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[转载]蔡呈腾:一部化学元素发现史几乎就是一部化学史——《元素的故事》导读

已有 968 次阅读 2019-4-16 21:23 |个人分类:医学史话|系统分类:科研笔记| 化学史, 元素的故事, 元素周期表 |文章来源:转载

如果让你阅读一部化学史或化学元素发现史,也许面对那些专业化的文字,只能摇头叹息了。但如果,有人将发现元素的过程写成一个个有生动情节的故事,这样的文字不但为我们形象而真实地展示化学元素发现的历程,也能从这些故事中体会到科学研究的艰辛与喜悦。

《元素的故事》就是这样一本可以让读者与化学家们“同悲喜共命运”的作品,它是前苏联作家依·尼查叶夫的成名作和代表作。作者通过研究化学史上真实的科学史实,用生动的笔触描写了化学家们在科学研究过程中发现元素的故事,记叙了18世纪中期到20世纪有关化学元素的重大发现。

在瑞典科学家舍勒之前,人们普遍认同“燃素说”,但是舍勒通过自己研究,摈弃了“燃素说”,虽然他没有法国科学家拉瓦锡那么幸运发现了“质量守恒定律”,但他发现“火焰空气”(氢气)、“死空气”(氮气)和“活空气”(氧气),足以使这位原本普普通通的药剂师成为彪炳青史的著名化学家。

同样,那位自称一生对科学最重大贡献是发现法拉第的伟大化学家戴维,少年“顽劣”的“不可救药”,然而却以锲而不舍的精神,利用当医生学徒的机会,自觉成长为一代科学巨匠,他在发现元素钠和钾时的故事确实饶有趣味。

当身材人高马大的德国化学家本生与小巧玲珑的德国物理学家基尔霍夫在一起散步时,这是怎样的一幅具有强烈反差和视觉冲击的图像!也正是这两天科学家的“跨界”合作,发现了原本认为自然界只有57种元素之外的其他许多元素,如铯和铷。直得提出的是,学校实验室里的本生灯就是化学家本生的杰作,而苦苦奋斗在物理题海中的中学生们,想必对以基尔霍夫命名的电流定律和电压定律不会陌生吧。

当年轻的俄国化学家门捷列夫面对60多种元素,逐一给它们进行介绍时,他觉得这些元素之间肯定存在某种联系。最终他以“原子量”作为关系特征,像玩扑克牌一样,对已知的元素进行了排列。而其后的许多年,在它的化学元素周期表的空位中,不断有元素被补充进来。这种在书桌上就能预言某种元素存在的方法,也确实只能是天才的门捷列夫才能做到。

英国物理学家瑞利的一次偶然发现,揭开了人类对惰性气体发现的大门。瑞利也通过对他100多年前的前辈(英国著名物理学家卡文迪许)著作中找到关于“重氮”和“轻氮”的记录,从而发现了氩气。当然,瑞利的朋友,也是英国的化学家拉姆塞对瑞利的建议和帮助是必不可少的,而拉姆塞自己在其后也陆续发现了氦、氖、氪、氙等其他惰性气体,并将它们在元素周期表中找到自己的“家”。

从伦琴发现X射线(伦琴射线),到贝克勒尔发现放射线,再到居里夫妇发现钋和镭等放射性元素,科学的发展充满着艰辛、神奇,让人目瞪口呆。但居里夫妇在实验原材料和实验环境不太具备的情境下,通过他们坚毅的品格和不懈地努力,最终在科学史上留下光辉的一笔,同时为元素家庭增添了新成员。

本书作者依·尼查叶夫写作本书时,科学家已经发现了92种元素,但我们知道,现在已知有119种元素,而新元素还在不断地在实验中被“创造”出来。

92种元素分布在元素周期表中,但元素周期表中还是有四个非常不和谐的“空位”,它们分别是43号、61号、85号和87号。温籍著名作家叶永烈弥补了著作的“遗憾”,在书后继续写了《元素的新故事》,通过“捉拿失踪元素”、“第一个人造元素”、“填补空白”、“铀不是最后的元素”、“青云直上的‘冥王星’”、“继续进击”、“107号元素以后”等使全书更加完美。

阅读这样一本书,大致了解重要元素的发现史,仿佛也了解一部化学发展史。是的,元素的发现,并非独立存在的个体事件,而与化学的发展离不开,与人类认识自然界的历程离不开。

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1 魏焱明

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