關於化學元素周期表,有些東西是課上學不到的

今年是元素周期表誕生150周年，聯合國宣布2019年為「國際化學元素周期表年」。

提起化學元素周期表，腦海中浮現的除了那串熟悉的字符「氫氦鋰鈹硼，碳氮氧氟氖……」還有那位偉大的化學家的名字——門捷列夫。

門捷列夫

1869年，俄羅斯化學家門捷列夫發現了元素周期規律並編制出元素周期表，對後人的化學元素探索進程產生了深遠的影響。

其實當時許多人都在冥思苦想如何歸類、組織元素，甚至已經有人解決了這個問題，有6個人使用和門捷列夫同樣的方法分別獨立地制出了周期表。然而和其他領域一樣，科學界也需要英雄，門捷列夫成為元素周期表故事中的主角，有許多原因。

充滿悲劇的人生

門捷列夫生於西伯利亞，家中有14個孩子，他是最小的那個。1847年，門捷列夫13歲時，他的父親去世了。為了維持一家人的生計，他的母親接過了本地的玻璃廠，後來工廠在一場火災中燒毀了，母親的希望就全部落到了頭腦敏銳的小兒子身上，她把門捷列夫捆在馬背上，騎馬翻過白雪皚皚的烏拉爾山脈，穿越荒原峭壁，把兒子送到了1200英裡外的莫斯科，希望他能進入一所精英大學。可是，這所大學卻殘忍地拒絕了門捷列夫，因為他不是本地人。這位頑強的母親把兒子捆回馬背，又跑了400英裡，來到了聖彼得堡，這裡有門捷列夫亡父的母校。門捷列夫剛剛登記入學，母親就去世了。

事實證明，門捷列夫是個才華橫溢的學生。畢業後，他到巴黎和海德堡繼續學習，19世紀60年代，門捷列夫回到聖彼得堡，得到了一個教授的職位，他開始思考元素的本質，這樣的思考最終促成了1869年元素周期表的誕生。

鮮明的個性特徵

和同時代的俄羅斯作家陀思妥耶夫斯基一樣，為了償還賭債，門捷列夫3周內就寫出了一整本小說《賭徒》。他也曾為了趕上教科書出版商的交稿期，匆匆拼湊出了第一份周期表。當時，他已經寫完了整本教科書的第一卷，那是一本厚達500頁的巨著，可是他才講了8種元素。拖延了6個星期以後，門捷列夫突發奇想，覺得要介紹元素的信息，最簡約的方法是畫一張表格。他激動地推掉了給當地奶酪工廠做化學顧問的兼職，著手編寫這份表格。

幾年後，門捷列夫已經非常出名了，他和妻子離了婚，又想再娶一個。雖然保守的本地教堂告訴他必須得等7年，不過他賄賂了一位牧師，順利舉行了婚禮。按道理說，門捷列夫犯了重婚罪，就連為他主持婚禮的牧師也被剝奪了聖職，卻沒人敢逮捕他。當地有個官員向沙皇抱怨此案中的雙重標準，沙皇一本正經地回答：「我允許門捷列夫擁有兩位妻子，因為我只有一個門捷列夫。」 1890年，因為同情主張暴力的左傾學生組織，自居無政府主義者的門捷列夫被剝奪職位趕出了大學。

執著的科研精神

相比其他發現元素周期規律的科學家，門捷列夫對元素本質特性的理解更為深刻。許多人認為某種化合物，比如氧化汞裡「包含」著氣態的氧和液態金屬汞，而門捷列夫卻不這麼想。恰恰相反，他認為只是組成氧化汞的兩種元素的單體形式恰好是氣體和金屬而已。不變的是每種元素的原子量，門捷列夫認為這是元素的本質特徵，這和現代的觀點非常接近。

大部分人只是淺嘗輒止地把元素排成行列，但門捷列夫卻在實驗室裡花費了整整一生，元素摸起來、聞起來是什麼樣，會如何反應，他的了解比別人深刻得多。尤其是金屬，這些元素性質模糊，很難放到周期表中合適的位置上。有了這樣深刻的了解，門捷列夫才能把已知的全部62種元素都編進他的行行列列裡。他還著魔似的修訂周期表，甚至還把元素名字寫在卡片上，在自己辦公室裡玩化學單人紙牌遊戲。還有最重要的一點，門捷列夫和其他科學家的周期表中都留有空白，因為沒有哪種已知元素填得進去。不過門捷列夫可沒有其他人那麼保守，他大膽預測會出現新的元素。門捷列夫甚至預測過隱藏元素的密度和原子量，預言實現時，全世界都為他傾倒。19世紀90年代，科學家們發現了高貴氣體，門捷列夫的元素周期表通過了這次決定性的考驗，它只增加了一列，就輕而易舉地將這些元素納入了系統。

看了門捷列夫的故事，就能理解為什麼歷史學家和科學家都會傾慕他的傳奇人生了。當然，如果他當時沒有制出元素周期表，今天的人們就不會記得他的生平。

元素周期表的確是一個人類學奇蹟，它以簡潔優雅的形式寫下了人類的簡史，從左上角的氫到最底下那些不可能自然存在的人造元素，字裡行間，你能發現的不僅僅是科學，還有泡泡、炸彈、金錢、鍊金術、政治手腕、歷史，毒藥、罪行和愛情這些化學課上學不到的內容。而這些隱藏在元素周期表背後的故事都可以在《元素的盛宴》中「聽」到。

適讀年齡：18歲以上

這是一本關於化學與人類生活的既嚴謹又妙趣橫生的科普著作，作者搜集了大量科學史和人類史上鮮為人知的史料，從不同角度講述了化學與人類充滿「愛恨情仇」的歷史傳奇。

你知道氮肥是德國人研究烈性炸彈時順便發現的嗎？你知道水銀在很長時間裡是作為瀉藥使用、鐳最初是被用來製作保健飲料的嗎？而是否吃碘鹽曾是甘地帶領人民爭取獨立的重要議題之一，門捷列夫是在打撲克時想出了元素周期表，格拉澤看到啤酒氣泡悟到了探測粒子的新方法……這些聞所未聞的事件，都是作者探究化學史的重要發現――它是化學與人類生活交互作用的一部趣味史，也是無數科學家探幽尋微的一部「野史」，又是一部真實版的「生活大爆炸」。

如果你已經看過《元素的盛宴》或正準備把它讀完，歡迎隨時在本文下方留言區分享書裡最讓你驚訝的故事。有沒有哪位科學家或是哪種元素與你之前了解到的大相逕庭呢？

本文關於門捷列夫的故事選編自《元素的盛宴——化學奇談與日常生活》

責任編輯：楊志敏

美術編輯：王品懿

文章來源：接力出版社