在歷史的長河中,總有一些閃耀的時刻,照亮了人類文明的程序。
其中,門捷列夫的名字像化學天空中的一顆明亮的星星一樣閃耀。
他的一生是他對科學的無盡追求和奉獻的寫照。
憑藉對元素的深刻見解,他繪製了改變化學面貌的圖畫元素週期表
他的發現推動了整個化學領域的發展。
今天,讓我們追隨他的腳步走近“門捷列夫很忙”,看看這些元素是如何被人類發現的,以及它們如何改變了人類的命運。
在門捷列夫正式登場之前,我們需要將時間倒回到2000多年前。
在此期間,古希臘思想家恩培多克勒發展了元素的概念。 他認為世界由四種元素組成:水、土、空氣和火。
“四元素”理論流傳了一千多年,直到1961年,英國科學家羅伯特·波義耳(Robert Boyle)在他出版的《懷疑的化學家》一書中對四元素理論提出了質疑。
他認為“乙個元素應該是乙個沒有任何興奮劑的物體。 它不能由其他物體引起,也不能由彼此引起。 ”
然後法國化學家洛朗·拉瓦錫(Laurent Lavoisier)創造了一種氣體,他發現這種氣體可以與許多非金屬合成酸結合,因此,它被命名為“氧”,意思是酸的產生者。
對氧的研究使拉瓦錫重新定義了這種元素:它是一種無論如何都無法分解的物質。
四行理論在這一點上被徹底推翻了。
隨後,新的元素層出不窮,到門捷列夫正式出現時,已經發現了63種元素。
從 4 到 63,這個過程持續了近 2000 年。
漸漸地,人們意識到這些元素之間可能存在某種聯絡,於是他們開始探索各種元素之間的規律。
在許多研討會上,化學家都在談論它。 在這些討論它的人中,有門捷列夫。
他用元素的名稱、性質和原子量製作了 63 張撲克牌,並將它們帶到研討會上,以展示他認為是元素週期律的東西,這遭到了包括他的老師在內的許多人的批評
這麼嚴重的事情怎麼能被這麼荒謬地對待呢?
然而,門捷列夫並沒有就此退縮,他很快就正式寫了**,提出了週期律。
不幸的是,在他宣布週期律的前一天,他突然感到身體不適,只能請朋友幫忙給他看。
好在因為這個元素週期表太離譜了,朋友被罵不完整,門捷列夫逃過一劫。
在這個令人髮指的元素週期表上,門捷列夫堅持改變一些元素的排列,儘管原子量已經被接受,為了把元素放在他認為的正確位置,他還修改了其他一些元素的原子量,在表中留下了四個空格:他認為這四個要素應該存在,但尚未被發現。
元素還能**嗎?
當時的人根本不相信他的推理,嘲笑他不是科學家,而是占卜師。
兩年後,預言家門捷列夫發表了元素週期表的新版本,不出所料地迎來了另一波嘲笑。
然而四年後的一天,法國科學家Boisbeaudrand發現了“鎵”元素。
它的大部分資料和性質都與門捷列夫元素週期表中的“類鋁”完美融合,只是密度遠非**。
當門捷列夫得知此事時,他寫信給他:我建議你重新測量密度。
這一次,“鎵”的資料與門捷列夫的**完全一致。
科學界感到震驚。
在接下來的 20 年裡,鈧和鍺被發現,元素週期表上只有乙個空缺沒有被填補。
1937 年,門捷列夫去世 30 年後,通過合成方法製造了被稱為“類錳”的元素“鎝”。
它成為第一種合成元素,因為鎝在地球上根本不存在。
不幸的是,門捷列夫錯過了1906年的諾貝爾化學獎,次年由於著名化學家阿倫尼烏斯的反對而死於心肌梗塞。
在他死後,質子和中子的存在被發現,元素被質子數重新排列,形成了我們今天看到的元素週期表。
雖然“四行論”被推翻了,但在元素界,卻有名副其實的“四大天王”:氫、氧、碳、氮。
它們是構成宇宙、地球和我們自己的最重要的元素。
碳是人類最早發明和利用的元素之一。
時至今日,化石燃料仍是我們的主要能源。
碳在我們的生活中有多種應用:焦炭可以用來煉鋼,木炭可以烤,活性炭可以用來“清潔”,由碳形成的石墨可以用作補充,可以導電; 碳水化合物為人類提供生存所需的能量。
退後 10,000 步,碳酸飲料拯救了無數炎熱的夏天。
但碳只是地殼中第十五位最豐富的碳因此,節約能源對我們每個人來說都是至關重要的。
近年來,人們開始逐步使用氫能等新能源。
事實上,地球大氣中的氫含量並不是很高。
它真的太輕了,地球的吸引力根本無法抓住它。 因此,大氣中的氫要麼已經逃離地球,要麼正在逃離地球。
氫氣具有很大的能量,人類用氫氣作為燃料將火箭推上天空,並利用其能量發射氫彈。
有趣的是,太陽的燃燒也需要氫氣。
太陽每秒消耗 6 億噸氫氣燃燒,轉化為 596億噸氦氣和04億噸能源。
而在這個 0在4億噸的能量中,大約有1/400億的能量降臨地球,照亮了我們的世界。
雖然氫在大氣中所佔的比例不大,但它是地殼中所有元素中含量第十高的。
這是因為地殼中的絕大多數氫氣與氧氣結合,形成了我們賴以生存的水。
35億年前,空氣中的氧氣含量高達35%。
也許正因為如此,當時的動物比現在大得多,還有一種叫做巨脈的蜻蜓,當它張開翅膀時,它比現在長得多75cm
但氧氣對人類的貢獻不僅僅是水和氧氣。 作為一種極其活躍的元素,它與許多元素結合形成氧化物,將它們留在地殼中,讓人們發現和利用它們。
那麼,為什麼活性氧能穩定地停留在空氣中,不與其他元素發生快速反應呢?
因為在空氣中,有一種穩定、非常“平靜”的元素:氮氣。
氮氣的存在降低了空氣中氧氣的密度,使大氣保持平衡。
氮是組成氨基酸的必需元素。 另一方面,氨基酸是蛋白質的重要組成部分。
蛋白質、脂肪和糖是構成生命的基本物質。
可以說沒有氮,就沒有生命。
除了氨基酸的組成外,氮還與元素氫形成氨。
說到氨,我們不得不提到乙個有爭議的發明。
德國化學家哈伯發現德國極度依賴進口硝石,硝石是火藥的原料,因此經過多方努力,他於1904年發明了人造氨技術。
這項發明讓德國獲得了當時戰爭所需的火藥,但也讓人們發現氨可以用來製造氮肥,幫助莊稼長得更好,為人類提供更多的食物。
科學技術的發展是雙面的。
有些元素是有毒的,但這些化合物有益於人類。
有些本身是無毒的,但它們已被開發為具有毀滅性的**。
一些元素的出現,使得地球上的生命得以存在,使人類得以更好地發展。
有些元素從出現的那一刻起就威脅著人們的生命。
例如磷。
300年前,德國鍊金術士布蘭德燃燒磷,其金黃色讓布蘭德以為自己發現了將石頭變成黃金的秘密技術。 然而,沒過多久,磷就徹底燃燒了,光芒褪去了,布蘭德的夢想也破滅了。
但他很快找到了另一種方法,並提出了人類尿液的想法:水是生命的源泉,所以人體可能是將石頭變成黃金的秘密裝置。
畢竟,金子是黃色的,尿液是黃色的。 ”
所以布蘭德收集了大量的尿液並不斷蒸發,希望從中得到黃金。
不幸的是,在被“熏陶”了很多可以想象之後,他沒有找到黃金,而是磷。
幸運的是,它是高度揮發和劇毒的磷,對他的健康沒有太大威脅。
二戰期間被製成白磷彈的磷,在著陸和爆炸後將繼續燃燒,燒穿人們的骨頭。
由於其極不人道的殺戮效果,後來被列為禁品**。
如今,磷主要用於製造磷肥,為解決糧食生產問題做出了巨大貢獻。
與布蘭德相比,氟的發現者就沒有那麼幸運了。
Schoeller 是第乙個發現氯的人,他於 1771 年創造了氫氟酸。 據說他有乙個壞習慣,就是品嚐他製作的物質的味道。
雖然不確定他是否嚐過氫氟酸,但可以肯定的是,他在 44 歲時去世。
後來,電化學的創始人漢弗萊·戴維(Humphrey Davy)和法國科學家蓋伊·呂薩克(Guy Lussac)和坦納(Tanner)都嘗試過用電解法從氫氟酸中電解氟,但都失敗了。 弗萊·大衛只活了 51 歲,而蓋伊·呂薩克和坦納都中毒了。
比利時化學家魯耶特和法國化學家妮可都死於氟提取,而魯耶當時只有23歲。
最後,成功提取氟的人是英國化學家弗雷公尺的學生莫桑。
經過四次中毒和對實驗方案的多次調整,他終於在1886年提取了氟。
1906年,也就是門捷列夫先生錯過諾貝爾化學獎的那一年,莫桑被授予諾貝爾化學家獎。
獲獎兩個月後,這位56歲的老人離開了這個世界。
如今,氟化工行業已成為乙個重要的化工類別。
從不粘鍋到汽車電池,曾經令人恐懼的氟已經開始造福人類。
雖然元素的種類不多,但它們構成了世界上的一切。
正是因為無數懷著好奇心、探索精神、犧牲精神的科學家,紛紛投身於科學事業,才有了今天的便捷生活。
人類探索未來的腳步不會停止,人類文明的進步也不會停止。
元素和化學,還有更多的奇蹟和未解之謎等待被發現。