bbc化学史第二集中文字幕

化学史第二集 元素周期律 我现在知道自然界存在的元素的名字和序数,200年前大家刚刚开始揭开元素的秘密,19世纪初,只发现了55种元素,包括液态的汞,闪光的镁,还有易挥发的碘,科学家不清楚还能发现多少个元素,元素个数是无限的吗?但最大的难题是如何把元素排列在一起?元素师无序的吗?元素有内在的规律和逻辑吗?揭开谜底是个艰难的挑战,首次接近谜底却是偶然的事情,约翰·道尔顿,既聪明又谦虚,他有个英国式的爱好-天气,道尔顿于1766年生于英国的湖泊地区,小时候就非常聪明,12岁就自己设立学校教导其他孩子,他在回家途中喜欢观测各个季度的天气,由于热爱天气,他连续做了57年的气象日记,每天不断,无论下雨还是天晴,他做了20万次的精确观察,道尔顿喜欢安静,退休后的习惯也很普通,他一生单身,社交活动也不活跃,每周二下午的滚木球戏是他唯一的娱乐,他也遵守习惯,可能看上去有点乏味,但是道尔顿其实热爱读书,勤于思考,在他温文尔雅的外 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 下,头脑却充满激进的思想,最近科学家发现了元素结合成化合物的方法,科学家做合成实验时一直使用相同的反应物比例,道尔顿知道,食盐氯化钠总是一份钠和一份氯组成的,所以无论盐来自盐湖城还是西伯利亚,盐总有相同重量比的钠和氯,道尔顿就想,如果是这样的话,每种元素都有其独特组成,他称之为最终粒子——原子。这是令人炫目的启示,完全被人遗忘的领域,他提出,宇宙万物,是由无数小粒子组成的,希腊人在2000年前就提出原子的 概念,后来又被摒除,现在道尔顿提出自己的物质理论,他提出的理论是革命性的,是原子理论的基础,他的预示性工作直到100年后才被证实,他提出,有多少种元素就有多少种原子,正如每个元素都是不同的,每个原子的重量也不同,----独特的原子量。每种元素都有自己的原子量,无论元素是固体,液体或者气体,。三个气球中充满不同的气体,所以气体中的原子数量也基本相同,道尔顿认为不同的原子有不同的原子量,所以三个气球的重量应该不同,红色充满氦气,如果我放手,气球浮起来了,氦气很轻,第二个气球充满氩气,如果我放手,气球慢慢沉下来,氩气比氦气重,第三个气球充满氪气,如果我放手,气球像石头一样掉下来,所以道尔顿是对的,不同元素的不同原子有不同的原子量,道尔顿根据该理论,独立研究,他首次试图在无序的元素世界里找出规律,这些神秘的符号排列,是道尔顿根据原子量对元素的排序,有些元素我甚至认不出来,第一个是氢,第七个是氧,一直到第167个的汞,可以看出,道尔顿得出的原子量并不全对,但他仅仅由于思考,就做了一次理论的飞跃,200年前,道尔顿使用想象力作为显微镜,现代技术能让我们看到单个原子的形貌,使用扫描电镜。这不是利用光的普通显微镜,原子比1毫米的百万分之一还小,小于可见光的波长,扫描电镜使用电子扫描物体的表面,采集单独的原子,得到的图像是惊人的,这些是闪光的硅原子,这些是碳原子,金原子,铜原子,铜是有光泽的金属,对生命至关重要,铜使人类从石器时代迈进铜器时代,地球表面也有铜块,但铜通常要从矿物中提取,某些动物的血管中也有铜化合物,章鱼,蜗牛, 蜘蛛的血是蓝色的。道尔顿在十九世纪初提出的理论,即元素有不同的原子量,遭到很多科学家的反对,但有一人相信他,瑞典化学家贝采里乌斯,贝采里乌斯也一直想找出元素的规律,他相信,更多的了解元素的重量,是非常重要的,当他听到道尔顿的理论时,他订一个雄心勃勃的计划,任务巨大,简直是疯狂,这个瑞典化学家孤身一人,要精确测量每个元素的原子量,但是甚至还没有证实元素的存在,但是贝采里乌斯开始实验时前,要精确的提纯,稀释和过滤每种元素,工作远非那么简单,那时候进行精确研究所需要的化学仪器只有很少的几件被发明出来,但这阻挡不了他,他要着手研究,素以贝采里乌斯开始自己制造实验仪器,莱姆是个专业的吹玻璃工,他在皇家艺术学院向我展示贝采里乌斯的工作,吹玻璃需要身体忍耐力,要在非常高温的环境下工作,贝采里乌斯一定很敬业,我要取玻璃出来,玻璃大约有1000摄氏度,我要用木手套冷却和成型玻璃,制造圆底烧瓶,这是贝采里乌斯需要使用的最基本的化学装置,现在我要引入一些空气,空气进入玻璃管时热量使玻璃膨胀,一般认为,掌握吹玻璃技术要12年,从他的研究成果可以看出,他是个熟练的吹玻璃工,他要制造高精密的装置,所以比制造普通的花瓶和大烧杯难得多。我从图片中看不出他是怎么做出来的,现在要做圆底烧瓶的顶部,好这就是圆底烧瓶。,与贝采里乌斯做的很像,像我这样的理论物理学家通常是做不到吹玻璃的,但我也想试一试,看看掌握这门新手艺有多难,确实要学习12年,贝采里乌斯确实多才多艺,他制造的并不是这些基本的仪器,而是非常复杂的仪器,他在寻找元素规律的同时有了意 外收获,贝采里乌斯最伟大的收获,是他学习吹玻璃工艺使他有了一个不可思议的发现,1824年,他发现了一种新元素,组成玻璃的元素之一是硅。硅是半金属元素,陨星也含有硅,家附近,脚底下,地壳主要由硅矿组成,硅是丰度排在第二位的元素,仅次于氧,自然界的硅主要存在于沙和石英中,人造的硅化物可耐热,防水,东西不粘土,但硅最大的功绩是硅芯片,硅使房子那样大的计算机缩小到巴掌那样大,贝采里乌斯分离了四个元素,硅是最后一个,还有钍,锆和硒。然后他花了十年的时间,不断的测量原子量,他以合乎逻辑的痴迷努力,面对看起来随即混乱的自然世界,贝采里乌斯坚持不懈,研究了2000多种化合物,他称量,测量,不放过一丝细节,,终于获得45种元素的相对重量,有些结果非常精确,他得出的氯气的重量比我们现在使用的重量相差不到0.2%,贝采里乌斯出版研究成果时,其他科学家也开始测量原子量,获得的结果却完全不同,现在科学家相互争论,大家都渴望在混乱中找到规律,贝采里乌斯追求元素规律具有感染力,各国的科学家开始寻找规律,其中之一是德国化学家约翰·沃尔夫冈·德贝莱纳,他相信关键不是原子量而是元素的化学性质及其反应,德贝莱纳了解到,比较已得到的元素,能够得出三素组,同组内元素的化学性质非常相似,例如碱金属组,我首先取最轻的锂,要把碱金属存在在煤油下面,因为碱金属容易与空气和水汽反应,锂来了,放进去,看发出亮光,你可以看到它发亮,发亮的是氢气,易燃空气释放出来了,同时留下粉红色痕迹,我们加入指示剂,可以看出留下的是碱,其实生成了碱性溶液,我能闻到碱性苏打的味道,还 能看到一丝水蒸气,反应非常剧烈,也就是说,温度升高很多,金属其实溶解了,“三素组”中第2个是钠,钠进入水后,橙色闪光,颜色和街灯发出的光一样,街灯里面有钠,该组第3个是钾,钾入猛虎,我们要退后一些,看那些闪光,有淡紫色的火焰,大家也可以看到“三素组”的变化趋势,他们都跟水反应,闪光表明放出了氢气,生成碱溶液,;锂相对温和,钠较剧烈,钾挺可怕的,德贝莱纳认识到这些元素属于同一组,因为他们的反应相似,这就是规律的暗示。但是,只有很少的元素显示出这样的规律,这使科学家还停留在测量原子量的阶段,更大的景象,即所有元素的普遍规律,还不得而知,工作还停留在原地,直到19世纪最伟大的科学家做了突破性工作,1848年,在西伯利亚西部,大火烧毁了工厂,厂长面临贫穷,厂长是个寡妇,叫玛丽亚·门捷列夫,她做出了重大牺牲,来帮助14岁的聪明儿子,德米特里·门捷列夫,玛丽亚知道自己的儿子很聪明,她决心让他受到良好的教育,因此她和德米特里一起开始1300里的跋涉,从西伯利亚一直到圣彼得堡,他们步行了大部分的旅途,令人难以置信,圣彼得堡-当时的俄国首都,经过俄国疏树大平原的艰辛之旅,儿子和母亲终于到达圣彼得堡,玛丽亚·门捷列夫终于得偿所愿,但是辛劳摧毁了玛丽亚,10星期之后她就去世了,据说她对儿子的最后几句话是:远离妄想,探索神圣的科学真理,年轻的门捷列夫遵守母训,他日夜工作,实现母亲的梦想,成为罪著名的化学学生,希腊人提出四元素说,土、火,气和水之后,化学发展迅速,但是直到现在63个元素还是毫无规律,规律还有待发现,科学家争相寻找规律,但是