德米特里·伊萬諾維奇·門捷列夫
早年生活
門捷列夫于1834年生于俄國西伯利亞的托博爾斯克市,這個時代,正是歐洲資本主義迅速發(fā)展時期,科學技術(shù)的發(fā)明、改良一日千里,化學也同其它科學一樣,取得了驚人的進展。13歲時,門捷列夫的父親去世,母親的工廠又被一場大火毀于一旦,家境一落千丈,但門捷列夫考入了托博爾斯克文科中學,也算是家里的安慰。1849年,門捷列夫的母親變賣家產(chǎn),帶著孩子四處求學,先后到過莫斯科、柏林和巴黎,最后在圣彼得堡高等師范學校為門捷列夫找到一個入讀機會,1850年,門捷列夫就讀物理數(shù)學系。同年9月,門捷列夫的母親病逝,門捷列夫決心發(fā)憤讀書,1855年以優(yōu)異的成績畢業(yè),但由于被診斷出有肺結(jié)核,不得不到黑海邊上的克里米亞半島休養(yǎng)。在此期間,門捷列夫讀完了碩士,并于兩年后回到圣彼得堡。期間先后到過辛菲羅波爾、敖德薩擔任中學教師。1857年他被圣彼得堡大學破格任命為化學講師。
科研生涯
1859年至1861年間,門捷列夫被選拔去德國和法國留學,在海德堡進行流體的毛細現(xiàn)象以及光譜儀制作的研究。1861年八月底他發(fā)表了一本關(guān)于光譜儀的著作,并贏得了很高的評價。1862年,門捷列夫結(jié)婚,第二年,成為圣彼得堡國立技術(shù)大學的教授。1865年被圣彼得堡大學授予博士學位,并聘為化學教授。
1869年,門捷列夫發(fā)現(xiàn)了元素周期律,并就此發(fā)表了世界上第一份元素周期表,按原子量的大小順序排的同時,將原子價相似的元素上下排成縱列。1893年起,門捷列夫擔任度量衡局局長。1890年門捷列夫當選為英國皇家學會外國會員,并于1905年獲得該學會的科普利獎?wù)隆?906年,諾貝爾化學獎委員會提名門捷列夫為當年的諾貝爾化學獎得主,但是在瑞典皇家科學院的大會上,有人提出用亨利·莫瓦桑替代門捷列夫,而科學院內(nèi)影響力的化學家阿倫尼烏斯強烈反對提名門捷列夫,支持莫瓦桑,他的理由是發(fā)明元素周期表這項貢獻對于1906年的諾貝爾獎來說太老了。而同時代的人認為真實的原因是門捷列夫曾批評過阿倫尼烏斯的離解理論,阿倫尼烏斯伺機報復。最終,皇家科學院的大多數(shù)投票支持莫瓦桑。次年(1907年)2月2日,門捷列夫因心肌梗塞去世。
元素周期表
門捷列夫研究元素周期律,前后一共花費了二十年的時間。在1863年,科學家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了56種化學元素,并且以平均每年一個新元素增加著,但是這些元素的性質(zhì)顯得雜亂無章,有一些科學家試著將這些元素按照各自的化學性質(zhì)整理成周期表,如:1829 年德國化學家德貝萊納提出了“三元素組”觀點 ,把當時已知的44 種元素中的15 種,分成5 組,指出每組的三元素性質(zhì)相似,而且中間元素的原子量等于較輕和較重的兩個元素原子量之和的一半。例如鈣、鍶、鋇,性質(zhì)相似,鍶的原子量大約是鈣和鋇的原子量之和的一半。氯、溴、碘以及鋰、鈉、鉀等元素也有類似的關(guān)系。然而更進一步,就會發(fā)現(xiàn)其它化學元素并不能滿足這些關(guān)系,所以并沒有引起化學家們的重視。法國人德尚寇特斯(英語:Alexandre-émile Béguyer de Chancourtois)(B. De Chancortois,1820年-1886年)提出的關(guān)于元素性質(zhì)的“螺旋圖”,德國的邁爾(J. L. Meyer,1830年-1895年)發(fā)表“六元素表”,以及英國人約翰·紐蘭茲(J. A. R Newlands,1837年-1898年)發(fā)表的關(guān)于元素性質(zhì)的“八音律”,但成果皆不盡理想。
門捷列夫1871年的元素周期表
門捷列夫為了找出元素之間的規(guī)律,做了大量的考察研究,獲得了一手的資料。1862年,他對巴庫油田進行考察時,重測了一些元素的原子量。在1860年代初的工作中,他把一些元素列成下面樣式的表格,這是元素周期表的雛形。
1869年3月,門捷列夫在他題為《元素性質(zhì)與原子量的關(guān)系》的一篇論文中首次提出了元素周期律,發(fā)表了第一張元素周期表。這個表包括了當時科學家已知的63種元素,表中共有67個位置,尚有4個空位只有原子量而沒有元素名稱,門捷列夫假設(shè),有這種原子量的未知元素存在。在表中,他還對銦、碲、金、鉍四種元素當時公認的原子量表示質(zhì)疑。比如根據(jù)碲在元素周期表中的位置在碘的前面,門捷列夫認為碲的原子量應(yīng)該比碘小,而不是當時人認為的比碘大。這是門捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期率的最初思想。在他的第一張元素周期表發(fā)表以后,門捷列夫?qū)υ刂芷诼衫^續(xù)進行了深入研究。特別是重新審定了許多元素的原子量。在對元素的原子量進行審定之后,于1871年12月發(fā)表了他的第二個元素周期表。與他的第一張元素周期表相比,第二個元素周期表更完備、更精確、更系統(tǒng)。
門捷列夫第一份英文版本(建基于俄文第五版)的元素周期表
門捷列夫在他的周期表里為“未知元素”預留了空位,并依照這些未知元素應(yīng)當具有的性質(zhì)給他們起名為類硼、類鋁、類硅等等。在1869年門捷列夫首次發(fā)表元素周期律時,他的成果并不為當時的化學家們所認可。在隨后的幾年中,門捷列夫預言的類硼、類鋁、類硅等11種未知元素陸續(xù)被發(fā)現(xiàn),即以后發(fā)現(xiàn)的鈧、鎵、鍺。這些元素的各種性質(zhì)與門捷列夫的預言驚人地吻合,特別是后來發(fā)現(xiàn)的氦、氖、氬、氪、氙和氡又給元素周期表增加了新的惰性氣體。他的名著、伴隨著元素周期律而誕生的《化學原理》,在十九世紀后期和二十世紀初,被國際化學界公認為標準著作,前后共出了八版,影響了一代又一代的化學家。
其它重要貢獻
門捷列夫把米制系統(tǒng)引入到俄羅斯帝國。
1887年提出溶液水化理論,為近代溶液學說的先驅(qū)。
1860年發(fā)現(xiàn)氣體的臨界溫度。
1888年首先提出煤地下氣化的主張。
1892年,由俄羅斯帝國海軍委托,門捷列夫發(fā)明了焦珂羅酊,一種基于硝化纖維的無煙火藥,但由于成本原因并沒有采納使用。
紀念
有許多的地名或事物的名稱和門捷列夫的名字有關(guān)。
圣彼得堡負責全國性及國際性精密量測的國家計量研究所,是以門捷列夫的名字命名,在旁邊有門捷列夫的紀念館,其中有照片,門捷列夫坐著的雕像,以上面繪有門捷列夫周期表的墻。
Twelve Collegia(英語:Twelve Collegia)建筑物在門捷列夫的時代是師范學院,現(xiàn)在是圣彼得堡國立大學的中心,有一個門捷列夫紀念博物館(英語:Dmitry Mendeleev"s Memorial Museum Apartment),前面的街也因此命名為門捷列夫街。
在莫斯科有門捷列夫化工大學。
原子序101號的合成化學元素,也依門捷列夫的名稱命名,其英文名稱為mendelevium,縮寫是Md(曾經(jīng)用Mv),中文名稱為鍆,是一個金屬性的錒系超鈾元素,一般是由α粒子撞擊锿原子來制備。
月球上在背對地球的一側(cè)有一個撞擊坑,命名為門捷列夫 (撞擊坑)(英語:Mendeleev (crater))。
俄羅斯科學院自1998年起頒發(fā)門捷列夫金獎(俄語:Золотая медаль имени Д. И. Менделеева),表揚在科學及技術(shù)上的成就,之前是由蘇聯(lián)科學院從1962年開始頒發(fā)。
Google在2016年2月8日的多國首頁上放置紀念Doodle,以紀念門捷列夫誕辰182周年。
參見
門捷列夫獎?wù)?/p>
元素周期表
原子量
Eka
鍆
參考來源
延伸閱讀
Gordin, Michael. A Well-Ordered Thing: Dmitrii Mendeleev and the Shadow of the Periodic Table. New York: Basic Books. 2004. ISBN 0-465-02775-X.
Mendeleyev, Dmitry Ivanovich; Jensen, William B. Mendeleev on the Periodic Law: Selected Writings, 1869–1905. Mineola, New York: Dover Publications. 2005. ISBN 0-486-44571-2.
Strathern, Paul. Mendeleyev"s Dream: The Quest For the Elements. New York: St Martins Press. 2001. ISBN 0-241-14065-X.
Mendeleev, Dmitrii Ivanovich.Principles of Chemistry. New York: Collier. 1901.
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