元素周期表是門捷列夫發(fā)明的。不過元素周期表的發(fā)展也是有段歷史的，學(xué)者們努力了1000多年，一直到拉瓦錫和道爾頓時(shí)期才有了進(jìn)展，也正式使化學(xué)成為一門科學(xué)理論。

門捷列夫之前

其中拉瓦錫將自然界的物質(zhì)分解成基本元素，并且對(duì)元素的性質(zhì)進(jìn)行了一系列的檢驗(yàn)。

最后，拉瓦錫提出了歷史上第一個(gè)化學(xué)元素表。

不過要注意的是，這時(shí)候還不是化學(xué)元素周期表。因?yàn)檫@張表并沒有體現(xiàn)出周期性。到了1829年，德國化學(xué)家德貝萊那提出了“三素組學(xué)說”。

在他的時(shí)代，人類一共發(fā)現(xiàn)了54中元素，在這些元素中，德貝萊那發(fā)現(xiàn)：

鋰和鉀的原子量的平均數(shù)與鈉的原子量非常接近；同樣的事情也發(fā)生在鈣，鍶，鋇、硫，硒，碲，以及氯，溴，碘之間。

也就是說，他發(fā)現(xiàn)了元素的排列是有規(guī)律可循的。

英國紐蘭茲受到了德貝萊那“三素組學(xué)說”的啟發(fā)，同時(shí)結(jié)合對(duì)于音樂音階的特點(diǎn)，把當(dāng)時(shí)已知的61種元素按照相對(duì)原子質(zhì)量遞增的順序排列，他發(fā)現(xiàn)每隔7種元素，就會(huì)出現(xiàn)性質(zhì)類似的元素。因此，這也被稱為元素八音律。于是，就有了“元素八音律”周期表。

他把自己的發(fā)現(xiàn)寫成論文發(fā)了出去，結(jié)果被拒稿了，還被人當(dāng)成了笑話。

除了紐蘭茲的“元素八音律”周期表，其實(shí)當(dāng)時(shí)還有尚庫爾圖瓦斯的“螺旋圖”，以及邁爾的“六元素表”。但是，都沒有能夠很好地解決元素排列的問題。

門捷列夫的元素周期表

1869年3月，門捷列夫在大量工作的基礎(chǔ)之上，發(fā)表了一篇名為《元素性質(zhì)與原子量的關(guān)系》的論文，提出了元素周期律，并且發(fā)表了他的第一張?jiān)刂芷诒恚@當(dāng)中涵蓋了當(dāng)時(shí)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的63種元素。不過表中有67個(gè)位置，這就意味著有4個(gè)空位只有原子量但是還沒有發(fā)現(xiàn)元素，這是門捷列夫假設(shè)這四個(gè)元素存在的，并且預(yù)測(cè)了它們的性質(zhì)。同時(shí)，他還對(duì)銦、碲、金、鉍四種元素的原子量提出了質(zhì)疑，并且提出他認(rèn)為的正確的結(jié)果。

隨著對(duì)元素周期律的進(jìn)一步研究，在1871年12月，他發(fā)表了他的第二個(gè)元素周期表。這張表比第一張更加系統(tǒng)。而這張化學(xué)元素周期表也獲得了后來科學(xué)界的認(rèn)可。

那為什么是門捷列夫成功了呢？

這主要是因?yàn)殚T捷列夫堅(jiān)持不懈地收集和掌握了海量的元素?cái)?shù)據(jù)，這個(gè)工作持續(xù)了近20年。并且試圖在海量的數(shù)據(jù)當(dāng)中去尋找規(guī)律。他大概總結(jié)出了三個(gè)規(guī)律：

1. 元素周期性上升為普遍的規(guī)律；
2. 元素周期性的核心特征是：漸變；
3. 某些元素特質(zhì)的變化既不符合周期性，也不符合門捷列夫估算的變化幅度，這時(shí)候就要遵照事實(shí)。

那門捷列夫的周期律有多厲害呢？

我們來舉個(gè)例子，當(dāng)時(shí)有個(gè)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了“鎵”這個(gè)元素，并且公布了他的測(cè)算結(jié)果。門捷列夫看到后，第一時(shí)間給這位科學(xué)家寫了一封信，信上的大意是：

你發(fā)現(xiàn)的新元素恰好就是我預(yù)測(cè)存在的四個(gè)元素之一。不過，你的論文里有個(gè)氧化物密度的數(shù)據(jù)跟我預(yù)測(cè)的不一樣，肯定是你錯(cuò)了。

一開始這個(gè)科學(xué)家并沒有當(dāng)一回事，但出于尊重，還是重新做了一遍，結(jié)果真的和門捷列夫所預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)一模一樣。這也成了門捷列夫的成名之戰(zhàn)，一下子轟動(dòng)了整個(gè)歐洲。

我們知道牛頓，愛因斯坦是物理學(xué)家最頂尖的存在，他們的厲害之處在于以一己之力完成了偉大的理論，而更重要的是這個(gè)理論可以精準(zhǔn)的預(yù)測(cè)。而門捷列夫在化學(xué)中的地位就如同牛頓，愛因斯坦在物理學(xué)中的地位。他的元素周期律不僅能夠很好對(duì)已經(jīng)的元素進(jìn)行排序，并且還能夠預(yù)測(cè)未知元素的存在。

諾貝獎(jiǎng)的“失誤”，化學(xué)界的遺憾

照理說，門捷列夫如此大的成就，拿到諾貝爾獎(jiǎng)是不成問題的。實(shí)際上，他也確實(shí)被提名過，分別是1904年、1905年、1906年。

前兩年沒有獲獎(jiǎng)，據(jù)說是因?yàn)殚T捷列夫早年得罪了瑞士化學(xué)家阿累尼烏斯，門捷列夫?qū)Π⒗勰釣跛沟娜芙饫碚擃H有批評(píng)。而阿累尼烏斯對(duì)諾貝爾獎(jiǎng)組委會(huì)的評(píng)委們有很大的影響力，所以在他的影響下，沒有把獎(jiǎng)授予門捷列夫。

而1906年，門捷列夫遇到了一個(gè)特別強(qiáng)勁的對(duì)手，那就是法國化學(xué)家莫瓦桑，他的成就是制造出了單質(zhì)氟，制備單質(zhì)氟可以說是化學(xué)史上的一段流血的奮斗史，經(jīng)歷了多年，多位化學(xué)家才最終成功。除了制造單質(zhì)氟，當(dāng)時(shí)莫瓦桑還制備了金剛石，這也是他獲獎(jiǎng)呼聲最高的一個(gè)原因。于是，在1906年，諾貝爾獎(jiǎng)委員會(huì)把諾貝爾獎(jiǎng)?lì)C給了莫瓦桑，主要是基于他對(duì)制備單質(zhì)氟的功績。

但是在獲獎(jiǎng)致辭中，莫瓦桑還是把自己制備金剛石的事情大談特談，因?yàn)樗灿X得自己能獲獎(jiǎng)主要和制備金剛石有關(guān)。可他自己不知道，實(shí)際上他的辦法并不能制備金剛石，只是他的學(xué)生對(duì)于他的固執(zhí)煩透了，于是偷偷地在實(shí)驗(yàn)中放入了金剛石，使得莫瓦桑誤以為自己真的成功了。這件事情最后也被揭露了，好在諾貝獎(jiǎng)委員會(huì)當(dāng)時(shí)比較保守并沒有把獲獎(jiǎng)的理由寫上“制備金剛石”，否則將會(huì)成為諾貝獎(jiǎng)史上的一大丑聞。

但這也使得門捷列夫錯(cuò)過了最后一次獲獎(jiǎng)機(jī)會(huì)。1907年2月，門捷列夫因?yàn)樾募」Ｈc世長辭。后來，每當(dāng)人們說起諾獎(jiǎng)的“錯(cuò)頒”，就很容易會(huì)想到門捷列夫。他沒有得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)就如同愛因斯坦沒得到諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)讓人感到不可思議。

雖然門捷列夫與世長辭，但是他的元素周期律將隨著人類文明的發(fā)展永存。對(duì)于整個(gè)化學(xué)界來說，這張?jiān)刂芷诒砭秃帽任淞秩耸康奈淞置丶绻麤]搞懂，都不好意思出去跟別人說自己是化學(xué)家。而化學(xué)元素周期律的本質(zhì)，其實(shí)揭示的是物質(zhì)的內(nèi)在聯(lián)系。