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门捷列夫 |
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偏科的学生 1834年2月9日，门捷列夫出生在俄国西伯利亚托博利斯克市的一个中学校长的家庭里。他是家里的第14个孩子。众多的孩子给父母带来了沉重的经济负担和繁忙的家务劳动。在十多个兄弟姐妹中，门捷列夫比较小，他很聪明，跟哥哥、姐姐们学了很多知识，当然也学了不少淘气的花样。 门捷列夫7岁时，进入了国民学校。已经学到不少知识的他对数学、物理学和历史等课程表现出明显的兴趣。但对语文，尤其是对拉丁语漠不关心，当然，成绩是很差的。门捷列夫从上学开始就明显地偏科了。 浓厚的学习兴趣培养了门捷列夫出众的科学才能。他对什么都好奇，放学后常偷偷钻进工厂的车间，看工人们怎样熔化和加工玻璃。他弄来一根长管子，伸进熔炉，烧化得黏糊糊的，吹成一个大玻璃球。每次工人都会赶开他，可他经常去，他吹制的玻璃瓶越来越得到人们的夸赞。 但是，拉丁语要期末考试了，看到门捷列夫很不喜欢拉丁语，也从不用功学，一些同学想看门捷列夫的笑话——拉丁语通不过，不能毕业。幸亏应届毕业班的拉丁语教师是门捷列夫的表兄，这样，门捷列夫才勉强及格，准许毕业。 毕业后门捷列夫与一群不喜欢拉丁语的同学，登上了能俯瞰全市的山丘顶，一起烧毁了拉丁语课本，以此来庆祝他们的毕业。后来门捷列夫成为俄国最著名的化学家，于1899年访问故乡时，他再一次登上这座小山回忆当年。他很后悔上学时的偏科，这使他在以后又花费了很大的精力去弥补它。 1849年，门捷列夫中学毕业了。这几年，家庭很不走运，父亲去世，工厂失火，家庭经济状况急转而下。坚强的母亲在一连串的打击中只有一个信念：一定要把门捷列夫培养成才。她知道，虽然儿子并非中学里首屈一指的学生，但是儿子的头脑聪颖、才智过人，是得到老师及学校的一致称赞的。所以，一定要把门捷列夫送上大学，之后，再由他走自己的路。 这样，母亲变卖了产业，果断地下决心去了全国著名的高等学府所在地——莫斯科市。 经过2000多公里的艰辛的马车旅行（当时尚无铁路），母子俩终于到了莫斯科。可是，由于死板而又严格的制度，门捷列夫所在的中学的毕业生不能报考莫斯科大学。 母亲决不死心，打定主意要去首都彼得堡碰运气。幸运的是门捷列夫考上了外科医学院。但门捷列夫第一次看到尸体解剖，就晕了过去。他只好放弃这个专业。 门捷列夫很幸运，由于他先父的母校高等师范学校的校长是他先父的同学，因而给予他照顾，这样，门捷列夫考入了这所学校的物理数学系，并得到政府津贴住宿生的待遇。 对举目无亲又贫穷的门捷列夫来说，学校无疑给了他一切。他一反中小学时代的状况而成为最优秀的学生。对于他的刻苦学习、钻研的毅力和渊博的知识，老师和同学们都赞赏不已。入学一年后，门捷列夫患上了肺结核，从此他的学生时代的大部分时间都在医院中度过。令人赞叹的是，他的毕业成绩仍居首位，荣获了金质奖章。 按照当局的规定，该校毕业生必须要去中学工作。门捷列夫在利谢尔耶夫高等法政学校附属中学担任了数学、物理和自然科学教师。在搞好教学工作的同时，他密切关注着科学的最新进展。他以极大的毅力，克服种种不利条件，研究了“比容”问题，发表了《硅酸盐化合物的结构》一文。门捷列夫以其惊人的总结能力、广博的化学知识及卓越的研究成果被聘为彼得堡大学副教授。 发现元素的排列规律 已被任命为彼得堡大学化学工程学教授的门捷列夫在讲无机化学时面临着一个巨大的困难：这门学科发展很快，俄语教材都已陈旧，国外现有的教科书也不适应新的要求，迫切需要有一本新的能够反映当代化学科学发展水平的无机化学教科书。门捷列夫决定亲自编写书一部最新的教科。在书中应当包括对化学元素的描述。门捷列夫仔细研究了元素及其化合物性质的介绍，但是，他们的次序应当怎么排列呢？因为任何元素排列表也没有啊！ 门捷列夫作了很多卡片，他在每一张卡片上都写上了元素的名称、原子量、化合物的化学式和主要性质。之后，他把卡片加以系统整理。他先是把卡片分成3组，按元素的原子量大小排列……但毫无结果。他打乱了这种组合，又把它们排成几行，再把各行中性质相似的元素排成横行。 门捷列夫激动了，出现了完全没有料到的情况。每一行元素的性质都是按照原子量的增大而自上而下地逐渐变化着。例如，锌的性质与镁相近，这两个元素便排在相邻的两行中，使锌挨着镁。根据原子量，在同一行中紧挨着锌的应该是砷。如果把它直接排在锌的后面，砷就落到铝的一行中去了。但是，这两个元素在性质上并不相近。如果把砷再往下排，它就和硅相邻。可是硅的性质又不同于砷的性质。这样，砷可以再往下排，排在磷后面。 元素的排列有规律！门捷列夫兴奋得在室内踱步。但是，在锌和砷之间还留有两个空位，这又如何解释呢？门捷列夫激动地设想，这些空位也许属于尚未发现的元素，而它们的性质应与铝和硅很相近！ 门捷列夫在化学元素符号的简单排列中发现了规律，他把其他工作都放到了一旁，集中力量解决元素的排列问题。因为他发现表中元素的排列还不完善。 他把有关的各种学术杂志拿来，反复阅读、研究，发现杂志上关于某些化合物的性质和组成的材料，常常相互矛盾。他认为，这是对原子量的测定不准确所造成的，这也使得他的元素表中有些元素没能排在与其性质相符的位置上。 门捷列夫决定亲自进行实验。经过半年的努力，他已收集到关于元素氧化物的组成和性质的足够材料。通过深入的研究、实验和测定，门捷列夫弄清了一些元素的原子量，他发现有些的确与别人的结论不符。他按照元素的原子量把它们排在性质相近的元素行列中。 门捷列夫看到，元素有着清楚的系统性，元素的性质随着原子量的改变而改变。这样，第一张元素周期表诞生了！ 门捷列夫针对元素表中的空缺，在发表的关于元素周期表的文章中，预言并详细地描述了当时科学界尚不知晓的3种元素——类硼、类铝和类硅的性质。 各国同行们不仅不接受门捷列夫的理论，反而一致指责它是纯形式主义的，只是为了便于研究而根据元素的近似性分了一下类，实际上毫无用处。门捷列夫需要新元素的发现来证实他的预言，哪怕只证实一个。但不知这会是一个多么漫长的等待啊！ 6年后的一天，门捷列夫在翻阅法国科学院院报时，看到一篇关于勒科克发现了一种叫做镓的新元素的文章。他迫不及待地读完它，新发现的元素的性质与门捷列夫预言的类铝的性质很相似。毫无疑问，这是一个伟大的胜利！不过，法国科学家勒科克测定的镓的比重为4.7，而门捷列夫的计算却是5.9。门捷列夫写信给勒科克，告诉他，从他所发现的镓的性质看，就是6年前自己预言的类铝，并且告诉勒科克，他所测定的镓的比重不对。 勒科克读了门捷列夫的信后，怎么也不明白，门捷列夫根本没有这种元素，怎么会预言这种元素可能存在呢？又怎么会断定他所测定的镓的比重是不对的呢？不过，他还是再次认真地进行了测量，结果他信服了，门捷列夫是对的！勒科克在读了6年前门捷列夫发表的关于周期律的论文后，才完全理解自己的发现的意义：自己用实验方法证明了俄国科学家门捷列夫的预言，从而证实了门捷列夫元素周期表的正确性！ 镓的发现在科学家中间引起了更强烈的反响，门捷列夫和勒科克立即闻名全世界。科学家们为最初的这一胜利所鼓舞，开始探索门捷列夫预言的尚未被发现的另两种元素。欧洲的数十个实验室都在紧张地工作着，千百个科学家渴望获得不寻常的发现。 4年后，瑞典科学家尼尔森教授发现了一个新元素，它完全符合门捷列夫所描述的类硼。他把它叫做钪。门捷列夫的预言再次得到证实。俄国科学家的成就得到了世界的承认。 1886年初，德国化学家文克勒发现了新元素锗，又验证了门捷列夫的类硅预言。 周期律的3次胜利，在全世界科学家中间引起了强烈的反响。世界上许多大学和科学院都向俄国这位伟大的科学家表示了他应获得的尊敬。人们利用元素周期表，不仅顺畅地总结了已有的知识，而且准确地预见并指导了更多新元素的发现，使丰富多采的化学世界有条不紊地呈现在人们的眼前。 门捷列夫在大家的赞扬声中，专心地把无机化学的教科书编好了，这就是著名的《化学原理》，在不长的时间里，就印行了8版。因为这套教科书体现了门捷列夫的教学方法和经验以及他所倾心的科学思想，包含了门捷列夫的巨大精神力量和他留给后人的遗产…… 再接再励 在研究出元素周期律之后，门捷列夫又将注意力放在世界科学研究的前沿，即高压下的气体状态。他推算出的气态方程式比著名的克拉伯龙方程式具有更普遍的形式。 1876年，门捷列夫在美国费城参观了世界工业展览会，详细了解了美国的石油开采和加工情况。回国后，他就着手研究改善俄国石油开采方面的状况并给以改进和指导。他对煤的采掘和利用的问题给予了很大的注意，他从经济和技术观点出发，详细地阐述了煤的采掘问题，他首次提出了使煤在地下气化的全新课题。 海军部请他帮助拟定生产无烟火药的工艺流程，门捷列夫高兴地参加了研究工作。他对纤维素硝化的各种条件进行了系统的分析，研究了各种溶剂的作用，拟订了生产“火棉胶无烟火药”的详细的工艺流程。 有些显要的国务活动家得知门捷列夫对许多科学部门都有广博的知识后，也常常来向他请教和求助。的确，门捷列夫研究的范围很广，经济、贸易、工业技术等多方面都引起他很大的兴趣。他针对俄国的度量和计量标准混乱的情况，对来请教的财政部长提出要规范标准，并立即实行十进位计数制，与国际保持一致。在他的指导下，最终制定了新的标准。 在谈到自己在科学上的贡献时，门捷列夫把为国家服务的研究作为自己的义务，他谦虚地说，他的全部财富只有元素周期律、气体张力的研究、把溶液理解为缔合以及《化学原理》。因为“它们不是从别人那里抢来的，而是由自己创造出来的”。特别对元素周期律，门捷列夫更是一往情深，他说： “人们将会明白，我所发现的东西，对于了解整个自然界和微观世界既普遍又重要。” 门捷列夫已经发表的431部著作中，40部是关于化学的，106部是关于物理化学的，99部是关于物理的，99部是关于技术和工业的，36部是关于经济和一般问题的，22部是关于地理的，29部是关于社会其他科学研究的。他将自己毕生的精力献给了科学。他关心社会，同情劳动人民的辛劳。他深信自己的科学活动是有益的。他的这句话至今仍被人们传颂着：“播种科学，得到的是人民的收获。” 门捷列夫醉心于工作，他说：“对于我来说，最好的休息就是工作。停止工作，我就会烦闷而死。”他真的工作到最后一天。1907年1月20日，门捷列夫逝世了。 这个伟大科学家去世的消息，震惊了整个俄国社会。葬礼这天，公路的两旁挤满了绵延不尽为他送行的人。无数面巨大的横幅，上面画着元素周期表，在寒风的呼啸声中，展示着门捷列夫对化学世界的杰出贡献。 |
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