元素周期表有多难背（元素周期表150间发生巨大变化）

几乎每一个化学实验室都挂着一张元素周期表，这个科学史是哪个最伟大创作之一，人们通常归功于俄罗斯化学家迪米特里·门捷列夫（Dimitri Mendeleev）。

他于1869年在卡片上写出已知元素（当时有63个元素），然后根据其化学和物理特性将它们排列成行和列。

元素周期表到今天已经有150年的历史，为了庆祝这一科学关键时刻，联合国宣布2019年为国际元素周期表年。

但是元素周期表并不是从门捷列夫开始的，许多人都对这些元素进行了调整。

图为：Theodor Benfey的斯派拉表

早期元素周期表

早在几十年前（门捷列夫发现周期表前），化学家约翰·道尔顿(John Dalton)试图为元素创建一个表格和一些相当有趣的符号(它们没有流行起来)。

图为：约翰·道尔顿的元素列表

甚至就在门捷列夫得到一副自制的卡片前几年，约翰·纽兰兹(John Newlands)还创建了一张按元素属性排序的表格。

而门捷列夫的天才之处在于他发现表格遗漏了什么。他意识到某些元素不见了，还有待发现。

因此，在道尔顿、纽兰兹和其他一些人阐述已知事物的地方，门捷列夫为未知事物留下了空间。更令人惊讶的是，他准确地预测了失踪元素的性质。

图为：门捷列夫的表格中有缺失的元素

注意到上面表格中的问号了吗?例如，在Al(铝)旁边有一个未知金属的空间。门捷列夫预言它的原子质量为68，密度为每立方厘米6克，熔点非常低。

六年后保罗·埃米尔·德·博伊博德兰（Paul Émile Lecoq de Boisbaudran）分离Ga（镓），确定它正好进入了原子质量为69.7，密度为5.9g/cm³，熔点如此之低，以至于它在你手中变成了液体。

门捷列夫对Sc（钪）、Ge（锗）和Tc（锝）也做了同样的预测(直到1937年，也就是他去世30年后，人们才发现了锝)。

乍一看，门捷列夫的表格和我们熟悉的那张不太像（上图）。

首先，现代元素周期表上有一堆门捷列夫忽略了的元素(没有给它们留出空间)，其中最明显的是稀有气体(如氦、氖、氩)。

而且，该表的方向与我们的现代版本不同，我们现在将元素放在一起，以列的形式排列成行。

图为：今天的元素周期表

但一旦你把门捷列夫的这个周期表旋转90度，就会发现它与现代周期表的相似之处。

例如，卤素——氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)和碘(I)(门捷列夫表中的J符号)——都是相邻出现的。

今天，这些卤素被排列在周期表的第17列(化学家们更喜欢称之为第17组)。

实验期

从这个图（上图-门捷列夫周期表）到我们熟悉的图似乎是一个小小的飞跃，但是，在门捷列夫发表多年之后，已经有了大量关于元素的替代布局实验。

甚至在周期表得到永久的直角翻转（现代周期表）之前，人们就提出了一些奇妙的转折。

图为：海涅里希•鲍姆豪尔的螺旋形周期表

一个特别引人注目的例子是海涅里希•鲍姆豪尔(Heinrich Baumhauer)于1870年发表的螺旋形，他的表格以氢为中心，原子质量不断增加的元素向外螺旋形式元素周期表。

落在每个轮辐上的元素具有相同的属性，就像在今天的表中列(组)中的元素具有相同的属性一样。

还有亨利·巴塞特在1892年提出的相当奇怪的“哑铃”形构想。

然而，到了20世纪初，这张周期表总算稳定下来，变成了人们熟悉的水平布局，1905年阿尔弗雷德·沃纳(Alfred Werner)设计的周期表看上去非常现代。稀有气体第一次以它们现在熟悉的位置出现在周期表的最右边。

图为：阿尔弗雷德·沃纳的周期表

沃纳还试图借鉴门捷列夫的著作，留下一些空白，尽管他的猜测有些过火，提出了比氢更轻的元素，以及介于氢和氦之间的另一种元素(现在发现它们都不存在)。

尽管这张周期表看起来相当现代，但仍有一些需要重新安排的地方。特别有影响力的是查尔斯·珍妮特的版本。

他采用了物理学家的方法，利用新发现的量子理论创建了一个基于电子构型的布局。由此产生的“左步”表仍然受到许多物理学家的青睐。

有趣的是，珍妮特还为最多120个元素提供了空间，尽管当时只知道92个元素(我们现在只知道118个)。

图为：查尔斯·珍妮特的周期表

确定设计

现代元素周期表实际上是珍妮特版本的直接演变。碱金属(以锂为首的那组)和碱土金属(以铍为首的那组)从极右移到极左，形成了一个非常宽的(长形的)元素周期表。

这种格式的问题在于，它不适用于页面或海报（是不是觉得有点长），所以主要是出于美观的原因，f区元素通常会被剪切并存储在主表下面。这就是我们今天所认识的元素周期表。

最后​

虽然现在的周期表布局很完美，但并不是说以后人们不能修改了，修改通常是为了强调元素之间的相关性，而这些相关性在传统表格中并不明显。

现在的元素周期表有数百种不同变体（有一定道理的），螺旋形和3D版本尤其受欢迎，另外，还有数不清的半开玩笑似的变体。

如果你有足够创意，也可以来上那么一张，当然要有你的理由。

编译：sks

文：The periodic table is 150 – but it could have looked very different.theconversation

参考文献

几种类型的元素周期表.百度文库

Internet Database of Periodic Tables.meta-synthesis

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