第3章 伊万诺维奇·门捷列夫：元素周期律的发现者

门捷列夫，俄国化学家。他建立了世界上第一张元素周期表。

门捷列夫于1834年出身于西伯利亚托波尔斯克的一个穷苦家庭。他是家里的第14个孩子。父亲去世后，母亲带着他们艰难度日。中学毕业时他的理想是考入莫斯科大学，但最终未能如愿，只得进了彼得堡师范学院，并于1856年获得了彼得堡大学硕士学位。1957年1月，门捷列夫荣任彼得堡大学副教授。1859年1月至1861年2月，他到德国海登堡大学本生实验室留学，1865年获得博士学位，接着获得了彼得堡大学的教授职称。

在被任命为彼得堡大学教授以后，门捷列夫执教无机化学。当时世界上已经发现的元素达63个（包括燃素和热素），可是它们之间似乎没有任何联系。在讲授这些元素的性质时，门捷列夫发现很难使学生对它们有一个全面系统的认识。怎样才能把课教好呢？门捷列夫陷入了苦恼之中，他想：“如果这些元素之间有一定的联系，那样学生就很容易从一种元素的性质去推断另一种元素的性质了，我讲起课来也容易多了。”可是怎样才能发现这些元素之间的内在规律呢？门捷列夫准备进行探索。

早在这以前，很多人就已经开始探索元素之间内在联系的规律性了。1789年，法国科学家拉瓦锡就把当时已知的33种元素，按照气体、金属、非金属、土质分为四大类；1929年，德国的德贝莱纳又把54种元素中的15个，每三个一组，分为五组，每组元素都有相似的性质，他把它们称为“三素组”；1862年，英国的尚古都刻制了一个元素柱，把元素按原子量逐渐递增的规律排在柱形的螺旋线上，化学性质相似的元素都列在一条垂线上；1964年，德国的迈耶尔提出了“六元素表”，每隔六个元素为一组；1866年英国的田兰兹提出了“八音律”，认为每隔八个元素化学性质就会重复一次。此外，英、德、法、美还有一些专家学者均作过这方面的探索。前人的探索为门捷列夫的进一步研究打下了坚实的基础，使他少走了许多弯路。

有一天，家里几个仆人在一起玩扑克牌。扑克有黑桃、红桃、方块、草花四个花色，它们可以按照2、3、4……10、J、Q、K、A的序列进行排列，也可以分别进行组合。门捷列夫似乎从扑克牌上得到了启发。“化学元素能不能像扑克牌一样进行排列组合，然后对它们的性质进行研究呢？”

想到这儿，门捷列夫似乎茅塞顿开。他用厚纸做了许多小卡片，上面写出元素名称、符号、质子量、化学反应式及其主要性质。这类似于一副扑克牌。以后的几个月中，不论走到哪儿，门捷列夫都随身携带这副扑克牌，有空的时候就玩起扑克牌来，不断地进行各种排列组合，寻找它们可能存在的内在规律。

一天晚上，门捷列夫一直工作到了凌晨，而早上他还要到外地去办事。

“先生，来接你的马车已经等候在门口了。”大约六点半的时候，仆人安东走进了书房对他说。“把我的行李整理好，搬到车上去。”门捷列夫一边应答着，一边还在摆弄他的扑克牌，这时他似乎已经有点眉目了，但又不能准确地排列起来。他还想试试看。过了片刻，安东又走了进来：“先生，得赶快走了，否则要误点了。”

在安东催促声中，门捷列夫突然来了灵感，他拿起一张白纸，在上面飞快地画了起来，并迅速排列出各种元素的位置。几分钟之后，一个伟大的发现——世界上第一张元素周期表产生了，诞生在这个忙碌的清晨。

马车在街上飞驰，门捷列夫从口袋中掏出扑克牌和“纸片”又认真研究起来，他觉得没有什么比这些更重要了。直到觉得非常满意了，他才住手。

1860年3月6日，门捷列夫的助手门拿特金在俄国化学会上代他宣读了题作《化学元素的性质和原子量的关系》的论文。遗憾的是，这篇论文在当时并未受到应有的关注。这是可以理解的，因为前人类似的分类太多了。门捷列夫深深地知道：“要证实这张元素周期表的正确性，只有依靠从它引申出来的推论的正确性。”于是他决定继续完善这张元素周期表。

1871年，门捷列夫发表了《化学元素的周期性依赖关系》一文。他将元素分成了八个族，以周期律为基础，不顾当时人们对原子量的固有认识，改排了八个元素的位置；校正了八个元素的原子量；并在周期表中预留出了空格，预测出了类铝、类硼和类硅这三种当时未知的元素的基本性质。他对助手说：“这些未知的元素只要有一个被发现，并且其化学性质同我们所预测的一样，那我们就成功了。”他坚信自己。

然而在当时，门捷列夫的预言和他的元素周期表换来的是人们的讽刺和讥笑，有人甚至称其为鬼怪、魔术。门捷列夫对此都不予理会，他相信自己成功的一天终会到来。

果然，四年后，布瓦博德朗发现了类铝（镓）！八年之后，尼尔逊发现了类硼（钪）！15年之后，温克莱尔又发现了类硅（锗）！它们的性质和门捷列夫预言的并无两样，门捷列夫成功了！此时，一切嘲讽烟消云散。

门捷列夫成名之后，《彼得堡小报》的一名记者想写一篇揭示他发现元素周期率奥秘的文章。门捷列夫对他严肃地说：“这个问题我大约考虑了整整20年。可有人却认为：坐着不动，五个戈比一行，五个戈比一行地写着，突然就成功了。事情远不是这么简单！”

1907年1月20日凌晨5点，门捷列夫因心肌梗塞，坐在椅子上长眠了。当时，他手里还握着笔，面前是一本尚未完成的著作。在追悼会上，他的学生用：“Ga、Sc、Ge、Os、Ir、Sn……”等18个元素的符号制作了一幅挽联，象征着门捷列夫一生的伟大功绩。

直到今天，人们耳边还不时响起门捷列夫的名言：“什么是天才？终身努力，便成天才！”