元素表元素周期表150年了，你看过最有趣的版本长什么样？

说到元素周期表，几乎每个化学实验室的墙上都会有一个。2019年是元素周期表诞生150周年。为了庆祝元素周期表诞生150周年，联合国于2018年宣布将2019年指定为国际化学元素周期表年。

在大多数情况下，我们认为元素周期表的创建归功于俄罗斯化学家迪米特里·门捷列夫。1869年，他将当时已知的63种元素写在卡片上，并根据它们的物理和化学性质进行排列。

但是回顾历史，门捷列夫并不是第一个创建元素周期表的科学家。在他之前，很多人试图整理这些元素，找出规律。著名的化学家是约翰·约翰·道尔顿，他也试图为元素创造一张表，并标记一些容易识别的符号，但由于各种原因，它们在当时没有传播开来；约翰·约翰·纽兰兹还根据元素的不同属性对其进行分类。

约翰·道尔顿元素表

与其他人不同，门捷列夫意识到一些特定的元素可能缺失，这需要进一步的发现，所以他在这些表格中留下了一些可能性。因此，他在道尔顿、纽兰兹等人已知元素列表的基础上，创造性地为未知元素留出空。更令人钦佩的是，门捷列夫还准确地预测了缺失元素的性质。这就是门捷列夫元素周期表在1869年首次出版时的样子。

门捷列夫的元素周期表缺少元素

比如门捷列夫的元素周期表中，他在al旁边留下了一个空之间的未知金属。门捷列夫预测未知金属的原子质量为68，密度为6 g /cm3，熔点较低。六年后，法国化学家保罗·米勒·勒科克·德·布瓦博德兰在镓(Ga)中验证了这一点。镓的原子质量是69.7，密度是5.9 g/cm，熔点很低。一旦接触到人的手就会融化成液体。镓的发现完美地填补了门捷列夫的空对于钪(Sc)、锗(Ge)和锝(Tc)，门捷列夫也做出了同样的空白和预测。但直到1937年，锝才被发现。

乍一看，门捷列夫的表不同于我们熟悉的元素周期表。主要是现代元素周期表上有一些被门捷列夫忽略的元素，比如惰性气体(比如氦、氖、氩)。此外，这张桌子的布置与现代版不同。现在，元素按列排列，然后按行排列。

元素周期表的现代版本

如果把门捷列夫的表旋转90度，我们会惊喜地发现，它与现代元素周期表有很多相似之处。例如，卤素元素——氟(f)、氯(Cl)、溴(br)和碘(I，门捷列夫J表中的符号J)——相继出现。现在排列在元素周期表第17列，化学家更愿意称之为第17族(第7主族VIIA)。

关于元素周期表的一些探索

从门捷列夫的周期表到我们熟知的现代周期表，似乎只是一个小的旋转。事实上，门捷列夫的论文发表后，多年来已经对化学元素的其他排列和分布进行了许多实验。在把门捷列夫的桌子永久性地转90度之前，曾经有人试图大胆而又奇怪地转动它。

西奥多·本菲的螺旋周期表(1964)

海因里希·鲍姆豪尔在1870年发表的螺旋结构是一个显著的旋转。盖螺旋结构以氢为中心，元素随着原子质量的增加而螺旋上升。每条直线从中心到外围的辐射线上的元素都有相同的属性，与现代元素周期表中的同族元素相同。此外，亨利·巴塞特还在1892年提出了一个非常有创意的“哑铃”方案。

海因里希·鲍姆豪尔的螺旋

但在20世纪初，元素周期表逐渐变成了今天的水平布局，类似于海因里希·沃纳(Heinrich Werner)1950年设计的现代版，首次将稀有气体排列在表的最右位置。沃纳还借鉴了门捷列夫的做法，在桌子上留下了空白色，但他的猜测太大胆了。他认为有一种元素比氢轻，氢和氦之间可能还有另一种元素，但实践证明两者实际上都不存在。

海因里希·沃纳设计的元素周期表

这个表看起来和现代周期表很像，但是还是需要一些重排。尤其有影响力的是查尔斯·珍妮特的版本。他用物理学家的方法和新发现的量子理论建立了基于电子组态的布局。由此产生的“阶梯”表受到许多物理学家的青睐。即使当时只有92个元素，珍妮特仍然为120号元素提供位置。

查尔斯·珍妮特的“阶梯”元素周期表

现代元素周期表实际上是直接从珍妮特的版本演变而来的。例如，碱金属(以锂为首的第一主族元素)和碱土金属(以铍为首的第二主族元素)已经从最右边移动到最左边，从而形成了非常宽的元素周期表。这种布局也有问题:不能很好地布局或用文字呈现；后来主要是出于美观的原因，f区的元素(即电子占据原子壳层最外层f轨道的镧系和锕系元素)一般都被切掉，放在主表下面。元素周期表演变成了我们今天所熟悉的。

事实上，人们并没有停止试图修改元素周期表的布局:螺旋和3D版本尤其受欢迎。此外，马克·洛奇结合了门捷列夫的桌子和亨利·贝克的伦敦地铁地图: