101 Md 鍆 化學家

  元素周期表是化學基本原理的最簡單說明。它印在每本化學書里，掛在每個化學實驗室的牆上，因為它是第一課，化學的101指南。每個元素在表中都有自己的位置，在框中由一個符號表示，通常還包括一些其他細節，如質量、原子序數和全名。這個表中的第101個元素可能是所有元素中最合適的名字，因為它是以元素周期表的設計人德米特里·門捷列夫的名字命名的。他對化學的深刻見解奠定了這門科學的基礎，與他同名的元素也因此出現。

  早在門捷列夫出生之前，已經有人對元素進行了區分和定義。有人設計出各種元素列表，通常按照質量增加的順序排列。一些科學家甚至注意到某些元素之間的相似性和一致性，並試圖將它們分成各個小群。但門捷列夫是第一個看到全局的人，他意識到，這不是某幾個元素之間的奇怪巧合，而是一個看不見的、有規律或者說是周期性的系統在控制著所有元素的化學行為。

  這本書最前面的元素周期表，完全要歸功於門捷列夫那傑出的元素洞察力[1]。他在完全不知道原子是什麼、原子是如何構成的情況下就取得了這一成就，更何況當時還有大量元素尚未被發現，這讓他的壯舉更加令人矚目。

  像他之前的許多人一樣，門捷列夫的出發點是原子量。他把最輕的元素——氫，放在列表的頂端，接著是第二輕的元素，以此類推。隨著名單的增加，他注意到有一些主題會反覆出現。在鋰之後的第七個元素是另一個與之非常相似的元素——鈉。再往後七個是鉀，它同鋰和鈉有許多相同的化學和物理性質。

  門捷列夫沒有繼續做一個長長的垂直列表，而是做了一個八列寬的表格，他開始從左到右按原子量的順序往這個表格里添加元素。每當他遇到一個類似第一行的元素時，他就將它添加到同一列的下面，就這樣，每一列都被填滿了類似性質的元素。

  按照這樣的方案執行下去，問題隨之而來。如果嚴格遵循原子量增加的規則，有些元素會出現在顯然不屬於它們的列中。碲比碘重，但它們的化學性質表明，碲應該排在碘的前面。門捷列夫斷言，他的周期律是沒錯的，是其他人弄錯了碲或碘的原子量。他自信地修改了碲的原子量，把它放在碘的前面。

  另一個問題是，表格中顯然少了一些元素——就好像填字遊戲一樣，其中有一些交叉的答案存在很多空格，缺乏足夠的字母。在這一點上，許多人會認為他們根據線索得到了錯誤的答案，因而否定自己的元素周期律。門捷列夫曾經也可能質疑過他面前的化學線索，所幸他的懷疑並沒有持續太久。他只是簡單地將元素展開，並留下一些空白的方塊。

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  門捷列夫認為，他表格里的空缺並不意味著他的理論存在漏洞，這些空缺反而支撐了他的觀點，因為這意味著還存在未發現的元素。門捷列夫利用他對化學性質的本質的深刻洞察力，在這些元素被發現之前就預測出它們的質量和性質。當它們最終被找到時，人們發現它們完全符合門捷列夫所期望的特徵。

  門捷列夫的周期律被證明是非常正確的，這種正確性被後來的每一個新發現所支持。他這種簡單的組織形式清晰地展示了元素的行為模式，我們可以用來預測新元素的性質，以及化學反應的結果。他證明了原子量決定了元素的性質，鍊金術士們夢寐以求的目標是可以實現的，只要你能做到增加或減少元素的原子量。1955年，一個科學家團隊將氦和鑀的質量加在一起，製造出了鍆(mendelevium)——以門捷列夫命名，這種元素當然也擁有門捷列夫的周期律所預測出的所有性質。

  [1]　本書開頭及我國教材採用的元素周期表演變自瑞士化學家維爾納所創的維爾納式表(簡稱「長表」)，外觀與門捷列夫最早設計的「短表」有明顯差別。——編者注