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元素周期表--无机化学元素分类
1.法国化学家，拉瓦锡年
2.英国医生，普劳特年
3.德国化学家，德贝莱納年
4.法国地质学家，尚古多年
5.德国化学家，迈耶尔年
6.英国化学家，纽兰兹年
7.俄国化学家，门捷列夫年
俄国化学家，门捷列夫
1.建立元素周期表
年，人们已发现了63种化学元素，其中金属元素48种，非金属元素15种。
门捷列夫提出了一个表格，称为《根据元素的原子量及其相似的化学性质所制定的元素系统表》，也就是化学元素周期表。
在这张表上，门捷列夫把所有的化学元素都按原子量的大小排列起来，这时他发现在某个元素之后，每隔7个元素，便有一个元素在性质上与这个元素十分相似。例如：锂与钠、钾相似，都是一价的碱金属；铍与镁、钙相似，都是二价的碱土金属；硼与铝、镓相似，都是三价的，而且它们的金属性与非金属性都不很强烈；碳与硅、镓相似，都是四价的，具有较弱的非金属性……
门捷列夫总结这一规律说：“单质的性质，以及各元素的化合物的形态和性质，与元素的原子量的数值呈周期性的关系。”这一规律便是化学元素周期律。
年，门捷列夫把化学元素周期表的初稿发给许多俄罗斯的化学家，征求他们的意见。
年2月17日，门捷列夫正式写出第一张化学元素周期表。
年3月，俄罗斯化学学会召开了。这时，门捷列夫却由于研究化学元素周期律过于劳累，病倒了。在会上门捷列夫委托彼得堡大学门拿特金教授代他宣读了《根据元素的原子量和它们相似的化学性质所制定的元素系统表》的报告。在这篇著名的论文，以《化学元素的性质和原子量的相互关系》，后来发表于年《俄罗斯化学学会志》第1卷34~60页。
门捷列夫在论文中指出，
（1）按照原子量大小排列起来的元素，在性质上呈现出明显的周期性。
（2）原子量的大小决定元素的特征。
2.改动元素的原子量
门捷列夫在把化学元素按原子量的大小排成一长队时，敏锐地发现了其中的“捣乱分子”。
就拿“铟”来说，它就是一个“捣乱分子”。
铟In是德国化学家利赫杰尔和莱克斯在年从锌矿里发现的新元素。
据他们测定，铟的原子量是75.4。按照原子量排队，铟被排到砷的后面（砷的原子量为75）、硒的前面（硒的原子量为79.4）[现在经精确测定，砷为74.和硒为78.96]。可是，当铟排在砷和硒之间，顿时使整个队伍乱套了。因为按照化学性质，砷与磷相似，硫与硒相似：
磷P硫S
砷As铟In硒Se
..4
门捷列夫认为可能是铟的原子量搞错了！他即查阅了利赫杰尔和莱克斯的论文，发现他们原来是这样测得铟的原子量的——他们先是测得铟的当量为37.7，因为他们认为铟是二价的，铟的原子量便是：37.7×2=75.4。
门捷列夫认为利赫杰尔和莱克斯把铟的化合价搞错了，因为铟的性质与铝相似应当是三价，于是，铟的原子量应当是：37.7×3=.1。
这样一来，这个“捣乱分子”被排在镉与锡之间，于是队伍就显得“整齐”了！
后来，事实证明门捷列夫改对了，铟的原子量是.82！
在门捷列夫之前，好几个人都不敢这样大胆的改动，不敢调动那些“捣乱分子”的位置，当然排不好元素的周期表。
同样，门捷列夫还大胆的改正“捣乱分子”铍、钛、铈、铀和铂这些元素的原子量。这样一来，化学元素的队伍排好了，就能明显的看出周期性的变化。
3.预测未发现的元素
然而，门捷列夫遇到的最头疼的问题，要算是锌与砷之间的排列问题了。这个地方，老是排不好，因为按照原子量的大小排列顺序排下去，砷应该排在铝的下边，然而，砷的性质明显地与磷相似，与铝根本不同。
这该怎么办呢？
门捷列夫在翻阅那一篇篇发现新元素的论文时，猛地深受启发：既然人们还在不断报告发现了新的元素，可见还有许多新元素尚未被人们发现。也就是说在给化学元素排队的时候，应当给未发现的新元素留好空位！
按照这样的观点，门捷列夫大胆的预言，在锌与砷之间，还有两个未被发现的新元素：
铝Al硅Si磷P
锌Zn砷As
门捷列夫把这两个未知元素分别命名为“类铝”与“类硅”，意思是说，它们的性质与铝、硅类似。他还根据同元素性质相似的原则，预言这两个未知元素的性质、化合价和原子量。
另外，门捷列夫还推测出在钙与钛之间，也有一个元素“缺席”，因为钙是二价的，钛是四价的，中间缺一个三价的元素。门捷列夫把这个未知元素命名为“类硼”。
在年，门捷列夫把自己这些大胆的预言，写进了论文《元素的自然系统以及它在判断未知元素的性质方面的应用》。
由于制止了那些“捣乱元素”的捣乱，查清了那些“缺席元素”的位置，门捷列夫又重新排列周期表，把类似的元素排成竖排，周期则横排，这样一来化学元素周期表就更加清楚明白了。
年，门捷列夫写出论文《化学元素周期性规律》，详细论述了化学元素周期律的基本原理，并发表了他重新排成的化学元素周期表。这张周期表成了现代化学元素周期表的基础。
4.元素周期表的验证
（1）镓的发现
年9月20日，在德国科学院的例会上，法国化学家伍尔兹读了一封他的学生勒科克-德-布瓦博德郎的来信：
“年8月27日，夜间三至四时，我在比利牛斯山皮埃菲特矿山所产的矿物中发现了一种新元素……”
布瓦博德朗是法国人，为了纪念他的祖国，便以法国的古名——“高卢”来命名自己发现的新元素。中文名称为“镓”。
不久，布瓦博德朗发表了论文，讲述了自己发现新元素“镓”的经过，并论述了“镓”的化学性质和物理性质。
论文发表后，没过多久，布瓦博德朗收到一封来自彼得堡的陌生人的来信，信里这样写道：“镓就是我四年前预言的‘类铝’。我预言‘类铝’的原子量大约是68，你测定的结果是59.72，但是，比重一项，跟我的预言相差比较大，我的预言是镓的比重为5.9~6.0，你测定的结果是4.70。建议你再查一查，最好重新测定一下比重……”
信尾署名“德米特里-伊万诺维奇-门捷列夫”。
布瓦博德郎感到奇怪，镓明明是我经过千辛万苦发现的，怎么会是你未卜先知，早就预言过的呢？
最使布瓦博德朗感到莫名其妙的是，当时世界上只有他的实验室里，有一块一毫克重的镓。
那个远在千里之外的彼得堡的陌生人，根本连镓都没有看到过，居然说他把比重测错了，布瓦博德郎简直有点不相信。
布瓦博德朗到底是科学家，他相信那个千里之外的人是不会凭空要他重做实验的。他决定用实验来判断谁是谁非。
布瓦博德朗重新提纯金属镓，再次测定镓的比重。果真，比重是5.96，恰恰在门捷列夫所预言的5.9~6.0之间！
布瓦博德朗大为震惊。他异常兴奋地立即给门捷列夫写信，甚至比他发现镓时给他的老师伍尔兹写信时还要兴奋、激动，他在信中说：“是的，门捷列夫先生，你没有错，镓的比重的确是5.96”。
布瓦博德朗深深敬佩门捷列夫的远见卓识。他在一篇新的论文中写道：“我认为没有必要再来说明门捷列夫先生的这一理论的巨大意义了！”
法国科学院被震惊了！欧洲科学界被震惊了！因为这是在科学史上，第一次用事实证明了关于新元素的预言。
（2）钪的发现
年，瑞典化学家尼尔逊和克勒维，差不多同时在一种名叫“硅钇矿”的矿物中，发现了一种新元素。由于瑞典位于斯堪的纳维亚半岛，他们把元素命名为“钪”，意即“斯堪的纳维亚”。
钪，就是门捷列夫预言的“类硼”。尼尔逊在把他的发现跟门捷列夫的预言对照后，深为惊叹，说道：“这样一来，俄罗斯化学家门捷列夫的思想已经得到了最明白的证明了，这一个思想不仅能预见所说化学元素的存在，并且能预言它的最重要的性质。”
（3）锗的发现
门捷列夫最大的胜利，是在于“类硅”被证实。
年，德国化学家文克列尔报告说，他用光谱分析法发现了新元素锗。
报告刚刚发表，很多人就把它与门捷列夫的预言相比较，因为经过发现镓、钪的考验，人们已对门捷列夫的预言坚信不疑，所以一听到发现新元素，便立即拿门捷列夫的预言相对照。
锗，就是门捷列夫预言的“类硅”。人们惊讶地发现，文克列尔在年的测定与门捷列夫年的预言何等相似！
门捷列夫预言：“锗是一种金属，原子量大约是72，比重大约是5.5”。
文克列尔测定：“锗是一种金属，原子量为72.3，比重为5.35”。
门捷列夫预言：“这种金属的氧化物的比重大约是4.7，它极易溶解于碱，并易被还原为金属。”
文克列尔的测定：“氧化锗的比重是4.，易溶解与碱，并可用碳还原为金属。”
门捷列夫的预言：“这种金属的氯的化合物应是液体，比重大约是1.9，沸点大约是90℃。”
文克列尔的测定：“氯化锗是液体，比重为1.，沸点为86℃。”
15年前的预言，竟是如此准确，仿佛他手里拿着一块锗似的——而实际上，那个时候连有没有这种元素都不知道！
文科列尔在写给门捷列夫的信中，十分激动地写道：“……祝贺你的天才的研究工作中所获得的新胜利，谨向你表示我衷心的敬意。”
（4）缺席元素
门捷列夫在年所预言的其他许多“缺席”元素也被一一找到了。
年，英国化学家拉姆赛在分析钇铀矿时，发现了新元素“氦”。对照了一下门捷列夫的预言，原来“氦”就是他在年所指出的“原子量为1~7……位于氢和锂之间的元素”。氦的原子量为4，正好在1~7之间。
门捷列夫还曾预言“另一个原子量约为20……位于氟和钠之间的元素”。年，英国化学家拉姆赛发现的元素“氖”。果然，它是“位于氟和钠之间的元素”，原子量为20.！
拉姆赛怀着崇敬的心情，称门捷列夫为“我们伟大的导师”。这“导师”一词，并非个誉，因为门捷列夫确实是一位指导人们探索未知元素之谜的导师！
门捷列夫在年曾预言：“在重金属之间可以有一个和‘碲’相似，而原子量却比‘铋’大的元素……其次在第十列中还可能有属于第一、第二、第三族的元素。它们的原子量约为~。……第一个将和‘铯类似’，第二个和‘钡类似’……在钍和铀之间的同一列中，还可能有一个原子量约为的元素……”
从年到年的20年中，人们接连发现了除“和铯类似”元素之外的这些未知元素：
年，居里夫妻发现了放射性元素“镭”。镭的希腊文原意就是“射线”。镭：就是那个“和钡类似”的元素，它的原子量为.，果真在~之间。
年，居里夫人发现了新元素“钋“。钋的原意是“波兰”，那是居里夫人用以纪念自己的祖国——波兰。钋：就是那个“和碲相似”的元素，它的原子量为，果然比铋的原子量大！
年，德贝尔恩发现了新元素“锕”。它是门捷列夫预言过的“类镧”。
年，迈特涅尔发现了新元素“镨”。镨的位置确实是“在钍和铀之间”，原子量为，与门捷列夫预言的相近。
至于那个“和铯类似”的元素，是在年被法国女化学家佩雷发现的。她用他祖国的名字——“法兰西”，来命名这个新元素，译成中文便是“钫”。钫的性质，的确与铯十分类似。
后来门捷列夫还曾预言过，存在未知元素“三锰”、“亚锰”和“亚碘”，也分别被发现：
年，发现了“铼”——即门捷列夫所预言的“三锰”；
年，发现了“锝”——门捷列夫所预言的“亚锰”；
年，发现了“砹”——门捷列夫所预言的“亚碘”。
这样门捷列夫在年所预言的11种未知元素，全部被找到了。
人们在门捷列夫化学元素周期表的指导下，还发现了一系列新的元素——惰性气体“氪、氙、氡”。
前面说过，门捷列夫在排元素周期表时，遇到许多“捣乱元素”，他大胆的改动了这些元素的原子量。门捷列夫一共纠正了9种化学元素的原子量。后来，人们精确的加以测量，发现门捷列夫改动的原子量，竟是那么正确。
记得在年，门捷列夫大胆改变这9种元素的原子量时，曾遭到俄国化学界的猛烈攻击，认为“改变至今所公认的原子量，是过于仓促了”，认为门捷列夫周期律是“不可依靠”的“一种普通分类法”。甚至还有人说，门捷列夫自己不做实验，凭空根据什么“化学元素周期律”去擅自改动经过反复精确测量的原子量，是天大的笑话，是对科学的侮辱。但事实证明元素周期律，确实是真理。
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