為何門捷列夫的周期表「火了」?化學給我們帶來了什麼?

2020-12-03 一個科普

「氫氦鋰鈹硼,碳氮氧氟氖,鈉鎂鋁矽磷……」

是不是很熟悉?還記得高中課堂的感覺嗎?一張神秘莫測的化學元素周期表,成了多少學生的噩夢,也承載著我們的少年時光。

2019年,元素周期表誕生150年了。然而,最初1869年,俄羅斯科學家門捷列夫,首次出版了類似於現代版元素周期表的周期表。

聯合國教科文組織(UNESCO)將2019年定為「化學元素周期表國際年」,將用一整年時間開展各類活動,除各類研討會、交流會外,聯合國教科文組織還將組織中學生化學元素周期表網上競賽、科學實驗進課堂等活動,在全球範圍內推動化學領域的交流與合作,紀念元素周期表誕生150周年。

為何門捷列夫的這張元素周期表「火了」?

其實,門捷列夫不是第一個對化學元素做出排列的科學家,在門捷列夫之前、之後都有科學家對化學元素做出不同的排列。

但現在通用的元素周期表是基於門捷列夫1869年繪製的那張元素周期表,雖然上面只有63個元素。

1869年3月,年僅35歲的門捷列夫正為他的書《化學原理》撰寫第二章,將已知的化學元素整理成一個特定的表格結構。於是,他將所有已知的化學元素寫在小卡片上,根據化學和物理特性排列組合,最初的元素周期表就這樣出爐了。

門捷列夫最天才的地方在於,他為一些未知的元素留出了空間。在當時,已知的化學元素僅有63個,但他卻已經意識到有一些元素是缺失的,亟待發掘。更為神奇的是,他甚至準確地預測出一些缺失元素的特性。

之後,不斷有科學發現,一點點的填滿了元素周期表中的空隙。至2016年,新元素:113號元素Nh(nihonium)、115號元素Mc(moscovium)、117號元素Ts(tennessine)和118號元素Og(oganesson)加入元素周期表(這4種元素花了10年時間, 通過全世界科學家的共同努力才最終獲得確認),門捷列夫的「大作」終於全部完成。

歐洲化學學會發布了一張造型奇特的化學元素周期表,被稱為「缺乏元素周期表「。

這張表列出了90個「創造一切」的化學元素,通過不同的顏色標示出,哪些元素存量豐富,哪些元素存量不足,哪些元素有永久消失的風險。

經過100餘年的時間,元素周期表中的118個元素終於齊聚一堂。但也許再過100年,有些元素就要永久消失了。

化學給我們帶來了什麼?

化學離我們有多近?「化學是一切生命的基礎。」

你聽到的、看到的、聞到的、嘗到的、摸到的一切都與化學物質有關。聽覺、視覺、味覺和觸覺都涉及你體內一系列複雜的化學反應和相互作用。化學不僅限於燒杯和實驗室,它就在我們身邊。

一杯普通的水,組成元素是氫和氧,還有其他一些組成礦物質的元素,比如鈉、鈣、鎂、氯等;一棟建築物,從非金屬元素的矽、氧、氫,到金屬元素的鐵、鋁、鎳等,組成就複雜得多。從地上拔一根草,裡面有豐富的鉀、鈉、鎂等元素,因此有人對你說某某保健品中含有上述幾類元素,其實與幾棵雜草沒區別……

無論元素周期表是否被發現,化學元素的規律還在那裡,未曾改變。

元素在生活中的應用!

與其說我們身邊有哪些化學應用產品,毋寧說我們身邊哪種產品不是化學應用的產物!

想到幾年前一個著名的化妝品廣告詞「我不要化學」,當然現在也有很多種化妝品都在標榜「純天然成分」,這在懂化學甚至懂點化學的人眼裡是愚蠢可笑的。

所謂的「純天然成分」,都是用化工試劑從植物提取出來的,化妝品的包裝、增稠劑、溶劑等都是石油轉化的產品。也就是說,要做真正離開「化工」的純天然產品,就是把樹葉和花瓣加上石油用碾子搗碎後敷在臉上。至於擠出的白白的膏狀物,不經過化工合成還真做不出來。

現代藥學更是化工合成的重要實踐。翻開藥典,從治療糖尿病的二甲雙胍,到高血壓藥物卡託普利,止痛退燒的對乙醯氨基酚,各類疾病的常見藥物都是化工合成的產物;一些天然藥物,也離不開依靠化工產品的車間化提純過程。

隨著「高分子藥物」不斷研究進步,人類的生物密碼或許能被部分破譯,癌症、先天性疾病或許有治癒的希望。

儘管大多數人背不下來元素周期表,儘管學生時代,老師要求背元素周期表的前20位,隨著會考、高考的結束而被遺忘。生活中的點點滴滴都離不開化學,社會科技進步中化學研究也起到十分關鍵的作用。

正值化學元素周期表誕生150周年,紀念元素周期表的發現,也是紀念並感恩現代化學發展為我們社會作出的貢獻。

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    19世紀後半期,俄國自然科學取得了舉世矚目的成就,湧現出一批傑出的科學家,提出元素周期表的化學家門捷列夫就是這些科學家的傑出代表。1834年2月8日,門捷列夫出生在西伯利亞託博爾斯克市個普通的知識分子家庭。
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