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堪的那维亚”、镥的原意是“巴黎”、镓的原意是“家里亚”,“家里亚”
即法国的古称。至于“钋”的原意是“波兰”,虽然它并不是在波兰发现的,
而是在法国发现的,但发现者居里夫人是波兰人,她为了纪念她的祖国而取
名“钋”。为了纪念某位科学家的化学元素名称也很多,如“钔”是为了纪
念化学元素周期律的发现者门捷列夫,“锔”是为了纪念居里夫妇,“锘”
是为了纪念瑞典科学家诺贝尔等。
为了表现元素某一特性而命名的例子则更多、更常见,像铯(天蓝)、
铷(暗红)、铊(拉丁文的愿意为刚发芽的嫩枝,即绿色)、铟(蓝靛)、
氩(不活泼)、氡(射气)等等。此外,如氮(无生命)、碘(紫色)、镭
(射线)等,也是根据元素某一特性而命名的。
意外收获
17 世纪中叶,亚里斯多德以来的“四元素”说(火、气、水、土)及当
时医药化学家们认为物质本原应有硫、汞、盐等元素的假说,长期束缚了化
学的发展。
年轻的波义耳怀疑这些见解,知道空谈性质的争论是无济于事的,他积
极筹建自己的实验室。1645 年底实验室建成,波义耳开始了化学、农业化学
等方面的研究工作。
园丁把深紫色的紫罗兰放在工作室里,波义耳欣赏着紫罗兰的妍丽和芬
芳,他取出一束花,带进了实验室。实验告一段落,波义耳拿起那束紫罗兰
回到工作室,这时他才发现有几滴盐酸沫溅到了紫罗兰上,并微微冒出白雾。
他把花束浸在水里,过了一段时间,瞧一眼紫罗兰,意外地看到紫罗兰变成
红花了。
真是奇迹!波义耳立即跑进实验室,用花瓣试验了几种酸溶液,又试了
几种碱溶液。
不畏疲劳的研究家波义耳采集了各种花朵,提取它们的浸出液;后来又
大量收集了药草、地衣、五倍子、树皮和树根制备了各种颜色的浸出液。经
过他的努力,终于发现了石蕊酸碱指示剂,那是用石蕊地衣提取出来的紫色
浸出液,用这种浸出液加入不同比例的酸碱液,会显示出不同的颜色。因此,
可以用它标定不同溶液的酸碱度。至今酸碱指示剂仍广泛应用在化学实验
中。
一种元素的命名
居里夫人(法国物理学家、化学家。原籍波兰,1867~1934)在对沥青
铀矿和铜矿进行检查的时候,发现这两种矿物中,含有一种比铀或钍的放射
性强度更大的物质,她意识到:这是一种还没有被人认识的新元素。
她对丈夫说:“假使这种新元素的存在将来能够证明的话,我想叫它钋,
来纪念我的祖国——波兰。”
玛丽·居里虽侨居国外,并同法国科学家皮埃尔·居里结了婚,但她从
小热爱祖国波兰,时时刻刻没有忘记被沙俄帝国侵占的祖国。她想用新元素
的命名来为祖国争得骄傲和光荣!寄托她那火一样的爱国热情。
“好好!”皮埃尔·居里说,“波兰是你的祖国,也可以说是我的祖国!”
紧张的工作开始了,淘汰,没日没夜地淘汰,研究的范围越来越小。1897
年 7 月,他们果然在含铋的部分矿物中,分析出一种新的放射性元素,其化
学性质与铋相似,放射性比纯铀强 400 倍。“啊,新元素,钋,钋!”居里
夫人扑在丈夫的怀里,激动地高喊着:“钋,钋!”两行热泪洒在丈夫的胸
膛上。
“钋,波兰!波兰,钋!”皮埃尔也从心底发出欢呼!
同时发现的一种元素
1813 年秋,法国著名化学家约瑟夫·路易·盖—吕萨克(1778~1850)
遇到另外两个法国化学家,问他们有什么新的发现。两位化学家告诉他,他
们在海草灰里发现了一种新元素。这种元素生成的化合物和目前已知元素的
任何化合物都毫无共同之处,只是暂时还没有将这种新元素分离出来。盖—
吕萨克很兴奋,马上就想到他们的实验室去,亲眼看一看这种新元素的化合
物。两位科学家却回答说:“非常抱歉,已经没有了。一星期前,享弗利·戴
维到我们的实验室来过。他对这种物质也挺感兴趣,我们把制的这种元素全
都给他了。”
戴维是英国著名的化学家。盖—吕萨克一听这消息,立刻跳了起来,激
动地大声说:“不可原谅的错误!空前严重的错误!居然倾其所有,拱手送
给了外国人。戴维会发现这种元素,并把研究成果公之于世。这样,发现新
元素的荣誉就会属于英国,而不是属于我们法兰西了。”
两位科学家这才如梦初醒,喃喃地说:“我们完全没有想到这一点。”
“无论如何要赶在戴维的前面!这个元素是法国科学家发现的,现在由
于意想不到的疏忽,发现它的荣誉竟要落到英国的头上了。”盖—吕萨克建
议两位化学家:“必须马上动手,昼夜不停地工作。维护祖国的荣誉是我们
应尽的职责。”
在盖—吕萨克的带领下,他们立即行动,从头做起不分昼夜地连续工作,
紧张地忙碌了几天,终于将这种元素提取出来:小小的鳞片,有着金属的闪
闪光泽,遇热很快蒸发,使烧瓶充满紫色蒸气。他们将这种元素命名为“碘”。
在希腊文里,“碘”就是“紫色”的意思。
果然不出盖—吕萨克所料,戴维的研究结果和他们的论文同时发表了。
梦中的发现
德国的化学家凯库勒(1829~1896)是个勤学的人。有一天,他在紧张
工作之后,感到十分困倦,坐在一辆马车里昏昏睡去。
他并没有睡熟。这些天来,他聚精会神地研究苯分子的结构,大脑极度
疲乏。进入睡眠状态后,他的大脑中许多神经经过短暂的休息,便不由自主
地兴奋起来,睡梦中,他觉得碳分子都活了,在他面前翩然而舞,结成一条
长链,长链像蛇一样扭动着,突然一口咬住自己的尾巴,盘成一个圆圈。
这时,凯库勒从梦中惊醒,他忽有所悟,不禁大喊一声:“我找到答案
了,苯分子是一个环状结构。”
阿佛加德罗定律及几个导出关系式
阿佛加德罗定律认为:在同温同压下,相同体积的气体含有相同数目的
分子。1811 年由意大利化学家阿佛加德罗提出假说,后来被科学界所承认。
这一定律揭示了气体反应的体积关系,用以说明气体分子的组成,为气体密
度法测定气态物质的分子量提供了依据。对于原子分子说的建立,也起了一
定的积极作用。
中学化学中,阿佛加德罗定律占有很重要的地位。它使用广泛,特别是
在求算气态物质分子式、分子量时,如果使用得法,解决问题很方便。下面
简介几个根据克拉伯龙方程式导出的关系式,以便更好地理解和使用阿佛加
德罗定律。
克 拉 伯 龙 方 程 式 通 常 用 下 式 表
示
:PV=nRT……①
P 表示压强、V 表示气体体积、n 表示物质的量、T 表示绝对温度、R 表
示气体常数。所有气体 R 值均相同。如果压强、温度和体积都采用国际单位
(SI),R=8.31 帕·米 /摩尔·度。如果压强为大气压,体积为升,则 R=0.082
3
大气压·升/摩尔·度。
因为 n=m/M、ρ=m/v(n—物质的量,m—物质的质量,M—物质的摩尔质
量,数值上等于物质的分子量,ρ—气态物质的密度),所以克拉伯龙方程
式也可写成以下两种形式:
Pv=m/MRT……②和 Pm=ρRT……③
以 A、B 两种气体来进行讨论。
(1)在相同 T、P、V 时:
根据①式:nA=nB(即阿佛加德罗定律)
MA mA
根据②式: = (即两气态物质的摩尔质量之比 = 分子量之比 =
MB mB
质量之比)。
MA ρA
根据③式: = = D(D表示相对密度,此说明:两气态物质的
MB ρB
摩尔质量之比=分子量之比=密度之比=相对密度)。若 mA=mB则 MA=MB。
(2)在相同 T·P 时:
VA nA
根据①式: = (即两气体的体积之比 = 物质的量之
VB nB
比)。
根据②式:若mA = mB,则 VA MB nA MB
或 或 = (即:两气体的体
VB MA nB MA
积之比=摩尔质量的反比;两气体的物质的量之比=摩尔质量的反比)
根据③式:若mA = mB则 nA = ρB VA ρB
或 = (即:两气体的物质
nB ρA VB ρA
的量之比=气体�