表 2:预言的元素性质与新发现的元素性质对比表

门捷列夫预言的元素性质

其他科学家发现的元素性质

类硅 Es

氧化物化学式为 EsO2 ,其密度为

锗 Ge

氧化锗为 GeO2 ,其密度为 4.703 。

4.7 。其氢氧化物应该能溶解于酸中

氯化物 EsCl4 可能在略低于

在酸中很少溶解

四氯化锗 GeCl4 的沸点为 86 ℃,

100 ℃时沸腾。其密度为 1.9 ( 0 ℃

其密度为 1.887 ( 18 ℃时),分子体积

时),分子体积为 113

为 113.3

类 Dt

钋 Po

(门捷列夫, 1889 年)

(居里夫妇, 1898 年)

原子量为 212 ,生成氧化物为

DtO2 ,灰色金属,密度为 9.3 ,易

原子量为 210 ,生成氧化物为

PoO2 ,银色金属,密度约 9.3 ,易溶化,

熔化,

与其它金属形成合金

生成合金: PbPo 、 CaPo 等等

除了类硼、类铝和类硅之外,门捷列夫在他的周期表中还为原子量 180 及原子量为 187 的元素留下了空位。1923 年,科斯特(1889—1950)与赫维西(1885—1966)发现了新元素铪,其原子量为 178.5,而在 1927 年,诺达克(1893—1960)和塔克分离出了铼,其原子量为 187。

门捷列夫深信他所发现的周期律是正确的,他根据周期律修订了铟、铀、钍、铯等 9 种元素的原子量,因为原来的原子量违背了各种性质变化的周期规律性。在门捷列夫以前,人们认为铈的原子量为 92,门捷列夫将它修订为138,最后又修订为 140。

布劳纳(1855—1935)发现铈的原子量等于 140.25,而起初他把铈的原子量计算为 128。

1870 年,门捷列夫将铀的原子量修订为 240(原来是 120),后来齐默尔曼在 1881 年测定 UBr4 和 UCl4 的密度时,证实了门捷列夫的原子量值是正确的。齐默尔曼在给门捷列夫的信中写道:“我很高兴,我的研究结果完全证实了你所作出的铀原子量为 240 的预言。同时,这一元素在周期系中也有了明确的位置。”

在元素周期律的探索者中,门捷列夫的确是站得最高、想得最深、看得

最远的出类拔萃的杰出人物。

但是,对周期律的认识还刚刚开始。为什么元素性质会随着原子量的递增而周期性的变化?为什么原子量上一些很小的变动会引起元素性质上的极大变动?例如化学性质最活泼的氟,它的原子量(19.00)跟最不活泼的氖的原子量(20.2)只相差 1,而铁和钴的化学性质很相似,可是它们的原子量

(55.85 和 58.94)的差值却差不多大到 3,这是什么缘故呢?

当时出现了两条解决这个问题的道路,一条是努力揭示出决定元素所有性质的质量的本质是什么;另一条道路是弄清原子的复杂结构和元素相互转化的规律。在 70 年代,也就是门捷列夫刚刚提出周期律不久,他还是个 40 岁左右的中年人时,他认为第一条道路似乎更正确,它能引导科学直接走向目标,可是对第二条道路他也没有坚决摒弃。为此他一直致力于研究质量和引力的本质。

19 世纪末,X 射线、放射性、电子等一系列新发现,重新把原子的复杂结构和可转化性的问题提到议事日程上来时,为揭开周期律的秘密提供了大好机会。然而年已六七十岁的门捷列夫却成了新发现的固执的反对派了。他否认原子的复杂性和可分性,否定元素转化的可能性。他曾说:“我们应当不再相信我们已知单质的复杂性”,并宣称“关于元素不能转化的概念特别重要,⋯⋯是整个世界观的基础。”

同一个门捷列夫,早期依靠正确的哲学思想开创了发现周期律的勋业; 晚期却因形而上学自然观的束缚而堵塞了发展周期律的道路。