中外科学家发明家丛书:门捷列夫_2- 第4部分

够把“元素系统之实验”发展成为“元素的自然体系”。　

　　　　　1870年，门捷列夫将周期表加以补充　（表1），可以把它看成是他对元　

素周期分类的业已成熟的见解。　

　　　　　然而在门捷列夫以前竟没有一个人看得出元素间的这种自然关系，这不　

奇怪吗？　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表1　　　　　门捷列夫周期表　（1871　年）　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ⅰ　　　　Ⅱ　　　　　Ⅲ　　　　　　　　Ⅳ　　　　　　　Ⅴ　　　　　Ⅵ　　　　　Ⅶ　　　　　　　Ⅷ　

　　　　　　　　Group－　　　　　　　　　　－　　　　　－　　　　　　　　RH　　　　　　　RH　RH　　RH　　　　　　　　　　　　　　－　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　4　　　　　　　　3　　　　　　2　



　　　　　　　　　　　　　　　　　RO　　RO　RO　　　　　　　　　　　　　　　　RO　　　　　　RO　　RO　RO　　　　　　　　　　　　　　　RO　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　2　　　　　　　　　　　　　2　3　　　　　　　　　2　　　　　　2　5　　　　　　3　　　　2　7　　　　　　　　4　



　　　　　　　series　

　　　　　　　　　　1　　　　　　　H　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1　



　　　　　　　　　　2　　　　　　Li　Be　　B　　　　　　　　　　　　　　　　　C　　　　　　　　N　　　　　　O　　　　　　F　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　7　　　　　　9。4　　　　11　　　　　　　　12　　　　　　　14　　　　　16　　　　　19　



　　　　　　　　　　3　　　　　　Na　Mg　Al　　　　　　　　　　　　　　　　Si　　　　　　　　P　　　　　　S　　Cl　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　23　　　　　24　　　　　273　　　　　　　28　　　　　　　31　　　　　32　　　　　355　



　　　　　　　　　　4　　　　　　　K　　　　　Ca　－44　　Ti　　　　　　　　　　　　　　　　V　　　　　Cr　Mn　FeCo　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　39　　　　　40　　　　　　　　　　　　　　　48　　　　　　　51　　　　　52　　　　　55　　　　　56　　　59　



　　　　　　　　　　5　　（Cu）Zn　－68　　－72　As　　Se　Br　Ni　Cu　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　63　　　　　65　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　75　　　　　78　　　　　　80　　　　59　　　63　



　　　　　　　　　　　　　　　　　Rb　Sr　？yt　　　　　　　　　　　　　　　Zr　　　　　　　Nb　Mo　　　　　　　　　　　　　　　Ru　Rh　

　　　　　　　　　　6　　　　　　　　85　　　　　87　　　　　　　88　　　　　　90　　　　　　　94　　　　　96　　　=100104　　　　　　　104　

　　　　　　　　　　7　　（Ag　）Cd　　In　　　　　　　　　　　　　　　Sn　　　　　　　Sb　Te　　I　　Rd　Ag　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　108　　　　112　　　　113　　　　　　　118　　　　　　122　　　　125　　　　127　　　106　　　108　



　　　　　　　　　　8　　　　　　Cs　Ba　？Di　　？Ce　　　　　　　　　　　　　　　　　　－　　　　　－　　　　　－　　　　　－－－　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　133　　　　137　　　　　138　　　　　　　140　



　　　　　　　　　　9　　　　　　（一）　－　　　　　　－　　　　　　　　－　　　　　　　－　　　　　－　　　　　－　

　　　　　　　　　　10　　　　　　－　　　　　　　　　　？Er　　？La　　Ta　　W　　　　　　　　　　　　　　　　　　－　Os　Ir　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　178　　　　　　　180　　　　　182　　　　184　　　　　　　　　　195　　　197　



　　　　　　　　　　11　（Au　）Hg　　Tl　　　　　　　　　　　　　　　Pb　　　　　　　Bi　　　　　　－　　　　　－　Pt　Au　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　199　　　　200　　　　204　　　　　　　207　　　　　　208　　　　　　　　　　　　　　　　　198　　　199　



　　　　　　　　　　12　　　　　　－　　　　　－　　　　　－　　　　　　　Th　　　　　　　　－　　　　U　　　　　　　－　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　232　　　　　　　　　　　　240　



　　　　　乍一看，好像这里并没有什么奥妙？只要按照原子量的大小把元素一个　

接一个地写下来，周期律就自动出现了。这件事做起来，好像十分容易，容　

易得跟按照字母的顺序来排列元素差不多！这么简单的一种东西，怎么除了　

门捷列夫以外，别的化学家就谁也想不到去试一试呢？　

　　　　　是的，别的化学家也曾尝试过。不过尝试之后，能够发现周期律，并且　

利用它来进一步发展科学的，却只有门捷列夫一个人。因为事实上，这件事　

并不那么简单。　

　　　　　元素的真正关系，其实是乱成一团，极难理出头绪的。要认识这种复杂　


…　Page　13…

的化学秘密，非有极高的智慧、极丰富的想象力不可。　

　　　　　第一，不少元素的原子量测得不准，有7种元素的原子量和现在采用的　

数值差了好几倍。还有几种测得不够准确，因此排表时次序给打乱了。　

　　　　　他按着原子量把元素排列起来。但他不知道有几种元素原子量没有算准　

确。由于当时的研究方法，错误是免不了的，可是那些错误是若干年后才查　

出来。门捷列夫无从知道，要把所知道的元素排成一张表是很不容易的。那　

些元素往往像没有受到训练的新兵一样，拥挤在一起，破坏了队形。这就使　

门捷列夫不得不凭着自己的天才，强迫它们站到各自的真正位置上。　

　　　　　他将铀的原子量由120改为240，钍由116改为232，铈由92改为138，　

铟由75。6改为113。　

　　　　　第二，我们现在已知的原子量有上百种，可是当时发现的元素只有　60　

种左右，因此把元素按原子量顺序排队时，就容易错位。而一位排错，后面　

的位置就全不对了。　

　　　　　例如站在第4号元素硼和第11号元素铝下面的是第18号元素钛。它们　

中间的间隔是六个元素，是一个完整的周期，这好像很有规律。但是就性质　

来看，钛在硼和铝这一族中，显然是“外路人”，它的位置，应该在隔壁的　

碳族里，于是门捷列夫决定把钛从第18位上搬开。　

　　　　　　“这里应该是一个未知元素站队的地方，这未知元素应该像硼和铝！”　

他肯定地说。　

　　　　　于是门捷列夫就在这里留下了一个空格。跳过这个空格，钛就站在与它　

有亲缘关系的碳族中了。钛以后的元素呢，也都可以按照原子量递增的顺序　

一个一个往下排，不致乱队了。　

　　　　　门捷列夫就利用这样的空格，强迫各种元素站到各自应站的位置，免得　

破坏周期律。　

　　　　　可是门捷列夫也没让这些空格成为完全的空白点：他往里面填进了些自　

己臆造的新元素。　

　　　　　他给它们定名有类硼、类铝和类硅。他又预言他自己臆造的这些谁也不　

知道的物质，会具有怎样怎样的性质。他甚至说明了它们的形状、原子量以　

及它们同别的元素化合而成的化合物。　

　　　　　门捷列夫之所以这样做，是因为他坚信自己发现的周期律是正确的。可　

是在别的许多化学家看来，这简直是一种狂妄的行为。　

　　　　　但是，好几年过去了，门捷列夫周期表中的空格还是空着，只有一些幽　

灵般的、臆造的物质待在里面。谁也不重视它们了，更糟的是人们简直忘掉　

了它们。　

　　　　　门捷列夫发表了周期律以后，争夺这个发明权的斗争立即开始了。门捷　

列夫忍受了许多外国学者的抨击，他们企图否认周期律是门捷列夫发现的，　

企图否认俄罗斯伟大学者发现这一规律的优先权。　

　　　　　1870年，在德国化学通报和化学年鉴上登载了布洛姆斯特兰德和迈耶的　

论文，稍后又有包姆豪威尔所写的小册子，都对门捷列夫的发现表示怀疑。　

对于他们，门捷列夫认为不值一驳。但攻击并没有结束，门捷列夫都给予了　

反驳。　

　　　　　发现了伟大的自然法则，为整个的下一步研究元素指出了方向的门捷列　

夫，为了保证他发现周期律和创立周期系统的优先权，在当时进行了激烈的　

斗争。　


…　Page　14…

　　　　　门捷列夫对他自己的原理的正确性有无限的信心，对他自己的预言曾这　

样写道：“我决定这样做，预言中的元素一个个迟早会被发现，但也有可能　

这些周期表中的元素始终隐避着不让化学家发现。”门捷列夫有时怀疑他所　

预言的元素是否能在他活着的时候被发现出来，但这事情却终于实现了。　

　　　　　1875年9月20日，在巴黎科学院会议上宣读了维尔兹的学生布瓦博德　

朗的一封信。　

　　　　　　“前天，1875年8月27日，夜间3—4时，我在比里牛斯山中皮埃耳菲　

矿山所产的闪锌矿中发现了一种新元素……”信上说。　

　　　　　新元素终于到来了！　

　　　　　布瓦博德朗在来自比里牛斯山的闪锌矿的光谱中发现了明亮的紫色谱　

线，这是任何一种已知元素所不具有的。他又将闪锌矿物提纯并观察到更强　

的紫色谱光，于是得到一种新元素。为了纪念他的祖国，他把这一元素命名　

为镓。　

　　　　　1875年9月20日在《巴黎科学院院报》上，报道了这一发现，标题为　

——从比里牛斯的闪锌矿中发现的新金属元素镓的化学与光谱特征。　

　　　　　1875上10月底，门捷列夫看到这一报导，他马上看出，镓就是他所预　

言过的类铝。他在俄国化学会的会议上（1875年11月）谈到这一情况，他　

给《巴黎科学院院报》寄去名为《关于镓的发现》的短文，于1875年11月　

22日发表出来。门捷列夫将他所预言的类铝性质与布瓦博德朗所描述的镓的　

性质加以对比。按照周期律，类铝的性质应是：原子量68，其氧化物的分子　

式为EaO……门捷列夫还指出，镓的比重应为5。7而不是布瓦博德朗所测定　

　　　　　　　　23　



的4。7。　

　　　　　1876年9月，布瓦博德朗重做了实验，将金属镓提纯，结果得到的比重　

为5。94（现代值为5。91），而原子量为69。9（现代值为69。72）。他写道：　

　“我认为没有必要再来说明门捷列夫这一理论的巨大意义了。”在《化学原　

理》第3版（1887年）所载的周期表中，门捷列夫将原来写成“？68”的字　

样改为“Ga68”。1880年5月，门捷列夫又写道：“我得承认，我没有想到　

在有生之年还能看到周期律得到这样有力的证明，像布瓦博德朗发现镓所做　

出的证明一样。”镓的发现，对普遍承认周期律是重要的推动力。　

　　　　　1879年春，瑞典化学家尼尔逊发表了一篇文章——《论新的稀有金属—　

—钪》。1879年克利夫在给门捷列夫的信中写道：“我荣幸地通知你，你所　

预言的元素类硼已被分离出来。这就是尼尔逊先生在今年春天所发现的钪。”　

在化学原理第四版　（1881—1882）中，门捷列夫把钪列入第三族元素中，完　

全与类硼的性质相符合。　

　　　　　1886年2月，德国化学家温克勒（1838—1904）在研究硫银锗矿的成分　

时，发现了一种新元素，他把新元素命名为锗。2月26日温克勒在给门捷列　

夫的信中写道：“我发现了一种新元素锗，……这里所说的类硅……告诉您　

的天才研究工作的又一新胜利。”门捷列夫当时预言类硅及其化合物的性质　

比其它元素更详细。对类硅的发现，他表现了极大的兴趣，因为这一元素在　

周期系中占有特殊的位置，它是具有双重性质的过渡元素。锗的发现和研究　

是周期律的彻底胜利。　

　　　　　起初，温克勒以为他发现的元素——锗是像锑的元素，但门捷列夫指出　

了他的错误，他认为温克勒发现的元素应属于第四族，在钛与锆的中间。温　

克勒承认了自己的错误。　


…　Page　15…

　　　　　在一篇详细叙述锗的性质的文章中，温克勒写道：“再也没有比类硅的　

发现能这样好地证明元素周期律的正确性了，它不仅证明这个有胆略的理　

论，而且还扩大了人们在化学方面的眼界，在认识领域里也迈进了一大步。”　

　　　　　1889年，门捷列夫在《化学原理》第5版中写道：“我没有想到，能活　

到周期律所预言的元素能得到证实，但是现实已做出了回答。我预言了三种　

元素——类硼、类铝和类硅。从那时（1869年）起到现在还不到20年，它　

们都已被发现，我感到莫大愉快。”　（参看表2）　



　　　　　　　　　　　表2：预言的元素性质与新发现的元素性质对比表　



　　　　　　　　　　　　　　　　门捷列夫预言的　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　其他科学家发现的　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　元素性质　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　元素性质　

　　　　　　　　类硅Es　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　锗Ge　

　　　　　　　　　　氧化物化学式为EsO，其密度为　　　　　氧化锗为GeO，其密度为4。703。　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2　



　　　　　　　　4。7。其氢氧化物应该能溶解于酸中　　　在酸中很少溶解　

　　　　　　　　　　氯化物EsCl可能在略低于　　　　　　　　　　　四氯化锗GeCl的沸点为86℃，　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　4　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　4　



　　　　　　　　1