化學(xué)奇才！門捷列夫如何讓化學(xué)元素從“雜亂無章”到“井然有序”

門捷列夫：化學(xué)元素周期律的奠基者

你能想象嗎？曾經(jīng)，化學(xué)元素就像一堆雜亂無章的拼圖碎片，毫無規(guī)律可言。但有個人站了出來，用他的智慧和堅持，將這些碎片巧妙地拼湊在一起，創(chuàng)造出了一幅宏偉的科學(xué)藍(lán)圖，這個人就是德米特里?伊萬諾維奇?門捷列夫（Дмитрий Иванович Менделеев，1834年2月8日—1907年2月2日）。

1834 年 2 月 8 日，門捷列夫出生在俄羅斯帝國西伯利亞的托博爾斯克。他的母親經(jīng)營著一家玻璃廠，原本日子過得還算不錯?？烧l能想到，一場大火把工廠燒得一干二凈，無奈之下，全家只能搬到圣彼得堡。盡管家境一下子變得貧寒起來，但門捷列夫從小就對科學(xué)表現(xiàn)出了極大的興趣，腦袋里似乎裝著無數(shù)個好奇的小問號，聰明才智更是藏都藏不住。

1850 年，門捷列夫成功進入圣彼得堡國立大學(xué)，開啟了他的科學(xué)之旅。1855 年畢業(yè)時，他憑借出色的表現(xiàn)獲得了金質(zhì)獎?wù)拢@可是相當(dāng)厲害的榮譽！不過畢業(yè)后，他不幸患上了結(jié)核病，只能去克里米亞療養(yǎng)，在那兒還順便當(dāng)起了老師。等身體康復(fù)后，他又馬不停蹄地回到圣彼得堡繼續(xù)深造，拿下了碩士學(xué)位。1859 年，他前往德國海德堡大學(xué)，在那里，他就像一塊海綿，盡情吸收著當(dāng)時最前沿的化學(xué)知識。

19 世紀(jì)中葉，化學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了 63 種元素，可這些元素之間的關(guān)系亂成一鍋粥，毫無頭緒。門捷列夫在寫《化學(xué)原理》這本書的時候，就想著能不能把這些元素好好分分類。他一頭扎進元素的原子量和化學(xué)性質(zhì)研究中，突然發(fā)現(xiàn)了一個神奇的規(guī)律：隨著原子量的增加，元素的化學(xué)性質(zhì)不是一直變來變?nèi)?，而是隔一段時間就會重復(fù)出現(xiàn)。這就好比你每天的生活，雖然每天都在過，但有些事情是有規(guī)律地重復(fù)發(fā)生的。

1869 年，門捷列夫正式提出了元素周期律，還制作出了世界上第一張元素周期表。這張表可太牛了！他不僅按照原子量把元素排好隊，還大膽地在表上預(yù)留了空位，預(yù)言了一些還沒被發(fā)現(xiàn)的元素以及它們的性質(zhì)。比如說，他在鋁旁邊留了個位置，預(yù)言這個還沒露面的金屬原子質(zhì)量是 68，密度是每立方厘米 6 克，熔點還很低。結(jié)果六年后，法國化學(xué)家保羅?埃米爾?勒科克?德布瓦博德蘭真的發(fā)現(xiàn)了鎵，它的原子質(zhì)量是 69.7，密度是每立方厘米 5.9 克，熔點也很低，就像門捷列夫提前安排好的一樣，精準(zhǔn)地填補了那個空位。

門捷列夫的《化學(xué)原理》簡直就是化學(xué)領(lǐng)域的 “武林秘籍”。1868 年第一次出版后，就像超級暢銷書一樣，前前后后出了八版。這本書里，不僅把當(dāng)時已知的化學(xué)知識系統(tǒng)地梳理了一遍，還詳細(xì)地講述了元素周期律是怎么被發(fā)現(xiàn)的，以及它的重大意義。國際化學(xué)界都把它當(dāng)成標(biāo)準(zhǔn)教材，不知道影響了多少代化學(xué)家，就像一盞明燈，照亮了無數(shù)化學(xué)愛好者前行的道路。

門捷列夫可不只是個科研大神，還是個超厲害的老師。他在圣彼得堡大學(xué)教了很多年書，培養(yǎng)出了一大批優(yōu)秀的化學(xué)人才。他的教學(xué)方法和理念，就像一陣新風(fēng)，吹進了俄國乃至世界的化學(xué)教育領(lǐng)域，影響可深遠(yuǎn)了。

你以為門捷列夫只在化學(xué)領(lǐng)域發(fā)光發(fā)熱嗎？那你可就小看他了！他就像一個超級跨界王，在好多領(lǐng)域都有重要貢獻。他研究過氣體定律、氣象學(xué)、石油工業(yè)、農(nóng)業(yè)化學(xué)、無煙火藥，甚至連度量衡都有他的研究成果。比如說，他搗鼓出了新型的無煙火藥，還推動了俄國度量衡的現(xiàn)代化，他還積極主張改善石油業(yè)、采礦業(yè)、制造業(yè)、農(nóng)業(yè)和貿(mào)易的現(xiàn)狀。另外，他提出的近代溶液學(xué)說 —— 溶解水化理論，也為化學(xué)理論的發(fā)展添了一塊重要的拼圖。

當(dāng)然啦，門捷列夫的元素周期表一開始也不是十全十美的。隨著科學(xué)不斷進步，人們發(fā)現(xiàn)有些元素的原子量測定不太準(zhǔn)確。不過，他的理論就像一棵生命力頑強的大樹，依然茁壯成長。1894 年，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了氬等稀有氣體元素，這些元素一開始可沒在門捷列夫的周期表上。但門捷列夫也沒閑著，1906 年，在他生前最后一版《化學(xué)原理》里，專門給惰性氣體開辟了一個新專欄，這下元素周期表在列上就完整啦，就像一幅完美的拼圖，所有的碎片都找到了自己的位置。

令人遺憾的是，門捷列夫一生都未獲得諾貝爾獎。這主要是因為諾貝爾獎從 1901 年開始頒發(fā)，彼時門捷列夫的元素周期律已提出 30 余年，部分評委認(rèn)為其成果的 “時效性” 不足。而且當(dāng)時化學(xué)領(lǐng)域研究方向多元，競爭激烈，評選標(biāo)準(zhǔn)更傾向于實驗性成果，門捷列夫主要是理論建樹，難以在評選中脫穎而出。1906 年，門捷列夫距諾獎僅一步之遙，卻因一票之差落選，次年便與世長辭 ，成為科學(xué)史上的一大憾事。但即便沒有諾獎加持，他的元素周期表依舊是化學(xué)領(lǐng)域的 “定海神針”，其貢獻也得到了全世界的認(rèn)可。

門捷列夫的元素周期表，那可是化學(xué)領(lǐng)域的 “定海神針”，給化學(xué)家們提供了一個超清晰的框架，讓大家能更好地理解元素之間的關(guān)系。有了這張表，化學(xué)研究就像開了導(dǎo)航一樣，方便多了，還為新元素的發(fā)現(xiàn)和研究指明了方向。他的貢獻可不僅僅局限在化學(xué)領(lǐng)域，他的科學(xué)精神和創(chuàng)新思維，就像一團燃燒的火焰，激勵著無數(shù)后來者勇敢地去探索未知。

1907 年 2 月 2 日，門捷列夫因為心肌梗塞永遠(yuǎn)地離開了我們，這一天距離他 73 歲生日只差六天，實在是太可惜了。在他的葬禮上，學(xué)生們帶著一張巨大的周期表摹本跟在靈車后面，這大概是對這位偉大科學(xué)家最深情、最特別的致敬了。

門捷列夫用他的一生，改變了化學(xué)的面貌，他的元素周期表成為了化學(xué)研究的基石。他的名字，就像一顆璀璨的星星，永遠(yuǎn)閃耀在科學(xué)的歷史長河中，他的貢獻也會一直激勵著后來的科學(xué)家們，勇敢地去敲開未知世界的大門。

作者簡介：梁仁海，桂林理工大學(xué)教師，高級實驗師；科普中國專家，2023年、2024年科普中國百佳科普號《桂粵科普》運營者。中國科普作家協(xié)會會員，廣西科學(xué)家精神宣講團成員，廣東省十大科學(xué)傳播達人，廣東省科普講師團成員，中國青少年科技教育工作者協(xié)會高級青少年科技輔導(dǎo)員。