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学段:职业成长  学科:文学  发布:2022-05-05  ★★★收藏章节〗〖手机版

前几回说到化学家们为发现新元素真是废寝忘食,绞尽脑汁。他们在元素王国这片陌生的土地上东奔西突,左砍右杀。各人祭起自己的法宝,八仙过海各显神通。那戴维用的是一把电斧,东劈西砍发现了钾、钠等十几种元素;那本生、基尔霍夫用的是一柄光剑,一路刺开去找见了钝和铷;瑞利和拉姆赛则使的一把牛耳尖刀,专爱一层一层地剥竹笋,这就是分馏法,他们终于发现了氦、氛、氩、氪、氙等惰性气体。到此化学家们已将所能使的各种化学、物理方法都已用尽。十九世纪中期,元素也已发现到了第63种,又是山穷水尽再无路了。而且就是已发现的这63种元素也够使化学家们眼花绕乱的。你看:有那硬的、一刀剌下不伤分毫;有那软的,指甲掐去如碰豆腐;有那性格沉稳的,任怎样摆弄也不去与别人结合;有那脾气暴躁的,放在空气中就冒火;更有那一物多变的,如磷,有红,有黄;如碘,有时棕色,有时紫色。就是一块灿烂的黄金,当把它打成极薄的箔片时竟会变成蓝绿,而且还透明呢。现在不要说再去发现新元素了,就是先把这63种分分类,排排队也无从下手。这化学,真是刚从泥滩里拔出来,又在森林里迷了路,不知如何是好。

话说公元1867年俄国彼得堡大学里来了一位三十三岁的化学教授门提列夫(1834-1907)。此人身材修长,眉清目秀,一看就是那种才华横溢,精力过人的青年学者。只要他一出台讲课,教室门里门外,窗沿上,台阶下都挤满了学生。那奇妙的化学变化伴着他沉稳的手势和多彩的语言,直把听者吸引得就如钉钉死、胶粘住一般。连学校当局也暗自高兴聘了一个好教授。但是这门捷列夫却有两样毛病,一是爱喝酒,二是爱玩牌。他平时备课,桌子上就是少了纸笔也少不得一滴白兰地一只银杯。要是有一点伤风感冒的小病,他从不上医院,最妙的办法就是一仰脖子,咕嘟嘟半瓶酒下肚,然后拉过一件老羊皮懊,浑身一裹,往沙发上一滚,呼噜噜地睡上一觉,什么头痛脑热都会在梦里云散烟消。他身为化学教授大部分时间不是在实验室渡过,而是将自己关在书房里,手里总捏着一副纸牌,颠来倒去,整好又打乱,乱了又重排,也不邀请牌友,也不去上别人家的牌桌,真不知他这个牌是怎样的玩法。

再说化学界因为那些难以捉摸的元素正闹得乱轰轰的,莫衷一是。1869年3月,俄罗斯化学会专门邀请各方专家进行了一次学术讨论。学者们有的带着论文,有的带着样品,有的带看自己设计的仪器当场实验,各抒己见,好不热闹。而那个门捷列夫只身空手,裹一件黑色外衣,蓄着一把小胡子,静坐在桌子的一角,三天来不言不语,只是瞪着一双大眼睛看,竖起耳朵听,有时皱皱眉头想。这天眼看会议日程将完,主持人躬身说道:“门捷列夫先生,不知你可有什么高见?”只见门捷列夫也不答话,起身走到桌子的中央,右手从口袋里抽了出来,随即就听唰啦一声,一副纸牌甩住了桌面上,在场的人无不大吃一惊。门捷列夫爱玩纸牌,化学界的朋友也都略有所闻,但总不至于闹到这步田地,到这个严肃的场合来开玩笑。在座的有一位长者寿眉双重,银须齐胸,他叫齐宁,是门捷列夫的老师,过去很赏识门捷列夫的才华,推荐他来校任教。今天他见学生这样开玩笑心中早已不快。只见门捷列夫将那一把乱纷纷的牌捏在手中,三两下便已整好,并一一亮给大家看。这时人们才发现这副牌并不是普通的扑克,每张牌上写的是一种元素的名称、性质、原子量等,共是63张,代表着当时已发现的63种元素。更怪的是这副牌中有红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色。门捷列失真不愧为一个玩纸牌的老手,他用拇指和食指轻轻一捻,纸牌由红到紫使成一排,再一捻又是一排。这样前排靠着后排,整整齐齐,竟在桌上列成了一个牌阵。要是竖看就是红、橙、黄……分别各成一列。门捷列夫将这个牌阵排好,叫大家看个明白,然后用手一搅,满桌只见花花绿绿,横七竖八,不过是一堆五彩乱纸片。他说:“这混乱的一团;就是我们最感头疼的元素世界。实际上这些元素之间有两条暗线将它们穿在一起。第一,就是原子量。尽管不同元素有时会有相似的某种特性,尽管同一元素不同情况下又会表现出不同的颜色、形状,但有一点它们却永不会变,就是各自有自己特有的、互不重复的原子量。因此,我们可以根据原子量的大小将它们排成一条长蛇。”

说着,门捷列夫十指拨弄一番,一堆乱牌变成整齐的一线。谁知这一排,却明显地看出那七种颜色的纸牌就像画出的光谱段一般,有规律地每隔七张就重复一次。门捷列夫又将其一截截地断开,上下对齐说:“可见,按原子量的大小,元素的性质在做看有周期的重复。如果竖看看,每一列的元素性质相似,这就是第二条暗线——原来每列元素的化合价相同。你们看,左边这列红纸牌上标的是:氢、锂、钠、钾、铷、铯,它们都是一价元素,性质活泼,除氢外都是硷金属。它们构成相似的一族,而在这一族里因原子量的递增,元素的活泼性也在递增,锂最轻,原子量是7,也最安静,落到水里只发一点嘶嘶声,钠的原子量是23,落到水面上就不安地又叫又跑;钾的原子量是40,落到水面上会尖叫着乱窜、爆响,还起火焰;要是排尾的那个铯,原子量是133,简直不能在空气里呆一秒钟,立即就会自己燃烧起来。这63种元素,原来就这样暗暗地由原子量这条线穿起来,又分成不同的族,每族有相同的化合价,按周期循环,这就是周期律,元素周期律。”