“氫氦鋰鈹硼碳氮氧氟氖……”這一長串“魔法”口訣,可以說是我們開啟化學(xué)大門的“神秘咒語”。不過你是否思考過,元素周期表為什么是我們現(xiàn)在所熟知的模樣,各元素又為何以這樣的順序排列在化學(xué)元素周期表中呢?這個故事還要從元素周期表的創(chuàng)造史講起。
1789年,法國化學(xué)家拉瓦錫制作出了第一張元素周期表。當(dāng)時,人們僅知曉33種元素,拉瓦錫將它們按照氣體、金屬、非金屬和土質(zhì)四種性質(zhì)進行了分類。此后,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,英國化學(xué)家道爾頓于19世紀(jì)提出了原子論,化學(xué)家們逐漸將原子量與化學(xué)元素分類聯(lián)系起來。
直到1869年2月17日,俄國化學(xué)家德·伊·門捷列夫繪制出了人類第一張規(guī)則的元素周期表。這張元素周期表中每一列的元素化學(xué)性質(zhì)相似,而每一行的元素從左到右化學(xué)反應(yīng)性漸次更替。
此外,門捷列夫在元素周期表中留出了很多空白,那是當(dāng)時還未能發(fā)現(xiàn),但他推測可能存在的元素。隨后,他預(yù)言的11種元素真的逐漸被人們發(fā)現(xiàn),填補了表中的空白。更神奇的是,20世紀(jì)才被人們發(fā)現(xiàn)的放射性元素以及人造元素,也能在周期表中擁有對應(yīng)位置。
但是,不管元素周期表如何變化及完善,元素周期表的第一位——“氫”憑借自身的多種性質(zhì),成為了一個既不那么起眼卻又令人無法忽視的存在。
氫是目前元素周期表中最輕的原子,卻構(gòu)成了全部宇宙質(zhì)量的四分之三。因為氫氣的密度和比重最小,所以人們經(jīng)常用它來填充氣球,使它們飛上天去。氫原子還具有很強的還原性,在工業(yè)上,人們使用氫氣作為還原劑代替?zhèn)鹘y(tǒng)的碳法冶金,以實現(xiàn)綠色環(huán)?!傲闾蓟迸欧?。
最近,科學(xué)家們還利用氫氣還原二氧化碳產(chǎn)生甲醇,再通過酶促轉(zhuǎn)化成功合成人造淀粉,實現(xiàn)了不可思議的物質(zhì)轉(zhuǎn)換。
此外,氫氣的熱值也很高,且燃燒產(chǎn)物只有水,不產(chǎn)生二氧化碳,十分清潔,因此科學(xué)家們認(rèn)為,在未來氫氣是可能替代化石燃料的一種具有非常大發(fā)展?jié)摿Φ男滦颓鍧嵞茉?。目前,氫燃料已?jīng)成功應(yīng)用于我國的航天、汽車和有軌電車等領(lǐng)域。未來也許我們的生活中也能用上氫能源的產(chǎn)品。
氫元素雖然質(zhì)量輕,但是作用卻不小。我們生活的方方面面都離不開化學(xué)的身影。化學(xué)周期表為我們打開了認(rèn)識化學(xué)、了解化學(xué)、學(xué)習(xí)化學(xué)的一扇大門。迄今為止,科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了118種元素,但是這并不是元素周期表的終點,也許未來新的元素就來自你的發(fā)現(xiàn)。
本文由北京市海淀區(qū)教師進修學(xué)校附屬實驗學(xué)校中學(xué)一級教師牟丹進行科學(xué)性把關(guān)。