“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大門的“神秘咒語”。不過你是否思考過,元素週期表為什麼是我們現在所熟知的模樣,各元素又為何以這樣的順序排列在化學元素週期表中呢?這個故事還要從元素週期表的創造史講起。
1789年,法國化學家拉瓦錫製作出了第一張元素週期表。當時,人們僅知曉33種元素,拉瓦錫將它們按照氣體、金屬、非金屬和土質四種性質進行了分類。此後,隨著科學技術的發展,英國化學家道爾頓於19世紀提出了原子論,化學家們逐漸將原子量與化學元素分類聯絡起來。
直到1869年2月17日,俄國化學家德·伊·門捷列夫繪製出了人類第一張規則的元素週期表。這張元素週期表中每一列的元素化學性質相似,而每一行的元素從左到右化學反應性漸次更替。
此外,門捷列夫在元素週期表中留出了很多空白,那是當時還未能發現,但他推測可能存在的元素。隨後,他預言的11種元素真的逐漸被人們發現,填補了表中的空白。更神奇的是,20世紀才被人們發現的放射性元素以及人造元素,也能在週期表中擁有對應位置。
但是,不管元素週期表如何變化及完善,元素週期表的第一位——“氫”憑藉自身的多種性質,成為了一個既不那麼起眼卻又令人無法忽視的存在。
氫是目前元素週期表中最輕的原子,卻構成了全部宇宙質量的四分之三。因為氫氣的密度和比重最小,所以人們經常用它來填充氣球,使它們飛上天去。氫原子還具有很強的還原性,在工業上,人們使用氫氣作為還原劑代替傳統的碳法冶金,以實現綠色環保“零碳化”排放。
最近,科學家們還利用氫氣還原二氧化碳產生甲醇,再透過酶促轉化成功合成人造澱粉,實現了不可思議的物質轉換。
此外,氫氣的熱值也很高,且燃燒產物只有水,不產生二氧化碳,十分清潔,因此科學家們認為,在未來氫氣是可能替代化石燃料的一種具有非常大發展潛力的新型清潔能源。目前,氫燃料已經成功應用於我國的航天、汽車和有軌電車等領域。未來也許我們的生活中也能用上氫能源的產品。
氫元素雖然質量輕,但是作用卻不小。我們生活的方方面面都離不開化學的身影。化學週期表為我們打開了認識化學、瞭解化學、學習化學的一扇大門。迄今為止,科學家們已經發現了118種元素,但是這並不是元素週期表的終點,也許未來新的元素就來自你的發現。
本文由北京市海淀區教師進修學校附屬實驗學校中學一級教師牟丹進行科學性把關。
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