子排布结构而完成的。
01萌芽
1789年,拉瓦锡出版了已知的33种化学元素(部分为单质和化合物)的列表,将其分组成气体、金属、非金属矿物和稀土四组。这应该是世界上第一张有关元素的分类表格。
拉瓦锡的元素表
之后,道尔顿、德贝赖纳、迈尔等众多科学家做出了积极的努力和探索。
02突破
门捷列夫在尚库尔图瓦、奥德林、迈尔、纽兰兹、欣里希斯等科学家所列的元素表的基础上,加上他自己在实验中的各种感性材料、寻找的元素的准确原子量,经过他苦苦探索元素的原子量和元素性质之间的关系规律,取得了突破性进展,完成了从感性认识到理性认识的飞跃:1868年《化学原理》一书的写作成了他发现元素周期表的先声,进行了“在原子量和化学性质相似性基础上构筑元素体系的尝试”;1869年2月17日,做成了最初的元素周期表,发表了第一篇论文,明确地使用周期性一词;1869年8月,在科学院的研究报告中讨论了周期表上元素的位置与原子体积之间的关系,并在《化学原理》第二版中出现了第二张元素周期表;接着,他将研究工作系统地整理了4篇论文,并根据这些成果完成了《化学原理》全书的编著。及至1906年,他又发表了5张元素周期表。因此,说门捷列夫获得发现元素周期表的崇高荣誉是实至名归和不容怀疑的。
第一张周期表(1869)
03发展
自门捷列夫1869年的元素周期表出现至今,约有700多个不同版本出版。除了众多矩形变化的形式外,其他像一个圆环、立方体、圆柱、楼房、螺旋形、双纽线、八角形的棱镜、金字塔、球体或三角形的应有尽有。这些替代品的开发往往是为突出或强调元素的化学或物理性质,没有传统元素周期表展现元素性质规律的明显特点。无机化学家的周期表强调趋势、模式和不寻常的化学关系和属性。
元素性质在周期表中展现的规律
04展望
“稳定岛”示意图与元素周期表远景图
05新元素诞生
据报道,2015年12月30日,IUPAC与IUPAP组建的联合工作组确认人工合成了113号、115号、117号和118号4个新元素。2016年6月8日,IUPAC经过审核后公布了113号、115号、117号、118号元素发现者提出的推荐名,推荐名供公众审查与查阅,审查期为5个月。2016年11月30日,IUPAC正式公布113号元素名为nihonium,符号为Nh,源于日本国(简称日本)的国名Nihon;115号元素名为moscovium,符号为Mc,源于莫斯科市的市名Moscow;117号元素名为tennessine,符号为Ts,源于美国田纳西州的州名Tennessee;118号元素名为oganesson,元素符号为Og,源于俄罗斯核物理学家尤里·奥加涅相(YuriOganessian)。
全国科技名词委联合国家语言文字工作委员会召开113号、115号、117号、118号元素中文定名会,形成了《113号、115号、117号、118号元素中文定名方案》,如下图所示。该方案需经上报教育部批准后正式公布。
113号、115号、117号、118号元素中文定名
本文“1~4”部分摘编自高胜利等编著《化学元素周期表(第四版)》,内容有删节。标题为编者所加。
ISBN:978-7-03-050097-7
责任编辑:顾英利杨新改
“这是我见到过的最新、最好的周期表,包含的信息量丰富。一定会被化学界同行所接受。”
——徐光宪中国科学院院士
“西北大学化学系高胜利等著《化学元素周期表》是我国当前的一套信息资料最为丰富的化学教学工具,我对此表示欢迎和支持,学化学课的学生可以人手一册作为学习参考工具。”