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发信人: emacs (In the Name of Love), 信区: Science
标  题: 元素·周期表·早期的理论
发信站: 哈工大紫丁香 (2002年08月03日12:48:34 星期六), 站内信件



　　　　　　         周期表

          
　　
　　至此我所述的都是一些相当大的物体——恒星、星系、太阳
系、地球和它的大气层，现在让我们看看组成它们的物质的特性。


               　　早期的理论

　　早期希腊哲学家对于大部分问题都采取论证与推理的方法，
他们曾断言地球是由少数元素或基本物质组成的。大约公元前
430年，阿克雷加斯的恩培多克勒把这些基本物质假定为土、空
气、水、和火4种。一个世纪后，亚里士多德又提出天空中含有
第五种元素——以太。中世纪研究物质问题的继承者是中世纪的
炼金术士，他们虽然陷入了幻术和骗术的泥坑，但他们所做的结
论比那些古希腊人更精明和合理，因为他们至少处理过他们所推
测的物质。

　　为了解释这些物质的不同性质，这些炼金术士们列表增添控
制元素，并附上这些元素的各种特性。他们把水银看作是使 物
质具有金属特性的元素，而把硫看作是使物质具有可燃性的元素。
16世纪的瑞士物理学家霍恩海姆是炼金术士中最好的一位，他加
了一种元素——盐，并认为它是使物质具有抗热性的元素。

　　炼金术士们认为，只要按合适的比例加入或取出某些元素，
就可以使该物质变成另一种物质。例如，像铅这种金属，只要加
入适量的水银就可以转变成金。这种寻求把贱金属转变成金的精
密技术持续了好几个世纪。在这期间，炼金术士们又发现了大量
比金更为重要的物质——譬如无机酸和磷。

　　无机酸——硝酸、盐酸，特别是硫酸（大约在公元1300年首
次被制造出来），引项发现引起了炼金术实验中的重大革命。这
些酸比以前知道的最强的酸（醋里面的醋酸）所具有的酸性要强
得多，而且不需要高温及长时间的等待就可以把物质分解。即使
在今天这些无机酸在工业上的用途仍非常重要，尤其是硫酸。据
说，一个国家的工业化程度，可以从它每年消耗的硫酸量来判断。

　　然而，几乎没有一个炼金术士愿意离开他追求的主要方向而
转到这些重要方面，其中一些无耻之徒，耽溺于骗人的色当，伪
称他们会变出黄金以便从一些有钱的赞助人那里赢得我们今天所
谓的经费，因此使得这们行业声名狼藉而导致炼金术士这个名称
遭人唾弃。到了17世纪左右，炼金术士变成了化学家，同时炼金
术也一步步发展成称之为化学的科学。

　　波义耳是这门科学诞生时出现的化学家中的一位，他建立了
波义耳气体定律。在他的《怀疑的化学家》一书中（1661年出
版），波义耳第一次建立了元素的明确的新准则：元素是一种基
质，它能与其他的元素结合成化合物，相反地，任何一种元素从
一种化合物中分离出来后，就不能再分解成任何更简单的物质了。

　　然而，对什么是真正的元素，波义耳仍保留了中世纪的观点。
例如，他认为金不是元素，可用某种方法从其他的金属制得。事
实上，与他同时代的牛顿也这样认为。牛顿在炼金术上花了很多
的时间（的确迟至1867年，奥匈帝王约瑟夫还发给他造金实验补
助金）。

　　在波义耳之后的一个世纪里，实际的化学工作者开始弄明白
了哪些东西可以分成更简单的物质，哪些不可以。卡文迪什曾经
指出，氢可以和氧结合产生水，所以水不是一种元素。后来拉瓦
锡把被认为是元素的空气分解成氧和氮。如此一来事情就理加清
楚了。以波义耳的元素准则来判断，古希腊所提出的元素则都不
是元素了。

　　至于炼金术士们认为是元素的水银和硫，后来根据“波义耳
准则”也证实确实为元素。其他如铁、锡、铅、铜、银、金和一
些非金属如磷、碳、砷也如此。而巴拉赛尔苏斯认为是“元素”
的盐，则被分解成两种更简单的物质。

　　当然，元素的定义取决于当时的化学水平。只要某种物质用
当时的化学技术不能分解，它便可以被视为一种元素。例如，拉
瓦锡的33种元素表中包含了石灰石和氧化镁等物质，但是在他死
于法国革命的断头台上之后14年，英国化学家戴维使用电流来分
解这两种物质，他把石灰石分解成氧和称为钙的另一种新元素。
同样地，他把氧化镁分解成氧和另一种新元素——镁。

　　另一方面，戴维已能够证实，瑞典化学家舍勒从盐酸制出来
的气体不像人们所想象的那样是盐酸和氧的化合物，而是一种真
正的元素，并合名为氯（源自希腊字“绿色”）。



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