夢中發現元素週期律,名垂青史,卻因鑽石烏龍與諾貝爾獎失之交臂

1869年2月的一個夜晚,門捷列夫經歷了那個名垂青史的夢境:

當時世上為人所知的63種化學元素紛紛落在相應的格子裡,組成了一張表。它們依照原子質量排列,隨著質量的增加呈現出有規律的變化。

門捷列夫在醒來後立馬在紙上依樣畫葫蘆,只做了一處必要的修改。他發覺這種循環往復的變化與三角函數的跌宕起伏很相像,於是借用了函數週期的概念,將這張表格命名為——元素週期表。

門捷列夫在繪製化學元素週期表時,極有先見之明地留下空白。他意識到某些元素是缺失的,並且準確預測了缺失元素的性質。後來隨著時間的推移,他預言的11種元素也一一被人找尋到。

他天才地發現了元素週期律,卻沒能因此獲得諾貝爾獎。

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據解密的檔案記載,當時瑞典皇家科學會中有10名委員具有投票資格,其中有4人投給了門捷列夫,1人棄權,而其餘5人則投給了另外一名候選人。

第二年,也就是1907年2月2日門捷列夫這位享有世界盛譽的俄國化學家因心肌梗塞與世長辭,那一天距離他的73歲生日只有5天,不少人認為這與他沒能獲得諾貝爾獎有很大關係。

究竟是誰擊敗了當時化學界的一代宗師——門捷列夫?他又有著什麼更為驚人的貢獻?

他就是法國化學家莫瓦桑。

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點石成金

莫瓦桑最引以為自豪的“創舉”,就是他用石墨製得了世界上第一顆人造金剛石。

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1892年他發明了電爐,將實驗室化學反應的溫度成功地提高到3500攝氏度,想利用它來製造金屬碳化物、碳化硅和人造金剛石。

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諾貝爾獎官網上記錄

他提出:“利用高溫電爐把摻有碳的鐵熔化,突然投入冷水中,鐵水錶面受冷急劇收縮時產生強大的壓力,使包裹在其中的碳按著金剛石的結構排列就位,變成金剛石晶體。

他和助手燒了一爐又一爐,一爐又一爐,卻只能得到一些淤泥狀的石墨。但他堅信自己的思路是對的。終於在1903年,實驗室裡得到了一小塊(0.7mm左右)的鑽石。

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莫瓦桑欣喜若狂,馬上把這個成就上報了法國科學院。由於莫瓦桑是成名已久的著名科學家,法國科學院在沒有再次驗證的情況下直接向外界宣佈這個令人振奮的消息——法國化學家研製出了人造金剛石。

這是真正意義上的“點石成金”啊,全世界為之沸騰。

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1906年,“人造鑽石”的光環,加上諾獎委員會內部排擠門捷列夫的政治因素,最後以5票對4票、1票棄權的投票結果,諾貝爾化學獎頒給了莫瓦桑。

歐洲的很多科研機構和鑽石經銷商們,在莫瓦桑生前沒辦法得到他們想要的秘密,想盡辦法從他遺孀那裡購得了莫瓦桑關於人造金剛石的實驗記錄,然而無論怎樣進行實驗就是得不到他們想要的金剛石。

鐵水凝固能夠提供的壓力,其實遠不足以讓石墨結晶成為鑽石,那麼莫瓦桑的“人造鑽石”是哪裡來的呢?

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“人造鑽石”之謎

當年莫瓦桑到底有沒有成功地合成鑽石呢?這一直是個謎。

有傳聞說,參與實驗的一個年輕助手對無休的單調實驗無比厭煩,都快精神崩潰了。他又不敢公然違抗莫瓦桑的命令,為了早日結束噩夢般的實驗,便偷偷把過去實驗遺留的幾顆鑽石顆粒混入到樣品中,幫助莫瓦桑實現宏偉的理想。

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直到20世紀50年代,隨著高壓研究和高壓實驗技術的發展,人類才製出第一顆真正意義的“人造鑽石”。

當年的諾獎委員會宣稱莫瓦桑的獲獎原因,是他在氟單質方面的貢獻。製備單質氟是化學史上最困難的工作之一,70多年間無數著名化學家先後進行過製備單質氟的嘗試,均以失敗而告終,一些人甚至因此而中毒死亡。

但如果沒有金剛石這回事,很可能莫瓦桑就沒機會獲獎了,畢竟他從頒獎禮回來沒多久就去世了。

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而門捷列夫更是比他早18天去世。可惜了他發現元素週期律,並且因此給化學科研帶來革命性變化,他的豐功偉績本可以得到世界上最權威的獎勵。


他還繼續活在元素週期表中

為了紀念門捷列夫,原子序101號的合成化學元素,也依他的名稱命名,中文名稱為“鍆”,是一個金屬性的錒系超鈾元素。

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另外還有紀念愛因斯坦的“鎄”,居里夫人的“鋦”,諾貝爾的“鍩",哥白尼的“鎶”,倫琴的“”……總共有15個元素都以科學家名字命名的。

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今年正好是門捷列夫發現化學元素週期律併發明元素週期表的150週年,也是聯合國教科文組織規定的“國際化學元素週期表年”。

英國科普書的“業界大佬”DK公司,與中國大百科全書出版社強強聯手打造了一套《DK化學元素》,完全就是孩子化學啟蒙學習的利器,閉眼入的節奏啊。

全書共分為12個章節,系統地介紹了118種元素,每種元素的發現、性質,在自然界中存在的形態,以及它們在人類生活中的應用等各個方面的趣味知識。

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這些知識緊密聯繫生活,讓化學元素不再是抽象的符號,而是與人類的日常生活、藝術文明、科學創造等現象密切相關。

例如,金屬銅明明是黃顏色的,但為什麼銅製成的自由女神像是灰綠色的?

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我們都知道硫酸的腐蝕性很強,但硫化合物卻能添加在護膚品中,它的粉末還可以用來保存乾果,這是什麼原因呢?

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在列舉化學元素生活中的應用時,不僅有孩子們常見的物品,還有一些高科技產品,這是孩子們瞭解現代高新科技的啟蒙途徑。

比如,在講解「鈷元素」時,提到了“人造髖關節”、“永久磁體”、“輻照食品”這些新式科技,還講到了利用放射性元素來治療癌症的方法。

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書中有非常全面、系統的知識,不僅填補了孩子對於稀有元素的空白,它還兼具化學詞典的功能,方便快速查找所需的相關知識。

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在涵蓋的知識點上,這套書能夠很好地與咱們國內各個版本的化學教材相銜接,填補教材中的知識空白,豐富化學學科內容,卻比教材更生動有趣,讓孩子們易於接受,易於理解。

它不僅適合作為小學階段的化學啟蒙讀物,也適合初高中階段的孩子配合化學教材一起學習。6~14歲孩子值得人手一部!

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