《元素的盛宴元素周期表中的化学探险史与着实以前经历的事情》,[美]山姆·基恩 著,杨蓓 阳曦 译,天津科-学技术出书社2022年7月版
本生使得元素周期表的
构建工做大大加速
或者者能够说,元素周期表的史书即是构建她的许多角色的史书嗯。咋们先从历古时刻的书籍中摘出几个名字,好比吉约丹医生,好比查尔斯·庞兹,又或者者朱尔斯·莱奥塔尔.艾蒂安·德·希维特嗯。你微笑起身,想着你们会不会确实听见你的召唤嗯。在元素周期表的先驱中,有一位值得咋们送上希奇的敬意,由于以他命名的灯使得大部-分异想天开的尝试得以完成,她的意义比试验室里其余任何装备都大嗯。可是有点失望的是,严酷来说,本生灯并非德国化学家罗伯特·本生制造的,他不过在19世纪中期改善了计划并推行了她的运用嗯。可是,就算撇开本生灯不谈,罗伯特·本生一生打过交道的危急品也够多了嗯。
砷是本生的初恋嗯。只管33号元素自古以来就申明赫赫(罗马时期就有刺客把砷涂在无花果上),可是在本生以前,全部有无哪一位遵纪遵法的化学家对这玩意儿有太深的领会嗯。本生最最先钻研的是两甲砷基,这类化学品的名字起源于希腊语的“恶臭吗”嗯。本生表现,两甲砷基确实食用闻,会让他发生幻觉,“手脚会发生突然的刺疼,以至会致使眩晕.丢弃知觉吗”嗯。他的舌头上“笼罩了一层黑色的舌苔吗”嗯。或者者是出于自身平安的思考,不久后他发清晰迄今为止应对砷中最好的解剂,这类化学品是氧化铁的水合物,和铁锈有点关系嗯。她会捉住血-液里的砷,将她拽出人体嗯。可是,常在河畔走,哪能不湿鞋,一次试验中,装着砷的烧杯失慎发生了爆炸,险些儿把本生的右眼眼珠给炸进去,这次爆炸让他后半辈子60年中都只能依赖一只眼睛看东-西嗯。
罗伯特·本生(《元素的盛宴元素周期表中的化学探险史与着实以前经历的事情》内页插图)
事件以后,本生把砷搁到一边,他的热心转移到了自-然界的爆炸上嗯。本生亲爱一切从地下面喷进去的东-西,他花了好几年时刻视察钻研间歇泉和火山,亲手搜集冒进去的蒸汽和沸腾的液体嗯。他以至在试验室里造出了老忠实泉的仿品,并由此觉察了间歇泉内里的压力怎么样逐步逐步增添,最终喷发-进去嗯。
19世纪50年月,本生在海德堡大-学重回化学领域,不久后就为自己赢获得科-学界不朽的申明嗯。他发清晰光谱仪,今后以后科-学家们就能使用光线来钻研元素了嗯。周期表中的每一种元素受热时都市发生狭窄尖锐的色光带,好比说,氢受热后会发生一条血色.一条黄绿色.一条浅蓝色和一条靛蓝色的光带嗯。如果加热某种未知物质,她发生了这样的特定光线,那你就能一定该物质中含有氢嗯。这是个重-大打破,没必-要煮沸或者用酸熔解,就能看清不明化合物的成份,这在科-学史上仍然首次嗯。
为了缔造第一台光谱仪,本生和一位學生一块,将一片棱镜放进空雪茄盒来分散光线,又从望远镜上取下两个目镜装在盒子上,以便视察盒子内里,就像万花筒一样嗯。那时,制约光谱仪的惟一原因是怎样找出温度够高的火焰来引发元素嗯。因此本生实时地发清晰一种装备,即是这类装备让他变成了所有以前融化过尺子或者是燃烧过铅笔的人的英雄嗯。他以当地一位技术职员缔造的燃气灯为本型,在上面加装了一位阀门来调治氧气流(如果你还记得本生灯底部给你拨来拨去的小旋钮,那即是她了)嗯。改善后,灯的火焰从低效噼啪做响的橘色变成为了纯真咝咝做响的蓝色,就像今天你在一位好炉子里能看到的那样嗯。
本生的工做使得元素周期表的构建工做大大加速了嗯。只管他阻挡以光谱来归类元素,可是总有比他斗胆的科-学家嗯。在光谱仪的帮-助下,马上就有新元素被觉察了嗯。而且另有很主要的一点,光谱仪能够或者者拨开迷雾,觉察藏在未知物质中的已知元素嗯。牢靠的判别办法让化学家们朝着最终目的迈出了一大步,从更深的层面上领会了物质嗯。可是,科-学家们不可是要找出新元素,还得把她们编进家谱里嗯。
这里咋们将要谈到本生为周期表做出的另一位突出奉献了——他帮-助建立了海德堡的科-学王朝嗯。他的學生中,有许多别认谋划周期律的早期工做做出了奉献,这个内里就有咋们要谈到的第两位主要的角色——德米特里·门捷列夫,人们公认是他缔造了元素周期表嗯。
门捷列夫变成元素周期表
以前经历的事情中的主要的角色有许多本因
真话实说,就像本生和本生灯一样,元素周期表也并非门捷列夫孤军作战制造的嗯。有6私人分-别自力刻制出了周期表,而且你们的工做全都基于先辈化学家提到过的“化学亲和力吗”嗯。门捷列夫一最先的时刻的想法很粗拙,他试图找出一种办法,将元素分红有相似性的小组,并找出某种科-学纪律,将这些小组纳入一位周期体制,有点像是荷马将毫无联系的希腊神话串到一块,写出了《奥德赛》嗯。和其余领域一样,科-学界也必-要英雄,门捷列夫变成元素周期表以前经历的事情中的主要的角色,有许多本因嗯。
德米特里·门捷列夫
好比说,他的终身中充溢惨剧嗯。门捷列夫生于西伯利亚,家中共有14个孩子,他是最小的一位嗯。1847年,门捷列夫13岁时,他的父亲逝世了嗯。为了生涯,他的母亲接过了当地的玻璃工厂,管下手下的男子干活,这在那时可是十分斗胆的嗯。之后工厂因失火而销毁,母亲的希望就全落到了头脑敏捷的小孩子身上嗯。他带着门捷列夫,乘坐马车,翻过白雪皑皑的乌拉尔山脉,穿越荒本峭壁,急忙赶到了1200英里(约1931千米)外的莫斯科,希望把孩子送进一所精英大-学——可是这所大-学谢绝了门捷列夫,由于他不-是当地人嗯。这位顽强的母亲带着孩子又坐上了马车,跑了400英里(约644千米),急忙赶到了圣彼得堡,这里有门捷列夫亡父的母校嗯。门捷列夫刚刚登记入学,母亲就逝世了嗯。
现实证实,门捷列夫是个才气横溢的學生嗯。结业后,他在巴黎和海德堡连续学习,在海德堡,他暂时地获得过名宿本生的指点(你们俩关系不太好,部-分是由于门捷列夫性格怪异,另有一部-分是由于本生声名狼藉的试验室里喧闹且充溢难闻的烟雾嗯。)19世纪60年月,门捷列夫回到圣彼得堡,获得了一位教-授的职位,他最先思索元素的实质,这样的思索最终促进了1869年元素周期表的降生嗯。
1869 年,门捷列夫首次揭晓的元素周期表(左)及其手稿,他将元素按簿本量排列,揭示了元素的周期表纪律(《元素的盛宴元素周期表中的化学探险史与着实以前经历的事情》内页插图)
那时,许多人都在左思右想怎么样归类.组织元素,以至以前有人处置了这个疑,只管还不完结,你们运用的办法和门捷列夫一样嗯。1865年,英国一位30岁差一点的化学家向化学懂得推荐了自己的周期表雏形,他的名字叫约翰·纽兰兹嗯。可是一位修辞上的失误毁了他嗯。那时人们还不知道尊贵气体(从氦到氡的那列),因此纽兰兹的周期表最上面几行每一行惟有7种元素,他异想天开地把这7列比做音阶中的“哆.来.咪.发.嗦.啦.西吗”嗯。可怜的是,伦敦化学懂得不够异想天开,因此你们把纽兰兹的“点唱机化学吗”奚落了一番嗯。
为赶上教科书出书商的交稿期
急忙拼出第一份周期表
另一位竞赛者给门捷列夫带来的要挟就大许多了嗯。尤利乌斯·洛塔尔·迈耶尔是德国人,长着一脸卤莽的白胡子,黑发油光水滑嗯。迈耶尔也曾在海德堡师从本生,手里有严肃负-责 专心 的专注证书嗯。另外,他还曾觉察过血-液中的红细胞会将氧气捆扎在血红卵白上去运输嗯。现实上,迈耶尔与门捷列夫宣布周期表的时刻全部相似嗯。1882年,你们两人因一同觉察“周期律吗”而分享了戴维,这个颇有含金量,全部十分于之后的诺贝尔嗯。(戴维是英国的,可是英国人纽兰兹却被这个项拒之门外,直到1887年他才抢夺到了自己的戴维章嗯。)
今后,迈耶尔又做出了太大奉献,申明如日中天——在他的帮-助下,许多之前不被认可的激进理-论,之后得以被民众吸收——而门捷列夫却越发怪异,他居然谢绝信赖簿本的存在嗯。(如果他活得更久一些,一定也会谢绝信赖其余看不见的东-西,好比电子和辐射嗯。)如果在1880年差一点把这两私人拿进去对比,看看谁是更雄伟的理-论化学家,你很应该会选择迈耶尔嗯。那么,是什么让门捷列夫从一样觉察了元素周期表的6位化学家中脱颖而出,获取了更高的史书职位吧?
一最先的时刻,门捷列夫对元素实质特征的领会越发深刻,同时期的许多化学家以至基本有无这个熟悉嗯。许多人以为某种化合物,好比氧化汞(一种橘色固体)里“包罗吗”着气态的氧和液态金属汞,而门捷列夫却不这么想嗯。恰恰反以前,他以为不过组成氧化汞的两种元素的单体形势恰恰是气体和金属而已嗯。不变得是每一种元素的簿本量,门捷列夫以为这是元素的实质特色,这和当代的看法十分靠近嗯。
次要,有许多人浅尝辄止地尝试过把元素排成行列,但门捷列夫却在试验室里破费了整整终身,元素摸起身.闻起身是什么样,会怎么样反映,他的领会比他人深刻许多嗯。尤为是金属,这些元素性子隐约,食用放到周期表中适合的职位上嗯。有了这样深刻的领会,门捷列夫才气把已知的所有62种元素都编进他的行行列列里嗯。他还着魔般地修正周期表,以至以前把元素名字写在卡片上,在自己办公室里玩某种化学单人纸牌嗯。另有最主要的一点,门捷列夫和迈耶尔的周期表中都留得空缺,由于有无哪种已知元素填得进去嗯。
可是门捷列夫可有无迈耶尔那么守旧,他斗胆预料会出-现新的元素嗯。“用力儿找啊,你们这些化学家.地质学家嗯。吗”他像是在取笑,“肯定会找出的嗯。吗”剖析每一列最下方的已知元素的特征,门捷列夫以至预料过潜藏元素的密度和簿本量,预言完成时,全世界都为他倾倒嗯。另外,19世纪90年月,科-学家们觉察了尊贵气体,门捷列夫的元素周期表通过了这次决定性的磨练,她只增添了一列,就易如反掌地将这些元素纳入了体制嗯。(一最先的时刻门捷列夫否认尊贵气体的存在,可是那时刻周期表以前不可是他一私有了嗯。)
然后即是门捷列夫分明的天性了嗯。和同时期的俄国做家陀思妥耶夫斯基一样——为了还债,他3周内就写出了一整本小说《徒》——门捷列夫也曾为了赶上教科书出书商的交稿期,急忙拼出了第一份周期表嗯。那时,他以前写完了整本教科书的第一卷,那是一本厚达500页的巨著,可是他才讲了8种元素嗯。拖延了6个星期以后,门捷列夫突发奇想,以为要推荐元素的信息,最简练的办法是画一张表格嗯。他激动地推掉了给当地奶酪工厂做化学顾的兼职,下手编辑这份表格嗯。教科书出书时,门捷列夫不仅预料硅和硼的下方会出-现性子相似的新元向来填充内外的空缺,他还给这些新元素起了暂时的名字嗯。只管他找了一种神奇的外语来为新元素命名,可是这并未损害他的名誉(一切还未必的时刻,人们总喜欢信赖威望),他用借用一位梵文词(eka)来表现“逾越吗”之意,分-别把这些元素叫做类硅(eka-silicon).类硼(eka-boron)等嗯。
几年后,门捷列夫以前十分着名了,他和妻子离了婚,又想再娶一位嗯。只管守旧的当地教堂通知他必须得等7年,可是他行贿了一位牧师,顺利举行了婚礼嗯。从技术上说,他犯了重婚罪,可没人敢拘捕他嗯。当地有个武官向沙皇埋怨此案中的双重标-准——为门捷列夫主-持婚礼的牧师被掠夺了圣职,沙皇一本严肃负-责 专心 地回覆“我允许门捷列夫拥有两位妻子,由于我惟有一位门捷列夫嗯。吗”可是,沙皇的忍受也是有限的嗯。1890年,由于怜惜提倡暴力的左倾學生组织,自居无政-局主义者的门捷列夫被掠夺职位赶出了大-学嗯。
继本生灯以后
镓变成了化学界恶做剧的主要道具
很简易看出史书学家和科-学家为什么会恋慕门捷列夫的传退隐的人生嗯。固然,如果他那时有无制出元素周期表,今天的人们就不会记得他的一生嗯。总的来说,门捷列夫的工做就像是达尔文提出演化论.爱因斯坦建立对应论嗯。你们都不-是一私人做完了所有工做,但你们却做出了最大的奉献,而且比其他人做得越发精巧嗯。你们洞见了自己钻研方向的远景,并以大量证-据夯实了自己的觉察嗯。和达尔文一样,门捷列夫也因钻研工做冒犯了许多人嗯。为自己没见过的元素命名确实有点专断嚣张,这激怒了罗伯特·本生的嫡传徒弟——他觉察了“类铝吗”,因此他天经地义地以为声誉和命名权都该属于自己,而不-是哪个极端的俄国佬嗯。
类铝(现在叫镓)的觉察带来了一位疑终究是什么推行了科-学的提高——理-论带给人们视察世界的框架,但最简易的试验也应该倾覆最幽美的理-论嗯。觉察镓的试验化学家与理-论化学家门捷列夫争辩一番后,找出了自己的谜底嗯。1838年,保罗·埃米尔·弗朗索瓦·勒科克·德·布瓦博德兰出世在法国干邑地域的一位酿酒之家嗯。他长得英俊潇撒,一头鬈发,髯毛卷曲,喜欢戴时尚的发结嗯。成年后,他搬到巴黎,操做本生的光谱仪嗯。之后,他变成了世界上最好的光谱仪导师嗯。
1875年,勒科克·德·布瓦博德兰从矿物中觉察了一种从未见过的色带,凭着富厚的经验,他马上准确地推测这是一种新元素嗯。他将这类元素命名为镓(gallium),这个名字来源拉丁语,意义是法国(高卢,Gallia)嗯。(阴谋论者叱责他现实上是偷偷地用自己的名字给元素命名,由于勒科克的意义是公鸡,在拉丁语中拼做gallus嗯。)勒科克想捉住这份声誉好好品味,因此他下手提纯一份镓样板嗯。
花了好几年时刻,1878年,这位法国人最终获得了一块又好又纯的镓嗯。镓在室温下呈固态,但她的熔点还不到30℃,这意味着如果你把她握在掌心里(人类体温约为36.7℃),她就会融化成厚厚的糊状液体,就像水银一样嗯。像这样能让你摸到却不会把手指头烧焦的液态金属可不多嗯。因此,继本生灯以后,镓变成了化学界恶做剧的主要道具嗯。这个内里一位盛行的恶做剧是用镓来做汤匙,由于她看起身很像铝,却又很简易化掉嗯。把镓勺和茶一块送达来宾桌上,然后你就能好漂亮戏了,来宾看见格雷伯爵茶“吃掉吗”了茶具,肯定会吓一跳嗯。
勒科克在科-学期刊上宣布了自己的觉察,天经地义地为自己觉察了这类多变得金属而自豪嗯。1869年门捷列夫制出元素周期表以来,这是人们觉察的第一种新元素嗯。理-论化学家门捷列夫读到了勒科克的觉察,就贪图横插一脚,他宣称勒科克之因此能觉察镓,是由于他先预言了类铝嗯。勒科克索性爽直地回覆“不,我做的才是现实的工做嗯。吗”门捷列夫表现阻挡,德国佬和俄国佬在科-学期刊上针锋相对,就像连载小说里区别的角色在区别的章节中各自独白嗯。勒科克被门捷列夫的唠唠叨叨激怒了,他宣称有一位法国营无名字氏早在门捷列夫以前就制出了元素周期表,俄国佬可是是剽窃了他人的缔造——这在科-学界是很重的罪名,仅次于伪造数据嗯。(门捷列夫向来不愿意分享声誉,对比之下,19世纪70年月,迈耶尔却在自己的做品中援用过门捷列夫的周期表,在后代的人们眼中由此可见,就像迈耶尔可是是步了门捷列夫的后尘嗯。)
门捷列夫负-责 专心 搜查了勒科克关于镓的数据,然后毫无依照地通知那位试验化学家,他的丈量肯定有疑,由于镓的密度和质量与门捷列夫的预料不一样嗯。这样的狂妄着实让人目瞪口呆,可是正如科-学界的哲人兼史书学家埃里克·思科瑞(Eric Scerri)所说,门捷列夫总是“贪图歪曲东西的天性,使之适合自己雄伟的哲学框架吗”嗯。可是门捷列夫也不仅会搞损坏,在这件事上他是准确的不久后勒科克收回了一开始的数据,重新揭晓的试验结局与门捷列夫的预料吻合嗯。
仍然思科瑞说的,“科-学界赞叹地觉察,理-论化学家门捷列夫居然比亲手觉察新元素的化学家更领会这类元素的特征吗”嗯。一位文学导师曾教过我什么能成就一位好以前经历的事情——元素周期表的制订即是一位好以前经历的事情——以前经历的事情的热潮“出人预料但合情适当吗”嗯。我推测,门捷列夫觉察周期表的雄伟框架时肯定十分赞叹——但同时也信赖她肯定是准确的,由于这张表格这样简练幽美嗯。难怪他有一些时刻候会因自己感遭到的力气而有点自鸣自满嗯。
先放下门捷列夫在科-学上的“霸气吗”不提,这场争论着实的焦点是理-论和试验谁主谁从嗯。是理-论为勒科克带来了灵感,让他觉察了新东-西,仍然说试验供应的是着实的证-据,门捷列夫的理-论可是恰恰吻合了试验数据吧?在勒科克为周期表中的镓找出证-据以前,门捷列夫还不妨预言火星上有奶酪嗯。那么法国佬就得再次撤回数据,重新公布吻合门捷列夫预言的新结局嗯。只管勒科克宣称自己从未见过门捷列夫的表格,但他仍应该从他人那里听说过周期表的内容,又或者者是所有科-学界都在议论周期表,间接启示了科-学家注意新的元素嗯。正如人材阿尔伯特·爱因斯坦所说,“理-论决定了咋们能视察到什么吗”嗯。
伯特格尔和契恩豪斯觉察了
祖国磁器的隐秘
归根结柢,要厘清算-论和试验谁先谁后,谁为推行科-学进展做出的奉献更大,全部是件不该该的事情嗯。尤为是思考到门捷列夫也做出过许多过错的预料嗯。他真该幸运是勒科克这样优异的科-学家先觉察了类铝嗯。如果有人揪住了他的小辫子——门捷列夫说过氢以前另有许多元素,他还山盟海誓地说日晕中有一种叫做“coronium吗”的希奇元素——那俄国佬应活该无葬身之地嗯。可是正如人们包容古代占星家那些过错以至先后矛盾的视察,只记得你们准确预推测了一颗闪亮的彗星,民众也偏护于只记着门捷列夫成-功的预料嗯。
另外,将史书化繁为简的历程中,人们总偏护于给门捷列夫和迈耶尔这样的角色太高的评价嗯。你们确实搭建了元素周期表的一开始框架,使元素得以各居其位,但截至到1869年,所有元素中惟有三分之两被觉察了,而且接下去的许多年里,就算是最好的周期内外也有某些元素被放在过错的职位上嗯。
工做的重任压在门捷列夫肩上,他基本无法写出一本当代的教科书来,尤为是思考到那堆乱七八糟的镧系元素(现在咋们把这些元素独自放在周期表下方)嗯。镧系元素从57号元素镧最先,她们终究应当放在周期内外的哪一位职位,这个疑直到20世纪仍深深糟蹋蹂躏着化学家嗯。埋藏起身的电子使得镧系元素喜欢挤到一起,这给钻研者带来了格外的难题,要把她们分离开来,着实就像是解开野葛或者常春藤纠纷的藤蔓一样嗯。在镧系元素眼前,光谱剖析也不太好使,由于哪怕科-学家探测到了几十种新色带,你们也不知道这终究代表着几多种新元素嗯。就连最勇于预料的门捷列夫也以为镧系元素太难题了,难以推测嗯。
1869年,人们知道的就惟有镧系元素中的老两——铈嗯。可是门捷列夫并有无预料“类铈吗”什么的,而是忠实认可了自己的出于无奈嗯。在他的表格里,铈以后只留下了一行行悔恨的空缺嗯。之后在将新的镧系元素填进周期表的时刻,他经常搞错这些元素的职位,部-分是由于许多“新吗”元素现实上是几种已知元素的混淆物嗯。似乎铈即是门捷列夫所知的世界的界限,就像直布罗陀是古代海员的界限一样,一旦凌驾这条界线,你们就得冒着掉进漩涡或者是从地边缘冲下去的危害嗯。
现实上,门捷列夫只要从圣彼得堡往西走上几百英里,就能处置所有疑嗯。这个村子在瑞典,离铈的觉察地很近,村名很有趣,叫于特比(Ytterby)嗯。如果门捷列夫来到这里,就会和一种难以归类的制瓷矿物萍水相逢嗯。
1701年,一位名叫约翰·弗莱德里奇·伯特格尔(Johann Friedrich Böttger)的年轻人骗来了一群人,在你们眼前心花恼怒地取出两枚银币,准备给你们变个邪术嗯。他兴致勃勃,给银币施了点儿化学巫术,银币“消逝了吗”,一枚金币突然出目古代的人们眼前嗯。当地人从没见过比这更有说服力的炼金术,伯特格尔以为自己肯定会申明鹊起——可怜的是,他确实申明鹊起了嗯。
关于伯特格尔的谣言最终传到了波兰国王.堪称“强力王吗”的奥古斯特两世的耳朵里嗯。国王拘捕了这位年轻的炼金术士,把他关进了阵营里,让他替王国生产金子,听起身有点像是童话里的以前经历的事情嗯。不言而喻,伯特格尔无法知足国王的乞求,几回枉费无功后,这位人畜有无坏处的小骗子觉察自己快要被送上绞刑架了嗯。为了拯救自己可怜的脖子,伯特格尔乞求国王饶恕自己嗯。他表现,只管他不会炼金,却明白怎么样缔造磁器嗯。
在那时,这样的宣言着实是天方夜谭嗯。自从13世纪晚期马可·波罗从祖国回来以后,欧洲贵族就迷上了雪白的祖国磁器,她们这样牢靠,指甲刮蹭都不会留下划痕,可是与此同时,她又出现半透明的巧妙光线,就像蛋壳一样嗯。帝国的兴衰竟能从你们所用的茶具来判断,另有许多关于磁器拥有神奇力气的传言嗯。有传言说,用瓷质的水杯喝水就不该该中呀;另有传言说,祖国的磁器多得吓人,祖国人用磁器砌变成了一坐9层的高塔(这个传言是确实)嗯。几个世纪以来,才气丰盛的欧洲人一直在帮-助磁器钻研,好比佛罗伦萨的美第奇家-族,可最终你们只做出了拙劣的仿制品嗯。
伯特格尔很走运,奥古斯特国王手下有个磁器高手,他的名字叫埃伦弗里德·瓦尔特·冯·契恩豪斯(Ehrenfried Walter von Tschirnhaus)嗯。契恩豪斯此前的工做是对全波兰的土壤举行取样,寻找适合的地址挖掘宝石矿,为王室供应宝石,他刚刚发清晰一种希奇的炉子,能够或者者到达约1648℃的高温嗯。使用这个炉子,他能将磁器融化,剖析她的成份嗯。
国王把机灵的伯特格尔派给了契恩豪斯当助手,钻研工做今后与日俱增嗯。这对同伴觉察,祖国磁器的窍门是一种名叫高岭土的白色粘土和一种长石,在高温下,两者会熔形成玻璃质嗯。你们还觉察了一样主要的另一件事情和大大部-分陶器区别,磁器的釉面和粘土必须同时烧制,而不-是分步举行嗯。高温下釉质和粘土相互熔合,即是这个措施赋予了磁器光亮的表-面和牢靠的自身嗯。两人完结了所有工序,然后放心地回到宫庭向国王报-告嗯。奥古斯特慷慨地犒赏了这对同伴,他愿望着磁器会让他马上变成欧洲最有影响力的君主,最少在应酬上最有影响力嗯。既然获取了这么大的打破,伯特格尔以为自己肯定会得回自-由嗯。可可怜的是,国王以为他现在太有价了,不行以放走,因此反倒把他看得更松了嗯。
在于特比觉察了门捷列夫表格里
空缺的镧系元素
不行防止地,磁器的隐秘走漏了进去,伯特格尔和契恩豪斯的秘方传遍了所有欧洲嗯。既然有了基本的化学理-论,接下去的半个世纪里,手工匠人即兴发-挥,又对工序举行了改善嗯。不久后,人们一旦觉察长石马上当场开采,哪怕雪窖冰天的斯堪的纳维亚也不破例嗯。在这里,人们更喜欢用瓷质的炉子,由于比起铁炉来,瓷质的炉子能到达更高的温度,保温时刻也更长嗯。为了知足欧洲兴旺进展的制瓷业的需要,1780年,在离斯德哥尔摩十多英里外的于特比岛上,一位长石矿开工了嗯。
伯特格尔和契恩豪斯办法烧制的磁器,约1720 年(《元素的盛宴元素周期表中的化学探险史与着实以前经历的事情》内页插图)
于特比的意义是“偏远的村子吗”,她看起身即是个典型的瑞典海滨乡村,水面上耸立着红顶的衡宇,屋子都有大大的白色百页窗,宽阔的院子里种着许多枞树嗯。人们乘着渡船在群岛间往返,街道都以矿物和元素的名字命名嗯。
于特比矿场位于岛屿东南角,就像是用勺子把山顶挖去了一块,这里为制瓷业和其余产-业供应了优异的矿石嗯。关于科-学家来说更意义的是,这里的矿石能制出富足异国情调的颜料,还能用来给磁器上釉嗯。
今天,咋们知道明亮的色是镧系元素的赠予,由于某些地质本因,于特比的矿脉里富含镧系元素嗯。地壳中的稀土元素一开始是平均疏散的,就像是有人把所有调料架上的佐料倒进一位碗里,又搅拌了一番嗯。可是金属元素喜欢三五成群地行-动,镧系元素尤为这样,因此随着地壳内里融化的土壤的搅动,她们聚到了一起嗯。最终,镧系元素矿脉恰恰出-现在瑞典四周——固然现实上是地底嗯。斯堪的纳维亚四周有一条断层,在很远的以前,板块行-动将富含镧系元素的岩石从地底深处刨了进去,这个历程中本生溺爱的热液喷发也帮了一把手嗯。最终一次冰河期中,广袤的斯堪的纳维亚冰川刮去了大陆表层,最终使于特比四周富含镧系元素的岩石暴袒露来,人们易如反掌就能开采嗯。
就算适合的经济条件使得在于特比采矿有益可图,突出的天文条件也使采矿在科-学上颇有价,可是要着实挖掘出这个场所的财富,还必-要适合的社-会环-境嗯。17世纪晚期,斯堪的纳维亚刚刚走出维京时期,当地的大-学以至还大片举行猎巫行-动,跟你们对比,塞勒姆审巫案 着实何足道哉嗯。可是到了18世纪,瑞典从政治上征服了斯堪的纳维亚半岛,瑞典启示行-动又从知识上侵入了这片场所,斯堪的纳维亚人投入了理智主义的怀抱,雄伟的科-学家最先纷纭出-现嗯。对应这里的人丁基数而言,含量着实高得吓人嗯。这个内里一位即是生于1760年的化学家约翰·加多林(Johan Gadolin),他的家-族中有好几位富足科-学头脑的学者(约翰·加多林的父亲是一位物理学兼神学教-授,他的祖父越发难以想象,老爷子居然身兼物理教-授和主教两职)嗯。
年轻时期,加多林走遍了欧洲大陆——也包罗英国,在英国,他观光了磁器缔造商约书亚·韦奇伍德的粘土矿,还为你们供应过帮-助——之后他在图尔库假寓下去嗯。图尔库这个场所现在属于芬兰,毗邻波罗的海,与斯德哥尔摩隔海相望嗯。在图尔库,加多林变成了一位小著名誉的地化学家嗯。业余的地质学家最先从于特比寄给他一些区别平时的岩石,乞求他的看法嗯。加多林揭晓的短文逐步引起了科-学界的注重,人们最先注重到于特比这个细小的采石场嗯。
7 种元素觉察地——于特比(《元素的盛宴元素周期表中的化学探险史与着实以前经历的事情》内页插图)
只管加多林手中有无适合的化学器械(也有无响应理-论)来把14种镧系元素所有判别进去,但他仍在这方方面面做出了太大奉献嗯。他把寻找新元素当做一种消遣,以至能够算是种嗜好嗯。等到门捷列夫已近迟暮,那时的化学家们有了更好的器械嗯。你们转头去重温加多林关于特比岩石的钻研,新元素就像硬币一样哗啦啦掉了进去嗯。
为了纪念这些元素的老家,加多林把马上出-现的新元素命名为“yttria吗”嗯。在他的带发下,化学家们最先在周期表上为于特比树起丰碑嗯。包罗镱(ytterbium).钇(yttrium).铽(terbium).铒(erbium)共有7种元素能够追根溯源到于特比(Ytterby),比世界上其余任何场所都多嗯。趁着字母内外的字母还没用完(rbium这类名字感受可不怎样满足),化学家们也给另外3种新元素找出了名字钬(holmium),采用斯德哥尔摩(Stockholm)的后半部-分音节呀;铥(thulium),神话里斯堪的纳维亚的名字呀;在勒科克的维持下,加多林(Gadolin)的名字也登上了周期表,属于他的元素是钆(gadolinium)嗯。
所有来说,在于特比觉察的7种元素中,有6种是门捷列夫表格里空缺的镧系元素嗯。如果门捷列夫再往西走一小步,穿过芬兰湾与波罗的海,来到这坐元素周期表上的科隆群岛,那么他或者者就能亲手修正元素周期表,添补铈以后的所得空缺,咋们看到的史书也就大大区别了嗯。
本文节选自《元素的盛宴元素周期表中的化学探险史与着实以前经历的事情》,小题目为编者所加,非本文所有嗯。文中所用插图均来源该书嗯。已获取出书社授权刊发嗯。
本文做者/[美]山姆·基恩
摘编/安也
编辑/何安安
校正/赵琳
据小路新闻说 ,西欧下一轮制裁俄国的名单内里就有门捷列夫的元素周期表
以史书的角度看,没他元素周期表一样会出-现吖。基本化学的特色即是终点为物理吖。这个个狭义对应论一样,有无爱因斯坦一样会很快进去吖。
每一当看到这些,我就在想同时期咋们的状元还在长篇大论,指点山河,肯定会败!
发表评论