陪伴我們多年的元素周期表到底是誰發明的？

1867年，彼得堡大學聘請年輕化學家德·伊·門捷列夫擔任普通化學教授。他講課轟動一時，非常成功，但是在門捷列夫的內心深處，一點也不滿足。那時候，化學家所認識的元素一共有63種，每一種都要和其它物質化合形成幾十、幾百、甚至幾千種化合物：氧化物、酸、鹼、鹽……他們對於每一種都了解得很詳細，這些數不清的化學物質的性質，可以講述幾個星期，幾個月也講不完。這樣枝枝節節地講很多，人們對化學的認識反而很少，在這片混亂的天地里就沒有一點統一性，也沒有系統性嗎？難道組成世界的這些材料當真是慢無秩序，及其巧合的湊在一起的嗎？門捷列夫打算在大學生面前展開一幅描寫物質的統一的、邏輯的圖畫，打算給他們指出宇宙的物質構造所憑藉的幾條重要法則。

決定元素在物質行列中的位置，究竟是什麼樣的基本性質，或關鍵性的特徵呢？門捷列夫找到一個標記就是「原子量」。每一種化學元素都有它自己獨特的原子量。門捷列夫用厚紙板切成了63個方形卡片，在每一張卡片上寫下元素的名稱、主要性質及原子量，然後「玩」起這副紙牌來。他把這些小紙片一組組地擺起來，改變位置尋找一般的規律性，尋找一切元素共同遵循的統一的法則。

元素們的性質，每隔7個元素周期地重複出現一次。相同的元素總要「魚貫」地組成一個小隊或一族。這樣那表面好像雜亂無章的物質世界，就顯現了驚人的統一性。門捷列夫找出他們內在的一致性，鐵一般的規律性，於是他給這種規律起名叫周期律。

1869年2月，年僅35歲的俄國彼得堡大學化學教授門捷列夫，經過艱苦的努力，終於明確提出了：「元素的性質隨原子量的增加，呈周期性的變化。」並把這個規律定為「元素周期律」。接著，他又把元素按原子量由小到大分成幾個周期，並把原子量大的那一周期重疊在原子量小的周期下面。這樣性質相似的元素就落在同一縱行里，製成了「元素周期表」。門捷列夫在排周期表時，運用周期律，大膽地在周期表裡留下許多空格，每個空格代表一種未發現的元素，並預言了這些元素的性質。後人陸陸續續發現不少新元素，都無私地填在了門氏元素周期表的空格里。

常見的元素周期表除長式元素周期表外，還有短式元素周期表，螺旋元素周期表，三角元素周期表等。

在元素周期律的指導下，利用元素之間的一些規律性知識來分類學習物質的性質，就使化學學習和研究變得有規律可循。現在，化學家們已經能利用各種先進的儀器和分析技術對化學世界進行微觀的探索，並正在探索利用納米技術製造出具有特定功能的產品，使化學在材料、能源、環境和生命科學等研究上發揮越來越重要的作用。

本作品為「科普中國-科學原理一點通」原創 轉載時務請註明出處

更多精彩內容，敬請關注科學原理一點通官方微信公眾平台（ID：kxylydt）

作者：昌平一中 多麗君

對外經貿大學附中（94中） 荊連有

參考文獻：1．《元素的故事》，依·尼查葉夫 著，任慶文 譯，2009年1月版

審核;李繼良