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化学世界之元素
编辑:上海荣建化工科技有限公司   时间:2020-01-03

化学家花了很大气力去发现新元素,它们是最基本的化学物质。元素周期表提供了排列、整理这些元素的方法,但它并不仅 仅只是一个“花名册”,它的布局暗示了各个元素的性质以及遇到其他元素之后它们的行为。


17 世纪的炼金术士亨尼希• 布兰德非常痴迷于炼金。他在婚后辞去了军官的工作,用妻子的钱作为经费,试图找到炼金术士们已经搜寻了数个世纪的“哲人石”。传说这种神秘的矿石或者物质能够将普通金属(比如铁和铅)“点化”成金。当他的第一任妻子去世后,他又续娶了一位,然后一如既往地继续他的搜寻工作。布兰德看来非常相信哲人石能够用人的体液来合成,因此收集了至少1500 加仑(约合5700 升)人尿来试图合成它。1669 年,布兰德通过蒸馏、分离人尿,最终做出了一项惊人的发现。当然,并不是得到了哲人石,而是一种新元素。布兰德在无意之中成为了第一位利用化学方法发现新元素的人。

布兰德得到的是一种含磷的化合物。由于它可以在黑暗中发光,布兰德称之为“冷火”。不过直到18 世纪70 年代,磷才被确认为一种新元素。在那个时期,元素的发现接踵而至,氧、氮、氯以及锰元素都是在那十年间被发现的。


1869 年,在布兰德发现磷两个世纪之后,俄国化学家德米特里• 门捷列夫编制出了他的元素周期表,磷也在其中的硅元素与硫元素之间找到了自己的正确位置。


解密元素周期表


在元素周期表(参见第202 和203 页)中,元素以元素符号及元素名称表示。其中一些元素的元素符号来自其英文名称的缩写,比如硅Si 来自silicon;而另外一些,比如钨W,显然与它的英文名字tungsten 无关,它们通常来自元素的古名(比如其拉丁文名或者希腊文名)。元素符号左上角的数是元素的相对原子质量,约等于其原子核中核子(质子和中子)的数目;右上角的数则是它的质子数,即原子序数。


元素是什么? 在很长的一段历史时期,“元素”指的是火、气、水、土。后来,由于亚里士多德认为星星不可能由上述四种地球上的元素制成,因而又加上了神秘的第五元素:以太。在英语中,元素(element)这个词来源于拉丁语elementum,意为“第一原理”或“最基本的形式”。这对元素来说是一个不错的描述,但没有解释清楚元素与原子的区别。 


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