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第一份週期表夢中現身|科學史上的今天:2/17

1869 年的今天,俄國化學教授門得列夫(Dmitri I. Mendeleev, 1834-1907)從夢中驚醒,夢裡出現一張表格,當時所有已知的化學元素在上面各安其位。他趕緊拿出紙筆,趁記憶猶新將它如實畫下。他越寫內心越激動難捺,填完最後一個元素後,他睜大眼睛仔細檢查了幾遍,這就是了!他苦思多年卻始終無法參悟的元素週期表就在他眼前!

德米特里.伊萬諾維奇.門得列夫。圖片來源:wikimedia

其實何止門得列夫苦思多年,打從拉瓦謝(Antoine-Laurent de Lavoisier)在 1789 年發表 33 種元素的列表後,新的元素陸續發現,直到門得列夫夢見週期表之前已有 63 種元素,這期間多少科學家想要找出其中的規律,卻總是顧此失彼,如今終於由門得列夫拔得頭籌。

門得列夫的週期表基本上是按照原子量的大小排列,但必要時會按元素的化學性質調整位置,因此他的週期表除了已發現的 63 個元素,還留了四個空格。他並大膽預言這四個空格一定存在尚未發現的元素,還根據趨勢斷定其原子量大小各是多少。1871 年他再將週期表修正成更完備、更系統化的版本,並預言更多新元素,後來果然陸續發現符合他預言的新元素。

不過當然也有失準的預言,因為元素的化學性質其實是取決於原子序,也就是質子數,而不是原子量。門得列夫那個年代對原子內部尚一無所知,當然不可能有此觀念,這得等到 1913 年,英國年輕的物理學家莫斯利(Henry G. J. Moseley)做 X 射線繞射實驗時才發現,他才建議將週期表改以原子序重新調整,成為現今我們所見的樣貌。

雖然門得列夫的版本已不被使用,但他已為週期表建立雛形,為混亂的眾多元素建立秩序,為後世提供重大的貢獻。1906 年的諾貝爾化學獎原本已決定頒給他,但瑞典皇家科學院的化學家阿瑞尼斯(Svante A. Arrhenius)因為門得列夫曾批評他的研究論文而懷恨在心,在他強力杯葛之下而無緣獲獎。第二年,門得列夫即死於心肌梗塞,失去平反的機會,只有他的姓氏被用以命名原子序第 101 號的元素鍆(Md, mendelevium),與他發明的週期表同存。

 

本文同時收錄於《科學史上的今天:歷史的瞬間,改變世界的起點》,由究竟出版社出版。

 

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關於作者

張瑞棋

1987年清華大學工業工程系畢業,1992年取得美國西北大學工業工程碩士。自小喜愛科學新知,浮沉科技業近二十載後,退休賦閒在家,更成為重度閱讀者。當了中年大叔才成為泛科學專欄作者,著有《科學史上的今天》一書,如今又因翻譯《解事者》,而多了個譯者的身分。