打开化学大门的金钥匙

门捷列夫只花了两个月，就写出了有机化学教科书；他写无机化学教科书—《化学原理》，却整整花费了10年时间，才写成这本厚达几千页的巨著。

门捷列夫把大量时间花费在清除无机化学那杂乱无章的状态方面。正如他的一位友人所说的：“门捷列夫是一位无论如何也不能容忍杂乱无章现象的伟大人物。我很清楚地知道他是一位富有思考力的思想家，同时也是一位认为自然界并不存在有杂乱无章的混乱现象和偶然性的科学家。”

“如果我们看到自然界有杂乱无章的混乱现象，那么这种杂乱无章的混乱现象并不是自然界固有的，而是由于我们对自然界的认识不够。因此，门捷列夫讲授彼得堡大学开设的化学讲座后，就着手编写无机化学教程。他认为必须把化学元素加以整理。”

门捷列夫在发现了化学元素周期律之后，证明化学元素大家族并不是一盘散沙，而是有规律、有秩序的一个整体。无机化学的混乱状态就此结束。

化学元素周期表经过上百次修改，它的形式改变了许多次。现在，你可以看到，经过门捷列夫的精心安排，化学元素家庭是何等井然有序！

化学元素周期表是按照化学元素原子量的大小顺序排列的。原子量，是表现原子质量的一种量。称萝卜论斤，而原子的质量是用氢原子来论的。氢原子是最轻的原子。每一种元素的原子跟氢的原子相比，重多少倍就是这个元素的原子量。也就是说，原子量是原子的相对质量。比如，氧原子的质量为氢原子的16倍，氧的原子量便为16；碳原子的质量为氢原子的12倍，碳的原子量便为12。

现在，世界上总共有118种化学元素。如氢是第一名，原子序数为1；氦是第二名，原子序数为2；锂是第三名，原子序数为3……

在化学元素周期表中，横的叫“周期”，竖的叫“族”。118种化学元素，共分为16族。例如，锂、钠、钾、铷、铯、钫这6种元素，被划为第Ⅰ族；铍、镁、钙、锶、钡、镭这6种元素，被划为第Ⅱ族……氟、氯、溴、碘、砹这5种元素，被划为第Ⅶ族；氦、氖、氩、氪、氙、氡这6种元素，被划为0族。

同一族的化学元素的性质十分类似。如第Ⅰ族元素，都具有较强的金属性，而第Ⅶ族元素都具有较强的非金属性。同族元素的化合价是一样的。如第Ⅰ族的元素化合价都是+1价；第Ⅱ族的元素化合价都是+2价；第Ⅲ族的元素化合价都是+3价……0族的元素化合价都是0价。也有些元素有几种化合价。

门捷列夫为什么能够对未知元素做出精确的预言呢？他是根据同族元素相似的原则做出预言的。就拿他预言的“类硅”—锗来说，锗的原子量是怎样预言的呢？

在第Ⅳ族中，位于锗之上的是硅，它的原子量为28；位于锗之下的是锡，它的原子量是118。

另外，在锗的左边，是尚未发现的镓，门捷列夫当时算出镓的原子量为68。而锗的右边是砷，原子量为75。据此，锗的原子量为：

然后，门捷列夫再把这两个数字相加并平均：

所以，门捷列夫预言锗的原子量为72。后来，温克勒测得锗的原子量为72.3。门捷列夫所预言的其他数字、未知元素的性质，也是根据这些方法推算的。

门捷列夫发现化学元素周期律的最大功绩，在于深刻揭示了化学元素间的内在联系。它表明，化学元素不是彼此隔离、彼此孤立的，而是有着密切联系的统一体，是互相关联、互相制约的。它说明大自然是统一的，是可以认识的。它的发现，有力地打击了形而上学在化学中的统治，是辩证唯物主义在化学上的重大胜利。

化学元素周期律，现在成了化学的基础理论，同时也是化学这门科学最根本的规律。正因为这样，门捷列夫被誉为近代化学的奠基人之一，俄国化学之父。

门捷列夫发现化学元素周期律，犹如掌握了打开化学大门的金钥匙。从此，他写《化学原理》一书，感到心明眼亮，文思如泉涌，写出了世界上第一部以化学元素周期律为纲的无机化学教科书。至今，全世界的无机化学教科书，几乎都是以化学元素周期律为系统，讲述各种化学元素的。

门捷列夫以化学元素周期律为系统讲无机化学课，深受学生们的欢迎。门捷列夫竭尽全力，热心培养接班人。他说：“我要把生命的宝贵时光和全部精力贡献给教育事业。”门捷列夫的学生曾这样回忆门捷列夫讲课时的盛况：

在门捷列夫开始讲课之前，不仅是他讲课的第七教室，就在邻近的其他房间也早已挤满了各系和各年级的许多朝气蓬勃和熙熙攘攘的学生。他们按照往年的习惯来听开学的第一次讲课，以便向这位教授、彼得堡大学的骄傲、俄罗斯科学的荣耀——德米特里·伊凡诺维奇·门捷列夫，表示他们的爱戴和崇敬的感情。我当时也挤在这些激动、兴奋而喜悦的学生群中，我们迫切地期待着门捷列夫的莅临。从隔壁的房门直接开向讲台的那个实验标本室里，传来轻轻的脚步声，教室中顿时肃静下来，门捷列夫在门口出现。他身材魁伟，稍稍驼背，他那斑白的长发直垂到两肩，银灰色的长衫衬托着他那副目光炯炯、严肃而纯朴的面孔。当时的情景至今仍历历在目。

欢迎、欢呼和掌声，像春雷一般，震天撼地。这简直是一场暴雨，是一阵狂风。全体同学都在高声欢呼，大家都欣喜若狂，每一个人都尽情地表达出自己的欢乐情绪、自己的颂扬和热忱……

只要看到当时欢迎门捷列夫的这种热烈场面，就会体会到他是一位伟大的科学家和伟大人物。他令人神往地影响了所有的人，并吸引住了所有接触过他的人的智慧和良心。

另一位学生回忆道：

门捷列夫声音低而有力，言辞充满着热情，非常激动，他好像找不到字眼似的，初次听他讲课的人都会感到发窘，想催促他，暗示他所缺少的字眼。然而，这种焦虑完全是多余的，门捷列夫一定会找到适当的字眼，那就是人们所意想不到的、精确简明的借喻字眼……他始终作为讲课依据的、贯串着包罗万象的公式和深奥无比的种种科学观点，令人心向神往。

他的讲课经常涉及力学、物理学、天文学、天体物理学、宇宙起源论、气象学、地质学、动植物的生理学和农业学的各方面，同时也涉及技术各部门，包括航空和炮兵战术学。

由于门捷列夫对当时科学的发展有了明确的认识，他直接参加解决各种最新的基本问题，而且又结识了许多当代杰出的人物，因此他的讲述就成了包括许多直接观察和印象的一股生动泉流。