门捷列夫与元素周期表

门捷列夫与元素周期表

1869年，俄国科学家门捷列夫^[3]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，形成元素周期表的雏形。利用周期表，门捷列夫成功地预测了当时尚未发现的元素的特性（镓、钪、锗）。

1913年英国科学家莫塞莱（Мoseley）利用阴极射线撞击金属产生X 线，发现原子序越大，X 线的频率就越高，因此他认为核的正电荷决定了元素的化学性质，并把元素依照核内正电荷（即质子数或原子序）排列。后来又经过多名科学家多年的修订才形成现在的元素周期表（表58-1-1）。

元素在周期表中的位置不仅反映了元素的原子结构，也显示了元素性质的递变规律和元素之间的内在联系，使其构成了一个完整的体系，是化学发展的重要里程碑之一。元素周期表的意义重大，科学家正是用此来寻找新型元素及化合物。

到1925年为止，已被确认的元素总共达88 种，其中有81 种是稳定的，7 种是不稳定的。这样一来，努力找出尚未发现的4 种元素（即第43、61、85、87 号元素）就成为科学家们的迫切愿望。由于在所有已知元素中，从第84 号到第92 号都是放射性元素，因此，可以预测第85 号和第87 号元素也应该是放射性元素。另一方面，由于第43 号和第61 号元素的上下左右都是稳定元素，所以似乎没有任何理由认为它们不是稳定元素。因此，它们应该可以在自然界中找到。

这4 种元素中，首先被确认的是第43号元素。1937年，美国劳伦斯（E.O.Lawrence）用回旋加速器通过高速粒子轰击第42 号元素钼获得一种未知的放射性物质，并送到意大利化学家赛格雷（E.Segre）那里去进行分析。赛格雷和他的同事把有放射性的那部分物质从钼中分离出来以后，发现它在化学特性上和铼很相似，但又不是铼。因此他们断言，它只能是第43 号元素，并定名为锝，这是世界上第一个人工合成的元素。

1939年，法国化学家佩雷（М.Perey）在铀的衰变产物中分离第87 号元素，命名为钫（Fr）。

表58-1-1 元素周期表

1940年，美国化学家西格雷（E.G.Segre）等人在回旋加速器中用α-粒子轰击铋靶发现第85 号元素，并在1947年提出把这个元素命名为砹（At）。

1945年，美国橡树岭国立实验室的马林斯基（J.A.Мarinsky）等从反应堆铀裂变产物中发现并分离出第61 号元素，命名为钷（Pm）。

至此，元素周期表从第1 号至第92号终于全部齐全。但是，从某种意义上说，向元素进军的最艰巨历程才刚刚开始，因为科学工作者已经突破了周期表的边界。原来，铀并不是周期表中最后一个元素。

1940年，美国艾贝尔森（Philip Abelson）和麦克米伦（E.М.Мcmillam）等用人工核反应得到第93 号元素镎（Np）。同年，美国西博格（G.T.Seaborg）、沃尔和肯尼迪等发现第94 号元素钚（Pu）。1944年，他们用质子轰击钚原子得到第95 号元素镅（Am）。此后，美国西博格和吉奥索（A.A.Ghiorso）等于1949年和1950年用人工核反应分别得到第96 号元素锔（Cm）、97 号元素锫（Bk）和98 号元素锎（Cf）。1952年，美国吉奥索研究氢弹爆炸产生的原子“碎片”时发现第99 号元素锿（Es）和100 号元素镄（Fm）；1955年，他又用氦核轰击锿得到第101 号元素钔（Мd）。1958年，美国加利福尼亚大学的科学家们用碳离子轰击锔得到102 号元素锘（No）；1961年，他们又以硼原子轰击锎得到103 号元素铹（Lr）。1964年，俄国弗廖洛夫和美国吉奥索各自领导的科学小组分别发现104 号元素（Rf）和105号元素（Db）。1974年，俄国弗廖洛夫等用铬核轰击铅核发现106 号元素（Sg）；1976年，他们用铬核轰击铋核又发现107 号元素（Bh）。1982年和1984年，德国明岑贝格（G.Мunzen-Berg）等人工合成108 号元素（Hs）和109 号元素（Мt）。1994年，德国达姆斯塔特重离子研究中心由 62Ni 和 208Pb核聚变产生110 号元素（Uun）和111 号元素（Uuu）。1996年，德国在达姆斯塔特重离子研究中心合成112 号元素（Uub）。