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1、一副彩牌 19 世纪中期，化学元素已发现了 63 种，这已 发现的 63 种元素，把化学家们搞得眼花缭乱，要想把它们 分分类、排排队也无从下手，更不要说再去发现新元素了。 1869 年 3 月， 俄罗斯化学会专门邀请各方专家进行 了一次学术讨论。学者们有的带着论文，有的带着样品，有 的带着自己设计的仪器当场实验，各抒己见，好不热闹。而 彼得堡大学教授门捷列夫只身空手，裹一件黑色外衣，蓄着 一把小胡子，静坐在桌子的一角，三天来不言不语，只是瞪 着一双大眼睛看，竖起耳朵听，有时皱皱眉头想。这天眼看 会议日程将完，主持人躬身说道： “门捷列夫先生，不知你 可有什么高见?” 只见门捷列夫也不答话， 起
2、身走到桌子的中 央，右手从口袋里抽了出来，随即就听“唰啦”一声，一副 纸牌甩在桌面上，在场的人无不大吃一惊。门捷列夫爱玩纸 牌， 化学界的朋友也都略有所闻， 但总不至于闹到这步田地， 到这个严肃的场合来开玩笑。在座的有一位长者寿眉双垂， 银须齐胸，他叫齐宁，是门捷列夫的老师，过去很赏识门捷 列夫的才华，推荐他来校任教。今天他见学生这样开玩笑， 心中早已不快。只见门捷列夫将那一把乱纷纷的牌捏在手 中，三两下便已整好，并一一亮给大家看。这时人们才发现 这副牌并不是普通的扑克，每张牌上写的是一种元素的名 称、性质、原子量等，共是 63 张，代表着当时已发现的 63 种元素。更怪的是这副牌中有红、橙、
3、黄、绿、青、蓝、紫 七种颜色。门捷列夫真不愧为玩纸牌的老手，他用拇指和食 指轻轻一捻，纸牌由红到紫便成一排，再一捻又是一排。这 样前排靠着后排，整整齐齐，竟在桌上列成了一个牌阵。要 是竖看就是红、橙、黄分别各成一列。门捷列夫将这个 牌阵摆好，叫大家看个明白，然后用手一搅，满桌只见花花 绿绿，横七竖八，不过是一堆五彩乱纸片。他说： “这混乱 的一团，就是我们最感头疼的元素。实际上这些元素之间有 两条暗线将它们串在一起。第一，就是原子量。尽管不同元 素有时会有相似的某种特性，尽管同一元素不同情况下又会 表现出不同的颜色、形状，但有一点它们却永不会变，就是 各自特有的、互不重复的原子量。因此，我们可
4、以根据原子 量的大小将它们排成一条长蛇。 ”说着，门捷列夫十指拨弄 一番，一堆乱牌变成整齐的一线。谁知这一排，却明显地看 出那七种颜色就像画出的光谱一般，有规律地每隔七张就重 复一次。门捷列夫又将其一截截地断开，上下对齐，说： “可 见，按原子量的大小，元素的性质在作着有周期的重复。如 果竖着看，每一列的元素性质相似，这就是第二条暗线 原来每列元素的化合价相同。你们看，左边这列红纸牌上标 的是：氢、锂、钠、钾、铷、铯，它们都是一价元素，性质 活泼，除氢外都是碱金属。它们构成相似的一族，而在这一 族里因原子量的递增，元素的活泼性也在递增：锂最轻，原 子量是 7，也最安静，落到水里只发出一点咝咝声
5、；钠的原 子量是 23，落到水面上就不安地又叫又跑；钾的原子量是 39，落到水面上会尖叫着乱窜、爆响，还起火焰；而排尾的 那个铯，原子量是 133，简直不能在空气里呆一秒种，立即 就会自己燃烧起来。这 63 种元素，原来就这样暗暗地由原 子量这条线串起来， 又分成不同的族， 每族有相同的化合价， 按周期循环，这就是周期律。 ” 只见门捷列夫双手像变魔术一样将那副纸牌在桌 上变来变去，口中念念有词地讲着每一个元素的性质，滚瓜 烂熟，如数家珍。他放下红纸牌又拿起绿牌，说了第一族又 说第二族，周围的人直听得目瞪口呆。他们这些在实验室钻 了十年、几十年，手上也不知烧起多少伤疤、掉了几层皮的 专家、 教
6、授， 想不到一个青年人玩玩纸牌就能得出这番道理。 要说不服气吧，好像有道理；要说真是这样，又哪能这样容 易。 这时突然有人说道： “先生，我看你那几张牌也未 必就能将元素规律演示清楚。你看 6 年前发现的新元素铟， 原子量是 75.4，应排在砷和硒之间，可是这样一来砷无法和 它相似的磷在一族里，硒也被挤出了硫那一族，岂不是扰得 四邻不安?这还算什么规律?” “先生，莫急。我看那铟的原子量很可怀疑，它的 性质和铝相似，按我推算它的原子量应是 113.1（后来测得 是 114.82） 。它本来就不应该挤在钾后面，应排列在镉与锡 之间，这不就大家都相安无事了吗?” 这时一直在旁边看着的齐宁早已气得胡
7、子撅起老 高，他一拍桌子站起来，以师长的严厉声调高声说道： “赶 快收起你这套魔术吧。身为教授、科学家不在实验室里老老 实实做实验，却异想天开，摆摆纸牌就要发现什么规律。这 些元素难道就由你这样随便摆布吗?” 门捷列夫见老师发了脾气，忙将纸牌收拢，毕恭毕 敬地解释道： “不是我不做实验，是前人，戴维、本生、基 尔霍夫他们已经做了够多的实验，发现了这么多元素，我们 该从理论上做一点思考了。开普勒当年从他的老师第谷手中 接过 700 颗恒星的观察资料，并没有按照师嘱再去观察第 1000 颗，他做了理论思考，终于发现了能解释众星运行的三 定律；勒维烈之前有多少人在观察寻找天王星外的新星，他 并没有把
8、主要精力放在实地观察，而是做了理论推算，一下 就准确地找见了海王星。在研究元素的过程中人们使用的武 器够多了，有光、有电、有分馏法，这些都不够了，现在需 要理论，化学该有自己强大的理论武器问世了。 ” “你这是什么理论?像是说梦，像是小孩玩积木。你 何不按字母顺序去排元素周期呢?那样不是更省事，更整齐 吗?”这齐宁老头越说越激动，一边收拾皮包准备离去，别人 见状也纷纷站起，这场讨论不了了之。 再说门捷列夫回到家后还是继续摆着这副纸牌，遇 有哪个地方的顺序接连不上时，他就断定还有什么新元素未 被发现，暂时补上一张空牌，再根据它所在的族起一个“类 铝”或者“类硼”等样的名字。他这样一口气预言了 1
9、1 种 未知元素，那副纸牌也已是 74 张。自从那天在会上碰了钉 子，他闭门谢客，每日起来独自玩一会儿纸牌，翻几本新到 的杂志，便叫助手安东拿过酒瓶自酌，倒也悠闲。这样一连 过了几年。一日他正品酒翻书，突然大叫一声，将酒杯扔出 老远。安东不知出了什么事，急忙推门进来。门捷列夫一下 扑上去，双手摇着安东的肩膀喊道： “我们胜利了，他们这 回要投降了，有人已证实了我的预言!” 原来他刚才看到一个材料。法国科学院宣布他们的 科学家布瓦博德朗在 1875 年 9 月发现了一种新元素镓。 门捷列夫见有人发现了新元素，喜得酒杯也丢了，纸牌也不 玩了。但他发现布瓦博德朗的测量与自己的预测不一致，立 即提笔写
10、了一封很自信的短信： “先生，您发现的镓，就是 我 5 年前预言的类铝 ，只是它的比重应该是 5.9，而您却 测得是 4.7，请您再做一次实验，我想大概是您的新物质还 不是太纯的缘故吧。 ” 这位布瓦博德朗在巴黎正为自己的新发现所陶醉， 不想突然收到这样一封信。全世界就只有他拥有这么一点 镓， 这个俄国人由哪里得到的数据呢?他半信半疑， 立即将新 积累的共 1.15 克镓拿来再仔细测算一次。天啊，果然是 “5.94” ，这个法国人立即给彼得堡回了一封信： “尊敬的门 捷列夫先生，首先祝贺您的胜利。我能说什么呢?这次实验， 连同我的发现都不过是您的元素周期表的一个小注解。这是 您的元素周期律的伟
11、大之处的最好证明。 ” 事情没过几天，齐宁也亲自来登门捷列夫的门。这 回他手里提着酒瓶，一进门就开朗地喊道： “年轻人，你赢 了，我们俄国人赢了，让我们一起来痛饮一杯!” 事情还不止于此。门捷列夫坐在家里，千里之外不 断地向他送来捷报。1879 年瑞典人尼尔孙发现了钪，就是门 捷列夫曾预言的“类硼” 。1886 年德国人温克勒尔又发现了 锗，就是门捷列夫曾预言的“类硅” 。尤其是锗，和门捷列 夫 15 年前的预言竟然吻合得如此严密。门捷列夫说： “它的 原子量可能是 72。 ”温克勒尔说： “测到的是 72 或 73。 ”门 捷列夫说： “比重该是 5.5。 ”温克勒尔说： “5.47。 ”门
12、捷列夫 说： “新元素的氯化物比重大约是 1.9。 ”温克勒尔说： “是 1.887。 ”门捷列夫惊人的预言，准确的周期表一时间轰动了 法国、瑞典、德国，轰动了全欧洲。各国科学院纷纷请他去 访问，争先恐后地向他授予学位、学衔。他预言的 11 种未 知元素后来都一个个被人找到，乖乖地到他的周期表里排队 占位去了。特别是后来找齐了的氦、氖、氩、氪、氙、氡又 给周期表增加了新的一族。元素世界一目了然，周期表真可 谓天衣无缝了。 当时有人真的以为门捷列夫只是喝酒、玩牌就发现 了周期律。有一天，彼得堡的一位小报记者上门采访说： “门 捷列夫先生，您是不是承认您是一位天才?” “什么是天才?终身努力，便成天才!” “可是我听说您是在一晚上做了一个梦，梦见您桌 子上的牌变成了一条龙，这龙又弯成几折，醒来后就制出了 周期表。 ” 门捷列夫哈哈大笑， 笑得胡子都在颤抖， 笑完答道： “您要知道，这个问题我大约想了有 20 年，而您却以为坐 着不动，5 个戈比一行、5 个戈比一行地写，就写出来了， 事情哪有这样简单。 ”
