就像每个人都有自己喜爱的纪念日一样,科学领域也没能免俗。在化学领域,相信没有哪件事情会比元素周期表的起源更值得庆祝纪念了。2019年是化学元素周期表150周岁生日,为了给它“庆生”,联合国宣布今年为“国际化学元素周期表年”。
150年前,也就是1869年,当俄国化学家门捷列夫发表自己的第一张元素周期表的时候,他肯定没有想到这张表会产生如此巨大而深远的影响。如今,只要学习过化学课,都知道这张表;在许多教室、化学实验室,或者在音乐、小说作品中,又或者在文创产品上,我们都能看到元素周期表的身影。
说起这张表,我们第一眼看到的可能是上面那些怪异复杂、晦涩难懂的中文名称。不过,今天我们要聊的却是这些元素英文名字里隐藏的天文秘密。
从18世纪末开始,人类就发现或者合成了大量的新元素。1789年,德国化学家克拉普罗特从沥青铀矿中分离出一种新元素,被命名为铀uranium。这其实得名于1781年新发现的一颗行星——天王星的名字“uranus”。仔细看元素周期表中的元素英文名,很多都含有ium。这个ium就是元素的一个词缀。而海王星neptune是1940年美国加州大学伯克利分校教授埃德温·麦克米伦和艾贝尔森在回旋加速器里合成的93号元素镎neptunium的名字来源。同年,这个学校的实验室还发现了94号元素钚plutonium,名字是由美国天文学家克莱德·汤博发现的冥王星pluto后面加上nium而来。92号元素铀都用天王星命名了, 紧挨着的93号元素镎、94号元素钚,用太阳系中紧挨着天王星的海王星、冥王星来命名,也就顺理成章了。虽然现在冥王星被降级为矮行星了,但是钚依然能造原子弹。
天王星、海王星、冥王星都说完了,再来看看第80号元素汞mercury。这不就是水星的名字吗?同名同姓。还有15号元素磷和金星的古希腊名是一样的,叫phosphorus。另外,在很多场合下,34号元素硒会被称为“月亮女神”。这是为什么呢?原来硒的英文名selenium源于selene(赛勒涅),在古希腊文的意思是“满月女神”。有月亮那有没有地球呢?硒下面的元素52号元素碲tellurium,就是地球了。因为地球拉丁文就是tellus。还有木星是jupiter,它对应的是北欧神话中的雷神托尔thor,到了周期表中,则变成了90号元素钍thorium,直接在名字后面加的ium。
除了这些行星,小行星的名字在元素周期表中也是榜上有名。比如谷神星ceres,对应的是58号元素铈cerium,还有智神星pallas,对应的是46号元素钯palladium。
这些就是元素周期表中的天体名字了,在太阳系中只有火星和土星榜上无名。不过,周期表中的元素还在不断延伸,希望在后面的元素中能见到它们。
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“氢氦锂铍硼,碳氮氧氟氖……”化学元素周期表可以说是化学研究及学习的神级“武功秘籍”,为我们学习化学提供了很好的帮助,那么你是否知道它的起源与演变呢?
1789年,法国化学家拉瓦锡在《化学纲要》中对当时已知的33种元素进行分类,制作了第一张元素分类表,分为气体、金属、非金属、土质四类。
十九世纪初,英国化学家道尔顿提出了原子论后,化学家把原子论同元素的概念相联系,通过测定各元素的原子量来建立更为准确的元素分类方式。
1829年,德国化学家德贝莱纳提出了“三元素组”理论,他认为元素的原子量与元素的化学性质之间一定存在着某种规律性。
1862年,法国地质学家尚古多提出了一种名为“螺旋图”的分类方法。
1865年,英国化学家纽兰兹独立提出“八音律”分类法。他对当时已知的62个元素的原子量按递增顺序排列,发现元素的性质存在着周期性的重复,每八个元素为一周期。
1869年,俄国化学家门捷列夫制作了一张周期表,这张表格是化学研究历史上最重要的一份研究成果。据说,在那年的一个夜晚,门捷列夫梦见已知的63种化学元素一一对应地落在格子里,构成了一张鳞次栉比的表格。一梦惊醒,他立即将梦中的表格还原,制成了第一张元素周期表。当然,这是一种传说,事实是他在之前多位科学家对各类化学元素不断研究发现的基础上,受当时流行的纸牌游戏启发,把元素写在卡片上,并根据化学和物理性质将它们进行排列。最终形成了每一纵列元素化学性质相似,每一横列从左至右元素的反应规律依次递变的周期表。
另一方面,门捷列夫在绘制化学元素周期表时,极有先见之明地留下空白。他意识到某些元素是缺失的,并且准确预测了缺失元素的性质。随着时间的推移,他预言的11种元素一一被人找寻到。
迄今为止,化学家们已经发现了118个元素。118号元素不是元素周期表的终点,创造119号元素将开启一个全新时代,也将会是元素周期表的一个全新时期。
化学元素周期表为我们学习化学打开了一扇大门,那化学到底离我们有多近呢?
我们听到的、看到的、闻到的、尝到的、摸到的一切都与化学物质有关。比如,看似普通的一杯水,其实是由氢元素和氧元素组成,还有其他一些矿物质元素,比如钠、钙、镁、氯等;一根普通的小草,其实它含有丰富的钾、钠、镁等元素。另外,石油可以经过化工改造后变成燃料,变成我们日常接触到的东西(如口红、药物、衣服等),并且,所有与塑料、有机材料有关的产品,其前身都是又黑又黏的石油。
尽管大部分人背不下来元素周期表,但是人们生活中的点点滴滴都渗透着化学,社会科技进步中化学研究也起到了关键作用。
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相信大家在高中时候都学习过化学,化学这门学科是很有意思的,因为可以制作很多的化学小实验,里面还是有很大的乐趣的。特别是化学周期表,里面有很多神奇的元素。
这里有一种化学元素,要通过很多程序才能将它提炼出来,化学家都对认为它是化学界的死神。它到底是什么化学元素?
要知道,舍勒是最早将氟弄出来的,而后他在进行实验时把萤石和硫酸弄在一起进行反应,就生成了一种可以把玻璃都腐蚀掉的物质,就是“萤石酸”,它是具有很强的腐蚀性的,所以在生产制作玻璃时会用到它。
还有,舍勒是最先弄出氢氟酸的人,不过可惜的是,由于氢氟酸有毒气且很容易挥发,它因此丧命。但是他的生命也就此终结了。这实在是件令全世界感到悲伤的事,因为舍勒才44岁,而且是个伟大的化学家。英国的化学家戴维利也是因为氟化物才失去生命的,他想通过电流来让氟化物分解掉,可是在实验过程他发现氢氟酸可以将铂也腐蚀掉,这种金属也会腐蚀。虽然他显得幸运些,可还是在50岁时去世了。
再后来的吕萨克也是这个想法,想要去生成氟元素,结果就是自己实验没成功,还住进了医院,就是因为中毒了。可是还有人去进行了这个实验,那就是诺克斯一个苏格兰科学家,最终他将氟元素成功提取出来了,还证明出来了铂跟氢氟酸反应变成了氟化金。
诺克斯在为实验取得成功后,自己的身体也出现了很大问题,他找遍所有名医,最终在医院进行了3年治疗才出院。而莫瓦桑这个是真正将氟元素的化学家,在1906年还因此获得诺贝尔奖,只是一年后就离世了。临终前莫瓦桑还把这样一句话,他的10年的生命就这样被氟硬生生的夺走了。化学家实在很伟大,他们都能够为了实验而奉献自己。
氟这个元素实在是难提炼,让这么多人都为提炼它而献出生命,所以说感谢这些伟大的化学家。
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