元素的故事

导读（节选）
《元素的故事》生动地讲述了一些著名化学家发现元素的真实感人故事。他们平凡而又伟大，因为他们多数都出自寒门，经过艰辛努力成长为彪炳千秋的科学家。
自文明社会以来，智者就从哲学角度思考万物构成问题。东方有“金木水火土”五行说，西方有“水火土气”四元素说，元素构成说逐渐成为共识。
元素有多少种？谁也不知道。早期化学家把发现新元素作为人生的乐趣，他们从不同路径进行探索。有的擅长实验，有的擅长理论思考，精彩纷呈。舍勒以火为能源，戴维以电为能源，拉瓦锡善于理论思考，门捷列夫从理论上预测，本生和居里夫人更新实验手段，捕捉新元素。
舍勒时代，化学还没有完善的理论体系，主要从实验中获得经验性知识。舍勒擅长实验，发现了多种元素和几十种化合物。但他保守有余，创新不足。虽然首次弄清了空气成分，并发现了氧元素，却未能揭示出燃烧本质。
对燃烧现象本质的解释，早期依据“燃素说”，把一切跟燃烧有关的化学变化归结为燃素的转移。根据燃素说，金属燃烧，放出燃素，变成金属灰；金属灰与木炭共热，金属灰吸收木炭放出的燃素，又变成金属。据此，金属煅烧放出燃素，重量理应减轻，但实际上燃烧后的金属重量是增加的。
信奉燃素说的化学家，认为燃素有负重量（受到地心排斥）。舍勒对此深信不疑，继续沿着错误的途径前进。恩格斯说他是真理碰到了鼻尖也没有发现真理的人。
拉瓦锡敢于对燃素说进行质疑。他认为，如果有燃素存在，就逃不出他的天平。
拉瓦锡虽然没有发现氧，却借助氧的发现，推翻了燃素说，建立了“燃烧氧化理论”，揭开了燃烧之谜，使混乱的化学思想空前统一。他认为：
①物质燃烧时放出光和热。
②物质只有在氧存在时才能燃烧。
③物质在空气中燃烧，吸收氧而增重，增加的重量等于吸收氧的重量。
拉瓦锡把定量方法引入化学实验研究，使化学研究发生了质的飞跃。别人用天平称量物质，拉瓦锡用天平概括出质量守恒定律：“人工或天然不能无中生有地创造任何东西，每一次操作前后的物质总量相等，而且质和量保持不变，只发生更换和变形，可以看成公理。”
门捷列夫在大学执教时，化学教科书中的知识是孤立的，杂乱无章，看不到任何联系，教师教得辛苦，学生学得吃力。他决心找出元素之间的内在规律性。经过多年不懈努力，论文《元素性质和原子量的关系》横空出世，揭示了科学之美。
在门捷列夫元素周期表中，63种元素全在表中，并预留了四个空位。他预言必有对应的尚未被发现的元素存在。
他在一篇文章中写道：紧接锌后面，应该是具有原子量接近68的一种元素。这种元素在第Ⅲ族，位处铝下面，且将它称为“类铝”。它处在铝和铟之间位置，具有接近这两种元素的性质，该金属相对密度接近6。这种金属性应该是从铝的性质向铟的性质过渡。这种金属比铝有更大的挥发性，可望在光谱研究中发现。
五年后，法国化学家布瓦斯博德朗用光谱分析锌矿时发现了一种新元素，命名为镓。门捷列夫获悉后，立即写信说：镓正是类铝，不过镓的相对密度不是4.7，而是在5.96~6.0之间。看完来信，布瓦斯博德朗迷惑不解，镓是他发现的，异国他乡之人，怎么说镓的相对密度不准确？严谨的布瓦斯博德朗重新提纯镓，测得相对密度为5.94。
门捷列夫预言的“类硅”在1885年由德国化学家温克勒所发现，命名为锗。当温克勒看到自己发现的锗与门捷列夫预言的类硅性质十分吻合时，惊叹道：再也没有什么比类硅的发现能够更雄辩地证明元素周期律的正确性了。
门捷列夫的《元素性质和原子量的关系》，就像但丁神曲。
“按原子量的大小排列起来的元素在性质上呈现明显的周期性变化。”
“原子量的大小决定了元素特征。”
“应该预料到许多未知元素的发现。”
“知道了某些元素的同类元素以后，有时可以修正该元素的原子量。”
门捷列夫认为，化学不仅要描述物质性质的多样性，还要揭示物质性质的统一性。科学研究中，单纯积累事实是很不够的，关键是要对世界的和谐性有一个完整的认识，要善于把局部知识协调组织起来。
门捷列夫将丰富的感性材料去粗取精，去伪存真，由此及彼，由表及里，归纳出元素周期律，为化学发展树立了一座丰碑。

元素是我们用以认识世间万物的基本化学概念之一。本书作者以亲切活泼的笔触、生动有趣的故事，讲述了百年来有关化学元素的重大发现和发展，使读者在了解元素的同时，从中体会一代代研究者在缺乏物质条件或与当时主流定论相对立的情况下，不畏艰难、不惧权威、潜心钻研的科研精神。阅读本书的过程就像是破案解谜，一点点地了解元素与宇宙万物的奥秘。