在历史的长河中,总有一些闪耀的时刻,照亮了人类文明的进程。
其中,门捷列夫的名字像化学天空中的一颗明亮的星星一样闪耀。
他的一生是他对科学的无尽追求和奉献的写照。
凭借对元素的深刻见解,他绘制了改变化学面貌的图画元素周期表
他的发现推动了整个化学领域的发展。
今天,让我们追随他的脚步走近“门捷列夫很忙”,看看这些元素是如何被人类发现的,以及它们如何改变了人类的命运。
在门捷列夫正式登场之前,我们需要将时间倒回到2000多年前。
在此期间,古希腊思想家恩培多克勒发展了元素的概念。 他认为世界由四种元素组成:水、土、空气和火。
“四元素”理论流传了一千多年,直到1961年,英国科学家罗伯特·波义耳(Robert Boyle)在他出版的《怀疑的化学家》一书中对四元素理论提出了质疑。
他认为“一个元素应该是一个没有任何兴奋剂的物体。 它不能由其他物体引起,也不能由彼此引起。 ”
然后法国化学家洛朗·拉瓦锡(Laurent Lavoisier)创造了一种气体,他发现这种气体可以与许多非金属合成酸结合,因此,它被命名为“氧”,意思是酸的产生者。
对氧的研究使拉瓦锡重新定义了这种元素:它是一种无论如何都无法分解的物质。
四行理论在这一点上被彻底推翻了。
随后,新的元素层出不穷,到门捷列夫正式出现时,已经发现了63种元素。
从 4 到 63,这个过程持续了近 2000 年。
渐渐地,人们意识到这些元素之间可能存在某种联系,于是他们开始探索各种元素之间的规律。
在许多研讨会上,化学家都在谈论它。 在这些讨论它的人中,有门捷列夫。
他用元素的名称、性质和原子量制作了 63 张扑克牌,并将它们带到研讨会上,以展示他认为是元素周期律的东西,这遭到了包括他的老师在内的许多人的批评
这么严重的事情怎么能被这么荒谬地对待呢?
然而,门捷列夫并没有就此退缩,他很快就正式写了**,提出了周期律。
不幸的是,在他宣布周期律的前一天,他突然感到身体不适,只能请朋友帮忙给他看。
好在因为这个元素周期表太离谱了,朋友被骂不完整,门捷列夫逃过一劫。
在这个令人发指的元素周期表上,门捷列夫坚持改变一些元素的排列,尽管原子量已经被接受,为了把元素放在他认为的正确位置,他还修改了其他一些元素的原子量,在表中留下了四个空格:他认为这四个要素应该存在,但尚未被发现。
元素还能**吗?
当时的人根本不相信他的推理,嘲笑他不是科学家,而是占卜师。
两年后,预言家门捷列夫发表了元素周期表的新版本,不出所料地迎来了另一波嘲笑。
然而四年后的一天,法国科学家Boisbeaudrand发现了“镓”元素。
它的大部分数据和性质都与门捷列夫元素周期表中的“类铝”完美融合,只是密度远非**。
当门捷列夫得知此事时,他写信给他:我建议你重新测量密度。
这一次,“镓”的数据与门捷列夫的**完全一致。
科学界感到震惊。
在接下来的 20 年里,钪和锗被发现,元素周期表上只有一个空缺没有被填补。
1937 年,门捷列夫去世 30 年后,通过合成方法制造了被称为“类锰”的元素“锝”。
它成为第一种合成元素,因为锝在地球上根本不存在。
不幸的是,门捷列夫错过了1906年的诺贝尔化学奖,次年由于著名化学家阿伦尼乌斯的反对而死于心肌梗塞。
在他死后,质子和中子的存在被发现,元素被质子数重新排列,形成了我们今天看到的元素周期表。
虽然“四行论”被推翻了,但在元素界,却有名副其实的“四大天王”:氢、氧、碳、氮。
它们是构成宇宙、地球和我们自己的最重要的元素。
碳是人类最早发明和利用的元素之一。
时至今日,化石燃料仍是我们的主要能源。
碳在我们的生活中有多种应用:焦炭可以用来炼钢,木炭可以烤,活性炭可以用来“清洁”,由碳形成的石墨可以用作补充,可以导电; 碳水化合物为人类提供生存所需的能量。
退后 10,000 步,碳酸饮料拯救了无数炎热的夏天。
但碳只是地壳中第十五位最丰富的碳因此,节约能源对我们每个人来说都是至关重要的。
近年来,人们开始逐步使用氢能等新能源。
事实上,地球大气中的氢含量并不是很高。
它真的太轻了,地球的吸引力根本无法抓住它。 因此,大气中的氢要么已经逃离地球,要么正在逃离地球。
氢气具有很大的能量,人类用氢气作为燃料将火箭推上天空,并利用其能量发射氢弹。
有趣的是,太阳的燃烧也需要氢气。
太阳每秒消耗 6 亿吨氢气燃烧,转化为 596亿吨氦气和04亿吨能源。
而在这个 0在4亿吨的能量中,大约有1/400亿的能量降临地球,照亮了我们的世界。
虽然氢在大气中所占的比例不大,但它是地壳中所有元素中含量第十高的。
这是因为地壳中的绝大多数氢气与氧气结合,形成了我们赖以生存的水。
35亿年前,空气中的氧气含量高达35%。
也许正因为如此,当时的动物比现在大得多,还有一种叫做巨脉的蜻蜓,当它张开翅膀时,它比现在长得多75cm
但氧气对人类的贡献不仅仅是水和氧气。 作为一种极其活跃的元素,它与许多元素结合形成氧化物,将它们留在地壳中,让人们发现和利用它们。
那么,为什么活性氧能稳定地停留在空气中,不与其他元素发生快速反应呢?
因为在空气中,有一种稳定、非常“平静”的元素:氮气。
氮气的存在降低了空气中氧气的密度,使大气保持平衡。
氮是组成氨基酸的必需元素。 另一方面,氨基酸是蛋白质的重要组成部分。
蛋白质、脂肪和糖是构成生命的基本物质。
可以说没有氮,就没有生命。
除了氨基酸的组成外,氮还与元素氢形成氨。
说到氨,我们不得不提到一个有争议的发明。
德国化学家哈伯发现德国极度依赖进口硝石,硝石是火药的原料,因此经过多方努力,他于1904年发明了人造氨技术。
这项发明让德国获得了当时战争所需的火药,但也让人们发现氨可以用来制造氮肥,帮助庄稼长得更好,为人类提供更多的食物。
科学技术的发展是双面的。
有些元素是有毒的,但这些化合物有益于人类。
有些本身是无毒的,但它们已被开发为具有毁灭性的**。
一些元素的出现,使得地球上的生命得以存在,使人类得以更好地发展。
有些元素从出现的那一刻起就威胁着人们的生命。
例如磷。
300年前,德国炼金术士布兰德燃烧磷,其金黄色让布兰德以为自己发现了将石头变成黄金的秘密技术。 然而,没过多久,磷就彻底燃烧了,光芒褪去了,布兰德的梦想也破灭了。
但他很快找到了另一种方法,并提出了人类尿液的想法:水是生命的源泉,所以人体可能是将石头变成黄金的秘密装置。
毕竟,金子是黄色的,尿液是黄色的。 ”
所以布兰德收集了大量的尿液并不断蒸发,希望从中得到黄金。
不幸的是,在被“熏陶”了很多可以想象之后,他没有找到黄金,而是磷。
幸运的是,它是高度挥发和剧毒的磷,对他的健康没有太大威胁。
二战期间被制成白磷弹的磷,在着陆和爆炸后将继续燃烧,烧穿人们的骨头。
由于其极不人道的杀戮效果,后来被列为禁品**。
如今,磷主要用于制造磷肥,为解决粮食生产问题做出了巨大贡献。
与布兰德相比,氟的发现者就没有那么幸运了。
Schoeller 是第一个发现氯的人,他于 1771 年创造了氢氟酸。 据说他有一个坏习惯,就是品尝他制作的物质的味道。
虽然不确定他是否尝过氢氟酸,但可以肯定的是,他在 44 岁时去世。
后来,电化学的创始人汉弗莱·戴维(Humphrey Davy)和法国科学家盖伊·吕萨克(Guy Lussac)和坦纳(Tanner)都尝试过用电解法从氢氟酸中电解氟,但都失败了。 弗莱·大卫只活了 51 岁,而盖伊·吕萨克和坦纳都中毒了。
比利时化学家鲁耶特和法国化学家妮可都死于氟提取,而鲁耶当时只有23岁。
最后,成功提取氟的人是英国化学家弗雷米的学生莫桑。
经过四次中毒和对实验方案的多次调整,他终于在1886年提取了氟。
1906年,也就是门捷列夫先生错过诺贝尔化学奖的那一年,莫桑被授予诺贝尔化学家奖。
获奖两个月后,这位56岁的老人离开了这个世界。
如今,氟化工行业已成为一个重要的化工类别。
从不粘锅到汽车电池,曾经令人恐惧的氟已经开始造福人类。
虽然元素的种类不多,但它们构成了世界上的一切。
正是因为无数怀着好奇心、探索精神、牺牲精神的科学家,纷纷投身于科学事业,才有了今天的便捷生活。
人类探索未来的脚步不会停止,人类文明的进步也不会停止。
元素和化学,还有更多的奇迹和未解之谜等待被发现。