化学元素周期律
出处:按学科分类—自然科学总论 天津人民出版社《自然辩证法辞典》第134页(1134字)
早期指化学元素随原子量的递增而呈现周期性变化的规律;现在指化学元素随原子的核电荷数的递增而呈现周期性变化的规律。
1869年,俄国化学家门捷列夫在前人工作的基础上,经过创造性的探索终于发现了这一定律,并以《元素的性质与原子量之间的关系》为题发表在《俄国化学会志》上。门捷列夫发现元素周期律的主要条件是:第一,在门捷列夫之前已经有过许多化学家围绕这一课题进行过研究并取得了一些成果;第二,当时发现的化学元素已从18世纪的33个增加到63个,具备了发现元素周期律所需要的元素数量。
第三,1860年在卡尔斯鲁厄举行了着名的国际化学家代表大会。会上确定了统一的原子量和化学式的系统。
在这样的历史条件下,再加上门捷列夫本人孜孜不倦的努力,特别是他自己研究了赫尔岑的许多哲学着作,还摘录过赫尔岑《自然研究书札)一书的要点,促使他在哲学方面打下了唯物主义的基础。同时他还具有着坚实的专业基础。
早在1854年他就研究了若干矿物的化学组成,各种物质晶型与它们化学组成之间的关系,为后来研究天然“元素组”之间的互相关系提供了条件。接着在1856年,他在进行硕士论文《比容》的工作中又促使他发现了元素的化学活泼性随其原子容积大小而改变的关系,为寻求元素的科学分类作了准备。
门捷列夫不同于前人的地方,在于他确信一切性质各异的元素都具有共同遵守的客观规律存在。他不仅注意到元素的物理性质,而且还特别注意到化学性质与原子量的关系。
在门捷列夫以前的许多学者对于元素的分类,有的限于把化学性质相似的元素合并为若干组,或按物理性质分若干组(如1864年迈尔的六元素表就是如此),而没有全面注意到元素性质,特别是化学性质与原子量之间的内在联系。门捷列夫还基于元素周期律的逻辑推演,深信元素之间尚有未发现的元素存在。
他在1870年发表的《元素的自然体系及用其说明尚未发现元素的性质》和1871年发表《化学元素的周期性规律》两篇论文,预言了尚未发现的元素类硼、类铅和类硅,并列出了这三个元素的原子量、化合价和化合物的类型。此预言为1875年、1879年、1886年的发现所证实,门捷列夫在《化学原理》中对周期律表述为:“单质的性质,以及由元素构成的化合物的形式和性质,皆与元素原子量的大小成周期性关系……”。他还运用周期律修正了铍的原子量,改动了铟、铀、钍、铈的原子量,并把它们排在确切的位置。此外,还将碲排在碘前面,把钴改在镍前边。
虽然按原子量大小它们应当是倒置的。这是他坚信化学元素之间存在着尚未知的内在规律性的结果。元素周期律在哲学意义上又令人信服地证实了质量互变的规律性。对此,恩格斯曾给予了高度评价。