元素周期表的发现

元素周期表的发现

引语：科学研究的目的就是从个别或特殊的事物中概括出共同本质或一般原理。而这种共同本质或一般原理的得出，有时需要对某类事物的所有对象作出概括，进行完全归纳；有时需要通过典型事物枚举，对其共同的某种属性作出概括。不管是完全归纳，还是典型枚举，都要通过过程繁杂的艰苦分析，把事物的整体或过程分解为各个要素，作出周密、严谨的对比，找到各种要素的内在联系，从而得出共性与一般原理，真正地认识事物。分析的过程有可能会进行全面的调查研究和分析，对事物逐层分析，了解清楚事物产生与发展的整个流程；也有可能根据积累的经验，假设事物的共性与一般原理，再收集数据来论证该观点。归纳法在科学研究的过程中起着至关重要的作用，是科学思维中的一种基本方法。

1857年，年仅23岁的门捷列夫担任了彼得堡大学化学教研室副教授，负责讲授“化学基础”课。他在给他的学生讲授化学基础课时，却发现理论化学里并没有指出自然界到底有多少种元素、元素之间有什么内在联系、元素之间的异同靠什么区别、新元素靠什么鉴别。当时，有些化学家也开始探索这些问题，他们从不同角度与深度找到元素间的某些联系，但没有将全部元素当做一个整体来概括，没有找到将元素进行正确分类的途径。年轻的学者门捷列夫毫无畏惧地走向了这条艰难的探索之路。

门捷列夫为了探求元素的化学特性与原子特性，制作了一些小卡片，这些卡片上记录着当时已知的每个元素的各种特性。门捷列夫看着这些卡片，企图捕捉元素的共同性，找到其中的规律。可是，一次次从不同的方向探索，他却一次次失败了。

门捷列夫没有丧失信心，而是将目光放远，从实验室之外来寻求结果。一方面他到德国海德尔堡进行科学深造，透彻地学习了物理、化学，使他的科学知识又提高了一个档次。另一方面，他深入到俄国的巴库油田进行考察，并且走出国门，到法国、德国、比利时的许多化工厂和实验室进行参观与了解，这使他眼界大开。这些活动让他对元素的特性有了深刻的了解，而且让他有了重要的发现：当时公认的原子量并不准确。因而，他又回到他的实验室，并且重新测定一些原子量，用准确的原子量修正了自己的卡片。

门捷列夫看着自己的卡片，将一些性质相同的元素反复对比，来寻找其中的奥秘。他看着他的卡片，终于有了灵感：按照原子量的大小将它们依次排列起来。可是，从卡片上看到，原子量相近的元素，他们的性质并不相近；而性质相近的元素，他们的原子量并不同。他又按性质进行归纳，进行纵向排列：锰 55 铬 52 铁 56，硫 16 硒 79 碲 128，氯 17 溴 35 碘 127，钙 20 锶 88 钡 137，锂 3 钠 11 钾 19。经过反反复复地对比，门捷列夫紧紧抓住元素的性质与原子量之间的相互关系，终于发现了元素周期律。

门捷列夫从复杂的元素特性中归纳出了“元素周期律”，并且按原子量从小到大横向排列，按性质相近纵向排列，制成了著名的“元素周期表”。根据“元素周期表”，门捷列夫指出，当时公认的金原子量是错误的。一些科学家通过不同的方法，对金原子量进行了准确的测量，结果，正如门捷列夫指出的一样，果然公认的金原子量不准确。在门捷列夫编制的周期表中，有许多空格，门捷列夫认为这是没有发现的新元素。人们按照周期表的指导，通过实验发现了这些新元素。这些成果说明元素周期律是自然界的一条客观规律，它为寻找新材料指明了方向。

虽然，后来的科学研究证明，门捷列夫编制元素周期表的基础是错误的，应该是依据原子的核电荷数来编制，不应该根据原子量来编制。但是，门捷列夫从已知的全部元素的性质出发，归纳出共性的思考方法，却成为科学研究的一种重要思路，对以后许多重大科学成果的取得起到了重要的启迪作用。

启示：孩子在面对众多事物表现出的不同特点时，往往不会去寻找这些特点是否有规律，是否有共同发展的趋势。家长要引导孩子，学会归纳大量的事实，从中找到共性或者规律，来揭示自然的秘密。像门捷列夫一样，通过对已知的所有元素的各种特性进行归纳，通过艰苦的分析，由定性到定量，从局部到全体，把一些看来似乎互不相关的元素统一了起来，得出“元素周期表”，从而揭示了物质世界的秘密，使整个物质世界形成了一个完整的自然体系。家长要让孩子知道，虽然随着后来的科学发展，人们知道了门捷列夫得出“元素周期表”的依据不恰当，但这种概括规律的方式，是近代化学史上的一个创举，对促进化学的发展起了巨大的作用。尤其是这种研究方法，代表了研究事物共同本质或一般原理的正确的新方向，开创了归纳研究事物的先河。

训练支招：

（1）引导孩子在认识事物时，学会列举同一类事物并能概括其共性，或者会枚举典型事物，找到共性。

（2）教给孩子对事物或现象在空间分布上进行分析，在时间发展上进行分析。

（3）培养孩子对事物的各个因素、方面、属性等进行分析的能力。