揭秘元素周期表最初有多少种元素?门捷列夫的创世神话

每次有人问我,元素周期表最初有多少种元素,我脑子里总会浮现出一幅画面:一个须发蓬乱、眼神执拗的俄国男人,在一堆小卡片面前,像个疯魔的赌徒,正在进行一场豪赌。赌注?是整个物质世界的底层逻辑。

所以,答案到底是多少?别急着去搜。让我告诉你一个让你下巴掉下来的数字:63种

对,你没看错。就是区区 63种

现在我们课本上那个密密麻麻、整整齐齐的表格,动辄118种元素,但在1869年的那个冬天,在圣彼得堡大学的实验室里,伟大的德米特里·伊万诺维奇·门捷列夫手里能摆弄的“牌”,就只有这寒酸的63张。

是不是感觉有点幻灭?化学世界的“圣经”,开篇竟然如此……单薄?

但这恰恰是整个故事最牛、最让人热血沸腾的地方。这根本不是一个填空题,这是一场从混沌中开辟秩序的创世史诗。

你得知道,在门捷列夫之前,化学界简直就是一锅粥。新元素一个接一个地被发现,全凭运气。科学家们手忙脚乱,每个人都试图给这些新“房客”找个家,但提出的各种“排列方案”都像是临时搭建的违章建筑,风一吹就倒。有的按化合价排,有的按物理性质分,乱七八糟,谁也说服不了谁。当时的化学,与其说是科学,不如说是一门“集邮”——大家都在比谁发现的“邮票”多,但没人知道这本邮册该怎么整理。

而门捷列-夫,这个家伙,他不信邪。他觉得这背后一定有某种神圣的规律,一种宇宙级的节拍。他把当时已知的 63种 元素的性质和原子量写在一张张小卡片上,就像玩扑克一样,反复排列、组合、分类。据说他为此三天三夜没合眼,整个人都快熬干了。

就在那个传说中的时刻,灵感像一道闪电劈中了他。他发现,如果按照原子量递增的顺序排列,元素的性质竟然会呈现出惊人的、美妙的周期性变化!比如,活泼的碱金属(锂、钠、钾)会隔一段距离就跳出来跟你招招手,惰性的卤素(氟、氯、溴)也像约好了一样,排着队出现。

这,就是 元素周期律 的雏形。

但如果故事到这里就结束了,门捷列夫顶多算个优秀的“整理师”。他之所以封神,是因为他做了几件当时看来简直是“疯了”的事情。

第一,他敢于挑战权威。 在他排列的队伍里,有的元素为了让性质对齐,不得不“插队”。比如碲(Te)和碘(I),按原子量,碲应该在碘后面,但为了让碘和它的卤素兄弟们(氟、氯、溴)待在一起,门捷-夫大笔一挥,把它们的位置调换了。他断言:“一定是你们测的原子量不准!”事实证明,他是对的。这魄力,简直了。

第二,也是最石破天惊的一点——他留下了空格。

是的,你没看错。在他提交的第一版元素周期表里,留下了好几个明晃晃的空位。这不是他排不下了,而是他坚信,那里“应该”有一个元素,只是人类还没发现而已!

这在当时是什么概念?等于一个拼图玩家,对着一幅缺了好几块的拼图,不仅没有抱怨,反而斩钉截铁地告诉所有人:“我知道这几块缺的是什么!我甚至能画出它们的形状和颜色!”

他不仅仅是留了空位,他还像个先知一样,给这些“未来元素”起了名字,并精准地 预测 了它们的物理和化学性质。比如,他在铝下面留了个空,把它叫做 “类铝” (eka-aluminum),并预言了它的密度、熔点、原子量。他在硅下面留了空,把它叫做 “类硅” (eka-silicon)

当时的科学界,很多人都觉得门捷列夫是不是通宵工作把脑子烧坏了。一个连影子都没有的东西,你怎么敢描述得这么有鼻子有眼?

然而,接下来的十几年,整个世界都为他而疯狂。

1875年,法国科学家布瓦博德兰发现了镓(Ga),其性质和门捷列夫预测的 “类铝” 简直是一个模子刻出来的!

1879年,瑞典科学家尼尔森发现了钪(Sc),完美对应了 “类硼”

1886年,德国科学家文克勒发现了锗(Ge),与 “类硅” 的预测惊人地吻合。

一次是巧合,三次就是神迹。整个化学界都沸腾了。门捷列夫不是在整理,他是在揭示天机!他手中的那张只有 63种 元素的、留着好几个“天窗”的破旧表格,瞬间成了指引后世所有化学家探索新大陆的藏宝图。后来的科学家们,都像是按着他的剧本去寻找演员,一个又一个新元素被发现,然后被恭恭敬敬地请进周期表中那个为它预留已久的“雅座”。

所以,回到最初的问题。元素周期表最初有多少种?是 63种。但这63个数字背后,不是一个简单的统计,而是一个天才的远见,一场伟大的赌博,和一个新时代的开端。它告诉我们,真正的伟大,不在于你拥有多少,而在于你能从有限的已知中,窥见多么广阔的未知。


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