科學(xué)發(fā)現(xiàn)系列講座第1頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月元素周期律的發(fā)現(xiàn)物質(zhì)是由元素構(gòu)成的，每一種元素都具有不同的特性。經(jīng)過長期的努力，人們所發(fā)現(xiàn)的元素數(shù)目不斷增加。到了19世紀，人們發(fā)現(xiàn)的元素已經(jīng)達到六十多種。隨著元素數(shù)目的增多，化學(xué)家們開始感到他們像是迷失在一座茂密的叢林中：自然界究竟有多少種元素？它們之間的內(nèi)在關(guān)系怎樣？有沒有規(guī)律？怎樣分類？由于科學(xué)的精髓就在于要從表面的雜亂中理出秩序來，所以科學(xué)家們一直想從元素的特性當中找出某種規(guī)律來。第2頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月元素周期律的發(fā)現(xiàn)元素有許多特性，如單質(zhì)的熔點、沸點、密度、硬度等，化合物的化學(xué)價、溶解度等。但是，元素最重要的性質(zhì)是化學(xué)性質(zhì)和原子量，化學(xué)性質(zhì)可以用氧化數(shù)描述，原子量等于化學(xué)當量乘化學(xué)價。以下是到1860年人們所發(fā)現(xiàn)的元素情況一覽表。

第3頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月原子量元素氧化數(shù)

原子量元素氧化數(shù)

原子量元素氧化數(shù)1H159Co2,3,4116U3,4,5,67Li159Ni2,3,4118Sn4,29.4Be263Cu1,2122Sb3,511B365Zn2127I-1,0,1,3,5,712C4,2,-2,-460Y3128Te-2,0,2,4,614N-3,575In1,3133Cs116O-2,075As5,3,-3137Ba219F-1,079Se-2,0,2,4,6137V2,3,4,523Na180Br-1,0,1,3,5,7182Ta2,3,4,524Mg285Rb1186W2,3,4,5,627.3Al387Sr2188Nb528Si4,290Zr3,4197Au1,331P5,3,1,-392Ce3,4197Pt2,432S-2,0,2,4,694La3198Ir3,4,635.5Cl-1,0,1,3,5,795Di3,4199Os2,3,4,6,839K196Mo2,3,4,5,6200Hg1,240Ca2103Rh3,4204Tl1,350Ti2,3,4104Ru2,4,6,7,8207Pb2,452Cr2,3,6104Pd2,4210Bi3,555Mn2,3,4,6,7108Ag1236Th3,456Fe2,3,6112Cd2

第4頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月元素周期律的發(fā)現(xiàn)一、從化學(xué)性質(zhì)出發(fā)，尋找原子量的分布規(guī)律將元素系統(tǒng)排列的最早的實際嘗試，是由德國化學(xué)家德貝菜納作出的。早在1816年通過對性質(zhì)相似的三元素鈣、鍶、鋇的研究，他觀察到鍶的原子量大體上是50，接近于當時公認的鈣的原子量(27．5)和鋇的原子量(72．5)的平均值。到1929年，他采用貝齊旦烏斯在1926年發(fā)表的新原子量數(shù)據(jù)，通過對當時發(fā)現(xiàn)的54種化學(xué)元素性質(zhì)的系統(tǒng)研究，他進一步明確提出了“三元素組”的分類方法。

第5頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月元素周期律的發(fā)現(xiàn)他確定的一些元素組是：

1．鋰7鈣40氯35.5硫32錳552．鈉23鍶87溴80硒79鉻563．鉀39鋇137碘127碲128鐵57從上至下，每三個元素為一組，性質(zhì)相似，中間一個元素的原子量是另兩個元素原子量的平均值。為此，他預(yù)計新發(fā)現(xiàn)的溴元素的原子量是氯和碘的原子量平均值。當這一點被貝齊里烏斯所肯定時，他真是欣喜若狂。

第6頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月元素周期律的發(fā)現(xiàn)下面一些元素，他認為中間的元素尚未被發(fā)現(xiàn)，

l.硼11鈹9.4釔60

3．硅28鋁27.3銫133

德貝萊納確實發(fā)現(xiàn)了一些元素分類的規(guī)律，但他沒有能夠把所有元素都系統(tǒng)地歸納為一個體系。他也沒有機械地按原子量的規(guī)律硬性地把3個不同性質(zhì)的元素歸為一組。例如，雖然氮的原子量精確地等于碳和氧的平均值，但仍然把它們看作是三個孤立的非金屆元素，后來的事實證明，德貝萊納是對的。

第7頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月元素周期律的發(fā)現(xiàn)二、從原子量出發(fā)，尋找化學(xué)性質(zhì)的變化規(guī)律1862年，即在坎尼札羅把原子量確定為化學(xué)上的一個重要的研究手段以后，法國的地質(zhì)學(xué)家比古耶·德尚庫圖瓦發(fā)現(xiàn)，如果按原子量遞增的順序把元素排列成表的形式，他能使性質(zhì)相似的元素處在同一欄內(nèi)。兩年以后，英國青年化學(xué)家紐蘭茲也發(fā)現(xiàn)：按原子量遞增的順序，每隔八個元素就有重復(fù)的物理和化學(xué)性質(zhì)出現(xiàn)，因為和音樂上的八度音相似，所以稱“八音律”。

第8頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月原子量元素氧化數(shù)

原子量元素氧化數(shù)

原子量元素氧化數(shù)1H1

133Cs17Li163Cu1,2137Ba&V2,3,4,59.4Be265Zn2182Ta2,3,4,511B360Y3186W2,3,4,5,612C4,2,-2,-475In1,3188Nb514N-3,575As5,3,-3197Au1,316O-2,079Se-2,0,2,4,6198Pt&Ir2,3,4,619F-1,080Br-1,0,1,3,5,7199Os2,3,4,6,823Na185Rb1200Hg1,224Mg287Sr2204Tl1,327.3Al392&94Ce&La3,4207Pb2,428Si4,290Zr3,4210Bi3,531P5,3,1,-395-96Di&Mo2,3,4,5,6236Th3,432S-2,0,2,4,6103Rh&Ru2,3,4,6,7,8

35.5Cl-1,0,1,3,5,7104Pd2,4

39K1108Ag1

40Ca2112Cd2

52Cr2,3,6116U3,4,5,6

50Ti2,3,4118Sn4,2

55Mn2,3,4,6,7122Sb3,5

56Fe2,3,6128Te-2,0,2,4,6

59Co&Ni2,3,4127I-1,0,1,3,5,7

第9頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月元素周期律的發(fā)現(xiàn)但是，他還沒有認識到在已知元素之間還有未發(fā)現(xiàn)的元素，因此“八音律”存在許多矛盾。1866年，紐蘭茲在英國化學(xué)學(xué)會上提出了“八音律”的見解時，引起了哄堂大笑。有人諷刺說，你怎么不按元素的字母排列呢？可見要讓人們接受一個青年人提出的新的但是還不完整的思想，是多么的困難，科學(xué)界內(nèi)部的保守勢力同樣在阻礙科學(xué)的進步。許多年以后，即在元素周期表的重要性得到普遍承認以后，他們的論文才得以發(fā)表。紐蘭茲甚至還因此而獲得了勛章。

第10頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月元素周期律的發(fā)現(xiàn)“八音律”在理論上是粗糙的，不完整的；在實踐上也沒有提出可供檢驗的預(yù)言。它的意義在思想上，首先給出了元素按原子量的順序出現(xiàn)的規(guī)律的雛形。第11頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月元素周期律的發(fā)現(xiàn)三、同時從原子量與化學(xué)性質(zhì)出發(fā)，尋找變化規(guī)律俄國化學(xué)家門捷列夫終于從雜亂無章的元素迷宮中理出了一個頭緒。門捷列夫為了研究元素的分類和規(guī)律，把當時已知的幾十種元素的主要性質(zhì)和原子量寫在一張張的小卡片上，反復(fù)進行排列，比較它們的性質(zhì)，探索它們之間的聯(lián)系。第12頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月元素周期律的發(fā)現(xiàn)1869年，他正式提出元素周期律，它在周期表中排列了當時已經(jīng)知道的63種元素。門捷列夫的元素周期律的原理基本上同紐蘭茲的相同，不過門捷列夫的周期律更加的科學(xué)和完整，同時也比他具有更大的勇氣和信心來宣揚自己的觀點。門捷列夫的“周期表”比紐蘭茲的元素表更為復(fù)雜，也更接近我們今天認為是正確的東西。第13頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月元素周期律的發(fā)現(xiàn)門捷列夫第一次修訂原子量V=137

51Nb=188

94Th=236

118新發(fā)現(xiàn)Er=55補充、修訂后的元素原子量與性質(zhì)第14頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月原子量元素氧化數(shù)

原子量元素氧化數(shù)

原子量元素氧化數(shù)1H155Er3104Pd2,47Li156Fe2,3,6108Ag19.4Be259Co2,3,4112Cd211B359Ni2,3,4116U3,4,5,612C4,2,-2,-463Cu1,2118Th3,414N-3,565Zn2118Sn4,216O-2,060Y3122Sb3,519F-1,075In1,3127I-1,0,1,3,5,723Na175As5,3,-3128Te-2,0,2,4,624Mg279Se-2,0,2,4,6133Cs127.3Al380Br-1,0,1,3,5,7137Ba228Si4,285Rb1182Ta2,3,4,531P5,3,1,-387Sr2186W2,3,4,5,632S-2,0,2,4,690Zr3,4197Au1,335.5Cl-1,0,1,3,5,792Ce3,4197Pt2,439K194Nb5198Ir3,4,640Ca294La3199Os2,3,4,6,850Ti2,3,495Di3,4200Hg1,251V2,3,4,596Mo2,3,4,5,6204Tl1,352Cr2,3,6103Rh3,4207Pb2,455Mn2,3,4,6,7104Ru2,4,6,7,8210Bi3,5第15頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月元素周期律的發(fā)現(xiàn)門捷列夫的第一張元素周期表利用補充、修訂后的元素原子量與性質(zhì)表，門捷列夫給出了他的第一張元素周期律圖表。作為試探與假設(shè)，他在圖表中一些需要探討的問號。第16頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月第17頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月元素周期律的發(fā)現(xiàn)門捷列夫第二次修訂原子量Th=118

231，Y=60

88In=75

113，Di=95

138Ce=92

140，Er=56

178Os=199

195，Te=128

125，I=127

128Au=197

199，La=94

180補充、修訂后的元素原子量與性質(zhì)第18頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月原子量元素氧化數(shù)

原子量元素氧化數(shù)

原子量元素氧化數(shù)1H156Fe2,3,6122Sb3,57Li159Co2,3,4127I-1,0,1,3,5,79.4Be259Ni2,3,4128Te-2,0,2,4,611B363Cu1,2133Cs112C4,2,-2,-465Zn2137Ba214N-3,575As5,3,-3138Di3,416O-2,079Se-2,0,2,4,6140Ce3,419F-1,080Br-1,0,1,3,5,7178Er323Na185Rb1180La324Mg287Sr2182Ta2,3,4,527.3Al388Y3184W2,3,4,5,628Si4,290Zr3,4195Os2,3,4,6,831P5,3,1,-394Nb5197Pt2,432S-2,0,2,4,696Mo2,3,4,5,6198Ir3,4,635.5Cl-1,0,1,3,5,7103Rh3,4199Au1,339K1104Ru2,4,6,7,8200Hg1,240Ca2106Pd2,4204Tl1,350Ti2,3,4108Ag1207Pb2,451V2,3,4,5112Cd2208Bi3,552Cr