将元素各就各位

元素周期表起源于19世纪中期,历经数十年发展而成,对于原子理论和量子力学至关重要

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元素周期表是现代科学最重要的发展之一,尽管它起源于19世纪60年代。 除了统一了各种各样的化学和物理现象外,它还对原子物理学的发展,并最终对量子力学理论的发展做出了重大贡献。

如今,元素周期表已成为一种文化符号——如果你愿意,可以称之为模因。 网站上涌现了各种各样的“元素周期表”,从水果和蔬菜到著名的吉他手,凡是能分类的东西都有“元素周期表”。 根据我去年十月做的快速搜索,仅YouTube上以元素周期表为主题的视频就有约14,000个。 在谷歌上搜索“元素周期表”这个词,结果有近2300万条,顺便说一句,这比搜索“相对论”或“量子力学”的点击次数还要多。

但是元素周期表是如何传播的? 它是如何演变的? 它是如何向科学家和公众宣布的? 有什么比通过世界上最受欢迎和历史最悠久的科学杂志——《大众科学》的页面来探索这些问题更好的方式呢? 当前的卷号包含了一系列关于元素周期表、元素和周围科学发展的独特文章。 六位科学家独立地做出了这一发现,尽管并非所有人都将其视为定律。 他们分散在世界各地,从美国到俄罗斯,但最初没有人太在意。 当六位发现者中最后一位,俄罗斯化学家德米特里·门捷列夫所做的预测开始实现时,这一切才开始改变。

该杂志首次提到元素周期律是在1876年,当时一份法国期刊宣布证实了门捷列夫的其中一个预测,即存在一种后来被称为镓的元素,并希望他的其他一些预测可能很快就会实现。 这里转载了关于门捷列夫预测的其他元素的发现的报道,以及许多试图理解和改进元素周期表的文章。

但是进步的道路并非总是平坦的。 在19世纪90年代,一种新的未预测元素氩被发现——它似乎无视在元素周期表中的成功排列。 一些科学家甚至认为元素周期表已经走向衰落。 在这里,我们阅读了它的发现者和其他专家对这种新元素的最初和令人困惑的描述,以及关于如何解释新发现的文章。 然而,不久之后,化学家们发现了其他几种完全无反应的气态元素,最终“氩及其同伴”在元素周期系统中找到了位置——它们就是稀有气体。

在20世纪之交,由于电子、X射线和放射性等现象的发现,物理学领域开始涉足元素周期表的研究。 元素周期表中仍然存在的少数小瑕疵,例如需要颠倒元素碲和碘的顺序,在原子序数的发现和同位素的出现中找到了自然的解释,这两者都塑造了原子核的特性。 在这里,我们阅读了弗雷德里克·索迪的一些文章,他是这项研究的早期先驱之一,也是“同位素”一词的创造者。

所有文章都秉承了《大众科学》的传统,即既能让受过教育的公众理解,又能让专家科学家理解。 鉴于元素周期表在非专业人士和学者中日益普及,这个合集来得正是时候。

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