化學地圖師--門捷列夫 、

1、化學地圖師：化學地圖師：門捷列夫門捷列夫 莫斯萊莫斯萊門捷列夫（門捷列夫（M，18341907)俄國化學家。俄國化學家。1834年年2月月7日生于西伯利亞日生于西伯利亞托博爾斯克，托博爾斯克，1907年年2月月2日日卒于彼得堡（今列寧格勒）。卒于彼得堡（今列寧格勒）。門捷列夫的最大貢獻是發(fā)現(xiàn)門捷列夫的最大貢獻是發(fā)現(xiàn)了化學元素周期律，今稱門了化學元素周期律，今稱門捷列夫周期律。捷列夫周期律。1869年年2月月,門門捷列夫編制了一份包括當時捷列夫編制了一份包括當時已知的全部已知的全部63種元素的周期種元素的周期表表一、門捷列夫生平一、門捷列夫生平v焚書相慶：焚書相慶：18341834年生于年生于俄

2、國俄國西伯利亞，西伯利亞，1414個孩子中最個孩子中最小小父親中學校長，門捷列夫出生后不久因眼疾雙目失父親中學校長，門捷列夫出生后不久因眼疾雙目失明而退職，母親維持全家，撫養(yǎng)明而退職，母親維持全家，撫養(yǎng)8 8個小孩個小孩自幼聰明，自幼聰明，7 7歲入中學歲入中學學習不太努力，偏愛自然科學，討厭拉丁語，學習不太努力，偏愛自然科學，討厭拉丁語，甚至中學畢業(yè)時學校郊外山頂焚拉丁語書相慶甚至中學畢業(yè)時學校郊外山頂焚拉丁語書相慶少年不少年不知家愁，知家愁，5050年后衣錦還鄉(xiāng)方知悔年后衣錦還鄉(xiāng)方知悔v門母二遷門母二遷：18481848年（年（1414歲）喪父，不久一個姐姐去世，母歲）喪父，不久一個姐姐去

3、世，母親經(jīng)營的玻璃廠火災破產(chǎn)親經(jīng)營的玻璃廠火災破產(chǎn)望子成龍，望子成龍， 5757歲的老母變賣歲的老母變賣家產(chǎn)，攜兩個未成年的孩子背井離鄉(xiāng)家產(chǎn)，攜兩個未成年的孩子背井離鄉(xiāng)二千多公里馬車二千多公里馬車旅行來到莫斯科，因門捷列夫成績不好，為幼子謀求上大旅行來到莫斯科，因門捷列夫成績不好，為幼子謀求上大學的機會未能如愿學的機會未能如愿其母不甘心，決定再往西的圣其母不甘心，決定再往西的圣彼彼得堡，再不行，則柏林，直至巴黎得堡，再不行，則柏林，直至巴黎圣圣彼得堡也不順彼得堡也不順利，最后來到圣利，最后來到圣彼得堡大學附屬的師范學院彼得堡大學附屬的師范學院其父母其父母校，幸運的是校長是其父同學，經(jīng)過特殊照顧

4、，校，幸運的是校長是其父同學，經(jīng)過特殊照顧，18501850年才年才以官費生的待遇入該院理學部。以官費生的待遇入該院理學部。門捷列夫生平門捷列夫生平門捷列夫生平門捷列夫生平v發(fā)憤報母：發(fā)憤報母：不久（不久（9 9月），竭盡全力的母親安息他鄉(xiāng)，月），竭盡全力的母親安息他鄉(xiāng)，1616歲的門捷列夫成為孤兒歲的門捷列夫成為孤兒身無分文的門捷列夫用聰明身無分文的門捷列夫用聰明的頭腦和遠大的理想開始發(fā)憤，以報母親宏愿的頭腦和遠大的理想開始發(fā)憤，以報母親宏愿18541854年年大學畢業(yè)，到克里米亞地區(qū)中學任教大學畢業(yè)，到克里米亞地區(qū)中學任教不久因當?shù)匕l(fā)生不久因當?shù)匕l(fā)生戰(zhàn)爭而離職，回到圣戰(zhàn)爭而離職，回到圣彼得

5、堡大學做無薪講師專攻無機化彼得堡大學做無薪講師專攻無機化學學18561856年獲碩士學位年獲碩士學位18571857年圣年圣彼得堡大學副教彼得堡大學副教授授18591859年被選拔去德國、法國留學，在海德堡大學受年被選拔去德國、法國留學，在海德堡大學受到到本生本生指點指點18611861年回國，先后任職于圣年回國，先后任職于圣彼得堡工藝彼得堡工藝學院和圣學院和圣彼得堡大學彼得堡大學18651865年被圣年被圣彼得堡大學授予彼得堡大學授予博士學位，并聘為化學教授博士學位，并聘為化學教授18691869年元素周期律成名天年元素周期律成名天下。下。v愛國致死：愛國致死：18901890年因支持學生運

6、動辭職年因支持學生運動辭職18931893年國年國家度量衡所所長家度量衡所所長19041904年年日俄戰(zhàn)爭日俄戰(zhàn)爭爆發(fā)，俄軍大敗，一爆發(fā)，俄軍大敗，一向感覺良好的門捷列夫大病向感覺良好的門捷列夫大病19071907年去世（年去世（7373歲），元歲），元素周期表送葬。素周期表送葬。 二、元素周期律的發(fā)現(xiàn)：二、元素周期律的發(fā)現(xiàn)：v道爾頓提出了科學的原子論后，許多化學家都把測定各種道爾頓提出了科學的原子論后，許多化學家都把測定各種元素的原子量當作一項重要工作，這樣就使元素原子量與元素的原子量當作一項重要工作，這樣就使元素原子量與性質(zhì)之間存在的聯(lián)系逐漸展露出來。性質(zhì)之間存在的聯(lián)系逐漸展露出來。v“三

7、元素組三元素組” ” ：18291829年德國化學家德貝萊納提出。把當時已知的年德國化學家德貝萊納提出。把當時已知的4444種元素中種元素中的的1515種，分成種，分成5 5組，即：組，即： LiLi、NaNa、K K；CaCa、SrSr、BaBa；ClCl、BrBr、I I；S S、SeSe、TeTe；MnMn、CrCr、FeFe指出每組指出每組的三元素性質(zhì)相似，而且中間元素的原子量等于較輕和較重的兩個元素原子量的三元素性質(zhì)相似，而且中間元素的原子量等于較輕和較重的兩個元素原子量之和的一半。之和的一半。 “螺旋圖” 1862年，法國化學家尚古多提出一個“螺旋圖”的分類方法。他將已知的62種元

8、素按原子量的大小順序標記在繞著圓柱體上升的螺旋線上，這樣某些性質(zhì)相近的元素恰好出現(xiàn)在同一母線上。因此他第一個指出了元素性質(zhì)的周期性變化。可是他的報告照樣無人理睬。 v“六元素表六元素表” ” ：1864年，德國化學家邁爾在他的現(xiàn)代化學理論一書中刊出一個“六元素表”?？上谋碇兄涣谐隽艘阎氐囊话耄衙鞔_地指出：“在原子量的數(shù)值上具有一種規(guī)律性，這是毫無疑義的”。v“八音律八音律” ” 說：說：紐蘭茲提出紐蘭茲提出 18651865年，英國化學家紐蘭年，英國化學家紐蘭茲提出了茲提出了“八音律八音律”一說。他把當時已知的元素按原子一說。他把當時已知的元素按原子量遞增順序排列在表中，發(fā)現(xiàn)元素

9、的性質(zhì)有周期住的重量遞增順序排列在表中，發(fā)現(xiàn)元素的性質(zhì)有周期住的重復，第八個元素與第一個元素性質(zhì)相近，就好象音樂中復，第八個元素與第一個元素性質(zhì)相近，就好象音樂中八音度的第八個音符有相似的重復一樣。紐蘭茲的工作八音度的第八個音符有相似的重復一樣。紐蘭茲的工作同樣被否定，當時的一些學者把八音律斥為幼稚的滑稽同樣被否定，當時的一些學者把八音律斥為幼稚的滑稽戲。戲。門捷列夫元素周期律的要點門捷列夫元素周期律的要點 以前人工作所提供的借鑒為基礎(chǔ)，門捷列夫通過頑強努力的探索，在1869年發(fā)表第一張元素周期表。同年3月，他委托.門舒特金在俄國化學會上宣讀了題為元素的屬性與原子量的關(guān)系的論文，闡述了元素周期

10、律的要點：1.1.按照原子量的大小排列起來的元素，在性質(zhì)上呈現(xiàn)明顯按照原子量的大小排列起來的元素，在性質(zhì)上呈現(xiàn)明顯 的周期性；的周期性；原子量的大小決定元素的特征；原子量的大小決定元素的特征；應該預料到許多未知單質(zhì)的發(fā)現(xiàn)，例如應該預料到許多未知單質(zhì)的發(fā)現(xiàn)，例如, ,預料應有類似預料應有類似鋁和硅的鋁和硅的, ,原子量位于原子量位于65657575之間的元素；之間的元素；已知某些元素的同類元素后，有時可以修正該元素的原已知某些元素的同類元素后，有時可以修正該元素的原子量。子量。元素周期律的修改和驗證元素周期律的修改和驗證 1871年門捷列夫又發(fā)表了化學元素周期性的依賴關(guān)系論文，對化學元素周期律作

11、了進一步闡述。他還重新修訂了化學元素周期表門捷列夫的元素周期表(1871)，把1869年豎排的表格改為橫列，突出了元素族和周期的規(guī)律性；劃分了主族和副族，使之基本上具備了現(xiàn)代元素周期表的形式。v 根據(jù)元素周期律，門捷列夫還預言了一些當時尚未發(fā)根據(jù)元素周期律，門捷列夫還預言了一些當時尚未發(fā)現(xiàn)的元素的存在和它們的性質(zhì)。他的預言與爾后實踐的現(xiàn)的元素的存在和它們的性質(zhì)。他的預言與爾后實踐的結(jié)果取得了驚人的一致。結(jié)果取得了驚人的一致。1875年法國化學家布瓦博德朗年法國化學家布瓦博德朗在分析比里牛斯山的閃鋅礦時發(fā)現(xiàn)一種新元素，他命名在分析比里牛斯山的閃鋅礦時發(fā)現(xiàn)一種新元素，他命名為鎵，并把測得的關(guān)于它的

12、主要性質(zhì)公布了。不久他收為鎵，并把測得的關(guān)于它的主要性質(zhì)公布了。不久他收到了門捷列夫的來信，門捷列夫在信中指出關(guān)于鎵的比到了門捷列夫的來信，門捷列夫在信中指出關(guān)于鎵的比重不應該是重不應該是4.7，而是，而是5.9一一6.0。當時布瓦博德朗很疑惑，。當時布瓦博德朗很疑惑，他是唯一手里掌握金屬鎵的人，門捷列夫是怎樣知道它他是唯一手里掌握金屬鎵的人，門捷列夫是怎樣知道它的比重的呢？經(jīng)過重新測定，鎵的比重確實為的比重的呢？經(jīng)過重新測定，鎵的比重確實為5.94，這，這給果使他大為驚奇。他認真地閱讀了門捷列夫的周期律給果使他大為驚奇。他認真地閱讀了門捷列夫的周期律論文后，感慨他說：論文后，感慨他說：“我沒

13、有可說的了，事實證明門捷我沒有可說的了，事實證明門捷列夫這一理論的巨大意義。列夫這一理論的巨大意義?！眝 類鋁類鋁 鎵鎵v原子量原子量 69 69.72v比重比重 5.9-6.0 5.94v熔點熔點 低低 30.1v和氧氣反應和氧氣反應 不受空氣的侵蝕不受空氣的侵蝕 灼熱時略起氧化灼熱時略起氧化v灼熱時能分解水汽灼熱時能分解水汽 灼熱時確能分解水汽灼熱時確能分解水汽v能生成類似明礬的礬類能生成類似明礬的礬類 能生成結(jié)晶較好的鎵礬能生成結(jié)晶較好的鎵礬v可用分光鏡發(fā)現(xiàn)其存在可用分光鏡發(fā)現(xiàn)其存在 用分光鏡發(fā)現(xiàn)的用分光鏡發(fā)現(xiàn)的v 鎵的發(fā)現(xiàn)是化學史上第一個事先預言的新元素的發(fā)現(xiàn)，鎵的發(fā)現(xiàn)是化學史上第一個

14、事先預言的新元素的發(fā)現(xiàn)，它雄辯地證明了門捷列夫元素周期律的科學性。它雄辯地證明了門捷列夫元素周期律的科學性。v1880年瑞典的尼爾森發(fā)現(xiàn)了鈧，年瑞典的尼爾森發(fā)現(xiàn)了鈧，v1885年德國的文克勒發(fā)現(xiàn)了鍺。這兩種新元素與門捷列夫年德國的文克勒發(fā)現(xiàn)了鍺。這兩種新元素與門捷列夫預言的類硼、類硅也完全吻合。門捷列夫的元素周期律再預言的類硼、類硅也完全吻合。門捷列夫的元素周期律再次經(jīng)受了實踐的檢驗。次經(jīng)受了實踐的檢驗。小結(jié)小結(jié)v門捷列夫的成就：編寫門捷列夫的成就：編寫化學原理化學原理時發(fā)現(xiàn)元時發(fā)現(xiàn)元素周期律素周期律預言預言Ga、Sc、Ge和和He、Ne、Ar、Po的存在的存在修訂許多錯誤的原子量修訂許多錯誤

15、的原子量（Be、In、U、Os、Ir、Pt）v元素周期律的意義：使化學研究系統(tǒng)化元素周期律的意義：使化學研究系統(tǒng)化無無機化學的一次重大綜合機化學的一次重大綜合驚人的預見性驚人的預見性自然界驚人的周期性自然界驚人的周期性哲學上的質(zhì)量互變規(guī)哲學上的質(zhì)量互變規(guī)律、否定之否定規(guī)律律、否定之否定規(guī)律小結(jié)小結(jié)v依據(jù)元素周期律發(fā)現(xiàn)氟利昂：美國化學家米奇利三十年依據(jù)元素周期律發(fā)現(xiàn)氟利昂：美國化學家米奇利三十年代尋找制冷劑代尋找制冷劑代替液氨的制冷劑要求易液化、無毒、代替液氨的制冷劑要求易液化、無毒、無味、性質(zhì)穩(wěn)定、不燃無味、性質(zhì)穩(wěn)定、不燃化合物規(guī)律是越往右上角，化合物規(guī)律是越往右上角，易呈氣態(tài)、不易燃、毒性越

16、低易呈氣態(tài)、不易燃、毒性越低推測氟元素的化合物推測氟元素的化合物可以考慮，加入氯可能降低毒性可以考慮，加入氯可能降低毒性后事實證明推測正后事實證明推測正確，尋找速度大大加快，氟利昂即氟氯烴確，尋找速度大大加快，氟利昂即氟氯烴氟利昂過氟利昂過于穩(wěn)定于穩(wěn)定，過于穩(wěn)定破壞臭氧層，過于穩(wěn)定破壞臭氧層取代的有二甲醚、丙取代的有二甲醚、丙丁烷、哈龍（氟代烷烴）溴化鋰溶液丁烷、哈龍（氟代烷烴）溴化鋰溶液門捷列夫的失誤：門捷列夫的失誤：1903年預言存在兩個位于氫之年預言存在兩個位于氫之前的元素前的元素“Newtonium”、“Coronium”原子質(zhì)量原子質(zhì)量比單位質(zhì)量還小，實際上不可能比單位質(zhì)量還小，實際

17、上不可能年近年近70年的年的權(quán)威權(quán)威 2、元素周期律的發(fā)展元素周期律的發(fā)展：莫斯萊：莫斯萊v1 1、 門捷列夫元素周期律的發(fā)展門捷列夫元素周期律的發(fā)展總趨勢：三個問題的提出與解決總趨勢：三個問題的提出與解決惰性氣體的位置惰性氣體的位置（瑞利、萊姆塞，零族元素）（瑞利、萊姆塞，零族元素）“倒置倒置”問題（莫斯萊，問題（莫斯萊，原子序數(shù)）原子序數(shù)）原子量小數(shù)問題（索弟，同位素假說）原子量小數(shù)問題（索弟，同位素假說）人工合成化學元素人工合成化學元素穩(wěn)定島假說穩(wěn)定島假說 化學進入微觀領(lǐng)域：化學進入微觀領(lǐng)域：18951895年倫琴發(fā)現(xiàn)年倫琴發(fā)現(xiàn)X X射線射線18961896年年貝克勒爾發(fā)現(xiàn)鈾的放射性貝克

18、勒爾發(fā)現(xiàn)鈾的放射性18971897年湯姆生發(fā)現(xiàn)電子年湯姆生發(fā)現(xiàn)電子XX射射線、放射性、電子的發(fā)現(xiàn)是人類認識原子微觀結(jié)構(gòu)的三個里線、放射性、電子的發(fā)現(xiàn)是人類認識原子微觀結(jié)構(gòu)的三個里程碑。程碑。原子結(jié)構(gòu)理論模型：原子結(jié)構(gòu)理論模型：19041904年湯姆生年湯姆生“葡萄干蛋糕（西葡萄干蛋糕（西瓜）瓜）”模型模型19111911年年盧瑟福盧瑟福“行星行星”模型模型19131913年玻爾年玻爾量子化軌道模型量子化軌道模型師生三代師生三代盧瑟福生平：盧瑟福生平：18711871年生于新西蘭一農(nóng)家年生于新西蘭一農(nóng)家18941894年在年在新西蘭坎特伯雷學院讀大學時研究電磁學而獲得進入新西蘭坎特伯雷學院讀大學

19、時研究電磁學而獲得進入卡文迪卡文迪許許實驗室的獎學金實驗室的獎學金“這是我挖的最后一個馬鈴薯！這是我挖的最后一個馬鈴薯！”18951895年年1010月到劍橋大學三一學院跟湯姆生讀研究生月到劍橋大學三一學院跟湯姆生讀研究生19071907年指導研究生蓋革、馬斯登進行了著名的年指導研究生蓋革、馬斯登進行了著名的- -粒子散射實粒子散射實驗驗大教育家大教育家19371937年去世年去世2、元素周期律的發(fā)展元素周期律的發(fā)展：莫斯萊：莫斯萊v2 2、 莫斯萊定律莫斯萊定律 莫斯萊莫斯萊19141914年研究晶體年研究晶體X X射線時發(fā)現(xiàn)原子序數(shù)，進而提射線時發(fā)現(xiàn)原子序數(shù)，進而提出出原子序數(shù)就是化學元素

20、相應的核電荷數(shù)，周期律應當原子序數(shù)就是化學元素相應的核電荷數(shù)，周期律應當是按原子序數(shù)排列，而不是門捷列夫所說的原子量是按原子序數(shù)排列，而不是門捷列夫所說的原子量解決解決了周期表中原子量的倒置問題了周期表中原子量的倒置問題 莫斯萊生平：莫斯萊生平：18871887年生于英國書香門第年生于英國書香門第55歲時為牛津歲時為牛津大學教授的父親去世，自幼聰明過人的莫斯萊發(fā)憤繼承遺志大學教授的父親去世，自幼聰明過人的莫斯萊發(fā)憤繼承遺志獻身科學獻身科學1212歲入著名的歲入著名的伊頓中學伊頓中學1818歲入牛津大學三歲入牛津大學三一學院，從師盧瑟福一學院，從師盧瑟福19101910年大學畢業(yè)獲碩士學位后，任年大學畢業(yè)獲碩士學位后，任曼徹斯特大學講師曼徹斯特大學講師19141914年發(fā)現(xiàn)原子序數(shù)的奧秘而聲名大年發(fā)現(xiàn)原子序數(shù)的奧秘而聲名大振振19151915年應募第一次世界大戰(zhàn)