伟大的化学预言家
——————门捷列夫
19世纪下半叶是个巨大科学发现迭出的时代，以后科学的继续发展有着重大意义。门捷列夫是19世纪下半叶俄罗斯先进的科学文化活动家之一，他对最新的科学发现很是关注，总是及时地发表自己的意见，评价它们对于科学发展的意义。经常是新发现的消息刚一传出来，他已经发表了对被发现的规律或事实的评论。当然，他也有反应不正确的时候，但是门捷列夫的伟大之处还在于他虽博学多才，却绝不刚愎自用。他对科学的态度是严肃、公正、无私的。所以，一旦发现自己错了，他从不惧怕公开承认这一点。比如，他曾经对放射性元素的发现持怀疑态度，但是当他深入了解这些元素之后，马上就开始宣传它们，评价它们的意义，还试图用自己独特的方式去解释放射性元素。
无论在过去还是现在，无论对哪一个民族来讲，门捷列夫的名字都闪烁着耀眼的光芒，拥有无比的光荣地位。在他的一生中，对化学的贡献是巨大的。
一．论比容以及对同晶现象的研究——元素周期律的基础
在大学时代，门捷列夫为参加硕士考试而研究的课题是比容。经过长时间的刻苦努力，门捷列夫写出了硕士学位论文“论比容”。这是一篇内容十分丰富的专著，它不是实验结果，但也不是普通的文献引用，而是实实在在的理论研究的成果。文中论题围绕化学基础理论问题展开的争论而切入，并以其为背景进行论述。“论比容”这篇论文是深入、细致研究的成果，它标志着门捷列夫向他后来伟大总结——元素周期律迈出了重要的一步。此外，门捷列夫对化学和矿物学也倾注了许多心血，他对褐帘石和灰石进行了化学分析，此外，根据教授们的布置，他还写了一篇内容丰富的论文《论类质同晶现象》。他大学毕业时，为了取得副博士称号，写了一篇题为“由于结晶形式和结晶成分的其他关系而形成的（类质）同晶现象”论文。这篇论文取得了巨大成功，很快就以单行本版发行。它是门捷列夫理论观念发起的起点，又是他后来发现化学元素周期律的基础。
二．发现沸点
门捷列夫曾经有过两年海外完善知识的过程。在海外深造的两年期间，他认真做了极其细致的物理化学实验，想解决一个深深吸引着他的难题：液体内部原子之间附着力究竟有多大，由此得出物质内聚力的大小和它们的化学成分之间的关系。他还特别研究了液体表面张力和所谓的各种毛细常数。他希望能找到更多解决化学问题的方法。但实际上，唯一的结果是发现了“沸点”。
三．编写《有机化学》
在门捷列夫回国后，他开始写《有机化学》教材。仅仅两个月时间，新书开始在市面上出售。门捷列夫的《有机化学》教材是一个前无古人的系统教程，也是第一部由俄国科学家用俄语独立编写的有机化学教材。这个教材的出现是化学理论领域的一场真正的革命。在《有机化学》中，门捷列夫坚定不移地支持遵循罗兰、热拉尔的一元理论和康尼沙罗的《原子定律》。这部教材讨论的理论中有所谓的“极限论”，门捷列夫认为它是最重要的。这个理论是他自己提出来的。书中还谈到当时化学的中心问题——原子价理论，引起了许多化学家的注意。门捷列夫的极限论是广义上的，这本教材中有门捷列夫开始使用的有机化学术语“无
限化合”直到今天还在使用。
四．水化合理论
1864年，门捷列夫完成了博士论文“论酒精和水的化合”。它研究的是一个实际的化学问题：物质在酒精—水的体系中的物理变化，特别深入地研究水和酒精的混合液中酒精成分的确定。从内容上看，这篇论文给人的印象更像纯理论研究，而不是化学实践工作。门捷列夫提到过，这个研究的主旨：“不稳定的化合，比如溶体，不可能生硬地与稳定的化合，即所谓的真正化学化合分离开来。
从门捷列夫以后关于溶体认识的发展来看，“论酒精和水的化合“实质上是把溶体带进了水化合理论。水化合理论是门捷列夫后来总结出来的，它对溶体理论的发展产生了重大的影响。
五．溶体理论
上面说到的门捷列夫的“论酒精和水的化合”论文是他关于溶体问题的第一部著作。1884年，他做了几个关于溶体问题的报告。第一个报告中，他根据压力上升时溶体的压缩性提出了一种假说：溶质一个分子内部压力与浓度无关。也就是，对于第一份溶质和以后的、直到接近饱和状态的溶液来讲，这个压力是一样的。他的另一个报告确定了容体的密度，并把密度值与溶体的分子量作了比较。
1887年，门捷列夫出版了一部综合性专著《通过密度对水溶体的研究》。他在这部书中发展和完善的观点和理论以其独特性而动人。在溶体理论史上有着重大的意义。他的关于溶体性质和状态的观点远远超出了推测、假说的界限，他自己也这么认为——他大体上完善了承认溶体中存在溶质水合分子的缔合的溶体学说，认为这些分子处于一种动态的平衡状态，稀释以后它们会产生不同形式的分解。门捷列夫的这一学说在以后的溶体理论的发展中留下了深深的印记，引起了许多研究，导致了一系列重大发现。现代的电解溶体理论也是受到门捷列夫学说的影响饿发展起来的。
六．伟大的预言——元素周期律
1869年，在编写《化学原理》的过程中，门捷列夫发现了化学元素周期律，这一发现引发了一系列的理论和实践问题，使他用了两年时间来解决它们。化学元素周期律的发现四科学史上空前绝后的大事件。无论是科学史学家，还是普通人都对化学元素周期律思想的产生历史、性车工过程和如何成为一个无所不包的自然规律有着浓厚的兴趣。门捷列夫的发现对他来讲并不是突然的。门捷列夫的许多前辈为周期律的发现奠定了基础，他以前的科学活动以及他对科学的态度使他发现了周期律。
早在1816年—1829年间，彼列索涅尔就通过比较化学性质相似的元素的原子量发现，自然界中广泛普及的元素的原子量是相当接近。1850年彼金柯费尔发现化学性质相近的元素原子量的数值的差为8的倍数。1851年丘玛提出了类似的关于原子量之间存在着有规律的关系的设想。„„
在前辈所做的铺垫下，门捷列夫尝试在单独的卡片上写下元素及它们的原子量与根本属性，然后从中找出相似的元素和相近的原子量。这样他很快就得出一个结论：元素的属性受它们的原子量制约并有周期性变化。
元素周期律的发现是十分传奇的，竟是因为他梦见了一张图表，表中元素都在自己的位置上排列着，醒了之后他马上把它记到纸片上，后来发现只有一个地方需要修改，其他的地方都很准确。而在他梦前，他几个月都在绘制这张未知的表，希望得到元素间的已知关系。真是日有所思夜有所梦！
1869年2月末，他写了论文“元素的属性和原子量的关系”。这是一篇具有特殊意义的
论文，它是有关周期性的论文，其主要观点为：按原子量大小排列的元素属性呈现明显的周期性，把元素或原子组按原子量大小对比会发现：这个差值和他们的原子性及它们的化学性质差别是相对应的。1871年—1872年间，门捷列夫还发表了“元素的自然体系及属性”和“化学元素的周期律”。前者文中，门捷列夫提出可以遇见尚未发现的化学元素的属性，在周期表中引人注目的是存在一些没被已知元素占据的空格，他大胆地推断自然界中存在应该占据表中空格的元素，只不过它们暂时还没有被发现。
1871年，门捷列夫预言类铝的原子量和化学属性，而1875年，列考克·德·布瓦博朗发现了“镓”元素。“镓”的发现，成为门捷列夫预言的有力佐证，这在下表中的情况可看出来。
类铝 ——Ea 镓 ——Ga
原子量接近于 68 原子量 69.9
熔点较低 熔点为30℃
密度接近 6 密度为 5.96
比容 11.5 比容 11.7
在空气中不应被氧化 只有在炽热条件下才容易被氧化
在炽热条件下能分解水 在高温下能分解水
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1871年，门捷列夫预言的铒和类硅也被实验证实了。
1871年预言 1879年、1880年确定
铒—— Er 钪—— Se
原子量 44 原子量 44.4
氧化物 Er2O3 氧化物 Se2O3
密度 3.5 密度 3.86
„„ „„ „„ „„
准硅的性质 锗的性质
类硅—— Es 锗—— Ge
原子量 72 原子量 72.32
密度 5.5 密度 5.47
比容 13 比容 13.22
原子价 4 原子价 4
EsO2密度 4.7 Ge O2密度 4.703
EsCl4沸点低于100℃ Ge Cl4沸点 86℃
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门捷列夫对未知元素性质的预言已经三次被实验证明是正确的了，这对科学的继续发展起了广泛的、重要的作用。从19世纪80年代起，周期律作为重要的科学定律一直是化学和物理研究的牢固基础。也是从这时起：以周期律为基础，人们开始对所有已知元素的化合物的研究，并开始寻找未知的、但通过周期表可以看出来的化合物。根据周期律，人们可以“按计划”发现新元素，几乎没有任何意外。
门捷列夫在化学史上最大的贡献便是元素周期律。它的确立，使无机化学研究从只局限于实验事实的狭隘经验论中解脱出来，指明了化学发展的方向。除了比容、《有机化学》、《化学原理》、水化合理论、溶体理论、元素周期律外，门捷列夫还将他在化学上的研究带到了农业生产、石油工业、军事技术上。他的一生都在为科学研究而活，无疑，他的努力，他的坚持是值得的，在化学史上，他翻开了光辉的一页。