誰が“暗号”を解読したのか?

本稿では、古代東西の元素観から現代のラヴォアジエの元素再定義までの元素定義の進化を整理し、メンデレーエフが元素の周期法則を発見し、未知の元素を予測する困難を克服し、モスリーが周期法則の本質を明らかにし、元素暗号を解読したことを詳述する。

誰が“暗号”を解読したのか?

古代には、東洋人も西洋人も、物質は最も基本的な“要素”でできていると信じていました。中国では、これらの“元素”は金、木、水、火、土です。古代ギリシャでは、それは土、空気、水、火でした。

現代では、これらの“要素”は科学のテストを止められません。例えば、フランスの化学者ラヴォアジエは、酸素中の水素を燃やすことで水ができることを示した。その後、電気を使って水を水素と酸素に分解できるので、水は“元素”ではないことも発見されました。もう一つのいわゆる“元素”である空気は、約5分の1が酸素であり、残りは燃焼をサポートしない他のガス(主に窒素)であることがわかっているので、空気も“元素”ではありません。したがって、科学者は“元素”を化学的に分解できない物質と定義します。水素、酸素、窒素、塩素、炭素、硫黄、リン、铁、铜、金、银などこそ、をする真の“元素”である。

178 9年、フランスの化学者ラヴォアジエは33の元素のリストを発表し、ヨーロッパでは新しい元素の探索が盛んになり、発見された元素はすぐに60以上に達した。これらの要素は性質が異なり、乱雑に見える。世界にはいくつの要素があるのかという疑問があります。要素間の関係とは?新しい要素を見つけるには?

科学者たちは法則を見つけようと様々な努力をしましたが、ロシアの化学者メンデレーエフが元素を解読するための“暗号”を見つけるまで、結果は理想的ではありません。当時メンデレーエフが直面した最大の困難は、発見された元素の中には原子量が測定できないものや、まだ発見されていないものがあり、そのような配列の中で法則を見つけることがさらに困難であった。

メンデレーエフは落胆せず、当時知られていた63個の元素の原子量と主な性質をカードに書き、規則性を求めてグループを重ねた。彼は、元素を原子量の小さいものから大きいものまで並べると、距離ごとに前の元素と似た性質を持つ元素が現れることを発見した。この法則は繰り返されますが、一部の元素によって隔てられ、類似した性質を持つ元素を平行に並べると周期表ができます。

1869年、メンデレーエフは最初の元素周期表(時計回り90°回転)を発表した。各周期は周期であり、元素の性質は金属から非金属へと徐々に変化し、各列は族であり、元素の性質は互いに類似しており、原子量の増加に伴う元素の性質の周期的変化の法則が現れた。

メンデレーエフ自身がいくつかの元素の原子量を再測定することに加えて、ベリリウムの原子量誤差を訂正するなど、元素の性質に基づいて判断した。彼はまた、未発見元素が占めるべき場所として周期表の空白を残し、“アルミニウムのような”“シリコンのような”性質を予測し、後にガリウムとゲルマニウムの発見によってその予測が確認された。

その後、イギリスの科学者モズレーは、原子核の正電荷(原子番号)の数が元素の化学的性質を決定することを発見し、周期表は実際に原子番号の上昇に伴う元素の最も外側の電子の数の周期的な変化を反映しており、周期法則の背後にある真の理由を明らかにしました。メンデレーエフの不完全な原子量と空隙配列に基づく元素の周期法則の発見は、彼の鋭い洞察力と知的想像力を反映していた。