结构化学课程论文
作者：李斯文 学号：2009111058
班级：化学班 时间：2011.12.2
元素周期表的发展历史
作者：李斯文 2009111058 化学班
摘要： 元素周期律的发现, 使元素成了一个严整的自然体系,是化学史上的一个重要里程碑。本文就此描述了元素周期表的发现和后人的科学演化即元素周期表的发展小史。 Abstract: the discovery of ZhouQiLv element, element became a in neat formation of natural system, in the history of chemical is an important milestone. The paper on the description of the periodic table of the elements that the science of later generations and evolution of the periodic table of the elements is concise development.
关键字：元素周期表；元素周期律；发现史；发展史
Key word: periodic table; ZhouQiLv elements; Find history; history
元素周期表的发现及发展史是对元素周期表的形成和发展的历史过程的描述，它不仅揭示了元素周期律的演变规律，而且其中讲述的许多化学科学家的故事也为学生进行素质教育提供了很好的素材。 一、元素周期表发现前的元素分类
（1）１７８９年，法国化学家拉瓦锡在他的专著《化学纲要》一书中，列出了世界上第一张元素表。他把已知的３３种元素分成了气体元素、非金属、金属、能成盐之土质等四类。但他把一些物，如光、石灰、镁土都列入元素。
（2）１８２９年，德国化学家德贝莱纳（Dobereiner,J.W.1780-1849）根据元素的原子量和化学性质之间的关系进行研究，发现在已知的５４种元素中有５个相似的元素组，每组有３种元素，称为“三元素组”，如钙、锶、钡、氯、溴、磺。每组中间一种元素的原子量为其它二种的平均值。例如，锂、钠、钾，钠的原子量为（６９＋３９．１）／２＝２３。
（3）１８６２年，法国的地质学家尚古多（Chancourtois,A.E.B.1820-1886）绘出了“螺旋图”。他将已知的６２个元素按原子量的大小次序排列成一条围绕圆筒的螺线 ，性质相近的元素出现在一条坚线上 。他第一个指出元素性质的周期性变化。
（4）１８６３年，英国的化学家纽兰兹（Newlands,J.A.R.1837-1898）排出一个“八音律”。他把已知的性质有周期性重复，每第八个元素与第一个元素性质相似，就好象音乐中八音度的第八个音符有相似的重复一样。
二、元素周期表的发现
（1）１８６９年３月 ，俄国化学家门捷列夫（1834-1907）公开发表了论文《元素属性和原子量的关系》，列出了周期表，提出了元素周期律──元素的性质随着元素原子量的递增而呈周期性的变化。他在论文中指出：“按照原子量大小排
列起来的元素，在性质上呈现明显的周期性。”“原子量的大小决定元素的特征。”“无素的某些同类元素将按他们原子量的大小而被发现。”
（2）１８６９年１２月 ，德国的化学家迈耶尔（Meyer,J.L.1830-1895）独立地发表了他的元素周期表，明确指出元素性质是它们原子量的函数。在他的表中，出现了过渡元素族。 （3）为什么门捷列夫理论能战胜前期和同期理论，独占元素周期律的发现权呢？分析科学史上的这一重大案例，可知门捷列夫理论在以下几方面较其他理论优越：
①材料丰富
在前门捷列夫时期，发现的元素及有关的材料较少，分类工作都是局限于部分元素，而不是把所有元素作为一个整体考虑，因此也就不能很好地解释过去和现有的实验事实和化学现象。
在门捷列夫时期，发现的元素已占全部元素（现周期表上元素）的一半，且掌握了这些元素的有关知识，如物理性质、化学性质、化合价等，测定元素性质的方法得到了重大突破，特别是原子量的测定工作不断取得进展。１８６０年，在世界化学家大会上，化学家们同意形成统一的原子量测定方法和系统的原子量表。门捷列夫出席了这次大会，并接受了阿佛加德罗的分子论。这促使他能提出正确的元素周期律。 ②自洽性好
纽兰兹机械地按当时测定的原子量大小排列元素，没有估计到原子量数值存在错误，又没有考虑尚未发现的元素，因此很难将事物的内在规律清楚地揭示出来。理论内部的混乱引来了其它人的嘲笑和讥讽。而迈耶尔犯了同样的错误。门捷列夫却对一些原子量进行了大胆地修改，从而消除理论内部的矛盾。如当时公认金的原子量为１６９．２，金就应排在锇１９８．６，铱１９６．７的前面，而门捷列夫认为应排在这些元素后面。经重新测定这些元素的原子量分别为：锇１９０．９，铱１９３．１，铂１９５．２，金１９７．２。事实证明了门捷列夫的正确。另外，他还大胆地修改了铀、铟、镧、钇、铒、铈、钍的原子量。 ③预见性好
门捷列夫在表中对尚未发现的元素留下了４个空格，在１８７１年的新表中又列出６个空格，且预言了这些元素的存在及它们的性质。迈耶尔虽然也在表中留有空格，但他没有对未知元素的性质作出预言。
三、元素周期表发现后期元素的填补
（1）１８７５年 ，法国化学家布阿博德朗（Boisbandran,P.E.L.1838-1912）在分析比里牛斯山的闪锌矿时发现一种新元素，命名为镓（法国的古名叫加里亚）。这只是又发现了一个新元素而已──第６５个元素，本身并无精彩出奇的地方。然而，令镓的发现者吃惊的是一封来信，笔迹不熟，来自“圣·彼得堡”。来信说，他所找到的镓的性质并不完全对，特别是该金属的比重不应当是布阿博德朗所求出的４．７，而应当在５．９到６．０之间。署名是“圣·彼德堡大学教授狄米德里·门捷列夫”。布阿博德朗是世界上独一无二的手中拿着刚发现镓的人，从没见过镓的俄罗斯教授怎么能这样说呢？布阿博德朗感慨万千。但毕竟他是一个真正的科学家，他用严谨的科学态度来对待此事。他重新测定了纯净镓的比重，是５．９６。愤慨变为钦佩。布阿博德朗在一篇论文中写到：“我认为
没有必要再来说明门捷列夫先生的这一理论的伟大意义了。”这是科学史上破天荒第一次事先预言一个新元素的发现。
（2）１８７９年，瑞典化学家尼尔森（Nilson.L.F.1840-1899）发现了经门捷列夫预言并详细描述了的第二个元素“类硼”。尼尔森把它叫做钪。他写到：俄罗斯化学家的思想已经得到了最明白的证明了。
（3）１８８５年，德国的化学家文克列尔（Winkler.C.A.1838-1904 ）发现了元素锗。门捷列夫在１８７０年就曾经特别详细地预言过这个他叫“类硅”的元素性质。文克列尔的论文一问世，人们就把它与１５年前门捷列夫的预言相比，有令人感到惊奇的巧合。发明者本人说到：未必再有例子能更明显地证明元素周期学说的正确性了。
（4）１８９５年英国化学家拉姆塞（Ramsay.W.1852-1916）等人发现了气体元素氦、氩、氙等一系列惰性气体元素；１８９９年，居里夫人等人发现钋、镭等放射性元素，它们都按门捷列夫周期表中预定的位置就座。另外，在Mn一列留下的空位，后由电力公司老板不惜重金去探索这一元素。 （5）１９２５年，德国化学家诺塔克（Noddack.W.1893-1960）夫妇发现了它──铼 ，一种制白热电灯的极好灯丝的元素。
四、元素周期表的介绍 （1）元素周期表类型
现代化学的元素周期律是1869年俄国科学 家门捷列夫(Dmitri Mendeleev)首创的，他 将当时已知的63种元素依原子量大小并以 表的形式排列，把有相似化学性质的元素 放在同一行，就是元素周期表的雏形。在 元素周期表中，元素是以元素的原子序排 列，最小的排行最先。表中一横行称为一 个周期，一列称为一个族。
螺旋式元素周期表