物质世界是由元素组成的,元素是个大家族,元素大家族里有多少成员?这个问题在现在,科学家都还无法回答。当前,科学家已发现自然界存在、人工制造出来的元素一共有118种。要找到、发现新元素并不容易,118种元素是在不同的历史时期相继被发现或人工制造出来的。
现在,科学家可以把118种元素按一定顺序和规则排列在一张表中,构成元素周期表。最早绘制出元素周期表的是俄国化学家门捷列夫。19世纪中期,门捷列夫在前人工作的基础上,仔细研究了已发现的元素的性质并尝试对这些元素进行分类。门捷列夫在研究中发现这些元素间存在某种关系,最终他发现了某种规律,按这个规律,他把已发现的元素加以排列、归类,绘制出一张元素周期表。在研究中他还发现依照他所认定的规律,还可能存在一些人们还未发现的元素。他预测了一些尚未发现的元素,并在表中为它们留下了位置。1869年,他发表了关于元素周期律的图表和论文,1871年他修改并发表了第二张表。现代的元素周期表就是在门捷列夫所绘制的周期表的基础上形成的。
图2-3是现代的元素周期表。元素周期表中列出了目前发现的118种元素。其中26种是人造的元素(包括43号元素Tc、61号元素Pm、93~118号元素),92种是存在于地球自然界中的。118种元素以序号从1到118依次排列,并分至7个横行,18个纵列中。每个横行组成一个周期,每一个纵列组成一个族。每个周期中的元素数目不完全一样。从第1周期到第7周期,分别有2、8、8、18、18、32、32种元素。其中57~71,89~103号元素在表中共同排列在一个位置上,在表外再分别列出。这种排列方式,看起来既整齐又有点奇怪,其中隐藏着什么秘密呢?
按这种排列,你会发现,我们熟悉的氧、氮、碳、硫等元素集中在周期表的右上方,而钠、镁、钾、钙等元素则集中在表的左上方;氦、氖等元素都排在周期表最右边的一个纵列中。我们还会发现,周期表中57~71号共14种元素,在表中都挤在一个格子里,在表外另列一行,89~103号共14种元素也如此排列,这是为什么呢?
周期表中有太多的秘密,等着我们去揭开。