然而在门捷列夫以前竟没有一个人看得出元素间的这种自然联系,这不奇怪吗?
乍一看,好像这里并没有什么奥妙:只要按着原子量的大小把元素一个接一个地写下去,周期律就自动出现了。这事做起来好像十分容易,容易得跟按照字母的顺序来排列元素差不多!这么简单的一件事,怎么除了门捷列夫以外,别的化学家就谁也想不到去试一试呢?
是的,别的化学家也曾尝试过,不过尝试之后,能够发现周期律,并且利用它来进一步发展科学的,却只有门捷列夫一个人,因为事实上,这件事并不那么简单。
元素间的真正关系,其实是乱成一团,极难理出头绪的。打个比方,它好像是译成了“密码”似的,要认识这种复杂的化学密码,非有极高的智慧、极丰富的想象力不可。
设想有位侦察员,得到了一份重要的密码文件及其中密码的解法,他迫不及待地把这两张纸摆到桌面上,预备阅读这份秘密文件,可是,当他开始翻译的时候,却发现自己被骗了,他得到的那张解法并不合用,其中有些符号显然顺序搞错了,还有些根本找不到:31个字母本来应该有31个符号,解法里却只有25个或20个符号,假定第一个符号代表A吧,第二个符号应该代表B呢,还是R呢?实在没法猜测。这些空白或缺少的符号使全部解法变得毫无用处,因为下面那些符号究竟代表什么字母,就全都无法确定了。
门捷列夫在发现周期律的时候所遇到的困难,正和上述的情况完全相同。
他按着原子量把元素排列起来,但他不知道有几种元素的原子量没有算准确,由于当时的研究方法,错误是免不了的,可是那些错误直到许多年后才查出来。门捷列夫当时实在无从知道,于是这样的元素就带着假的“身份证”站在门捷列夫的“牌阵”里,并没有站在应该站的位置上。这样一来,元素的自然顺序被歪曲,那些由相似的元素所排成的族遭到了破坏,各族的内部,由于“外来人”的闯入,乱成一团糟。
“缺少的密码”所引起的混乱还要大些。门捷列夫所知道的元素只有63种,但他无法知道自然界中还有什么样的元素没被查出来。拿我们提过的穿了颜色外衣,按着身量排队的那一些人来说,设想有五人或十人在排队以前偷偷离开了队伍,那时候,一切都要搞乱了,各种颜色要掺杂起来,使原来井井有条的交替现象不再出现。在元素的行列中也会出现同样的情形。
门捷列夫要把所知道的那些元素排成一张表是很不容易的。那些元素往往会像没有受过训练的新兵一样,拥挤在一起,破坏了队形,这就使门捷列夫不得不凭着自己的天才,强使它们站到各自的真正位置上,遇到发生混乱的地方,他就要毅然决然地出来维持秩序。
例如,站在第4号的元素硼和第11号元素铝下面的是第18号元素钛,它们中间的间隔是六个元素,是一个完整的周期,这好像很有规律,但是就性质来看,钛在硼和铝这一族中,显然是个“外路人”,它的位置,应该是在隔壁的碳族里,于是门捷列夫决定把钛从第十八位上搬开。
“这里应该是一个未知元素站队的地方,这未知元素应该像硼和铝。”他肯定地说。
于是门捷列夫就在这里留下一个空格,跳过这个空格,钛就站在与它有亲缘关系的碳族中了,钛以后的元素呢,也都可以按着原子量递增的顺序一个一个往下排,不致乱插队了。
门捷列夫就利用这样的空格,强迫各种元素站到表中各自应站的位置上,免得破坏周期律。
可是,门捷列夫也没有让这些空格成为完全的空白点,他往里面填进了些自己臆造的新元素。
他给它们定名有埃卡硼,也就是硼加一(埃卡,在梵语里是“一”的意思),埃卡铝、埃卡硅,他又预言他自己臆造的这些谁也不知道的物质,会具有怎样怎样的性质,他甚至说明了它们的形状、原子量以及它们同别的元素化合而成的化合物。
说这些预言并不需要什么魔术,什么超自然的能力,因为那些空格里的未知元素并不是孤零零地站在那里的。世界上虽然还没有人看见它们,可是它们既然出现在表中一定的位置上,出现在相似的元素中间,那它们的性质就不难推算出来。
门捷列夫元素周期表初稿(1869年)
门捷列夫之所以这样做,是因为他坚信自己发现的周期律是正确的。可是在别的许多化学家看来,这简直是一种狂妄的行为。
“臆造一些不存在的元素,并且硬说这些元素具有怎样怎样的性质,还把这一切都收罗到精密科学的课本里!所谓精密科学,只限于谈实在的物质、触摸得到的东西、无可争辩的事实。现在把杜撰的东西也收罗进去,那是什么玩意儿?那是化学呢,还是相术?是科学著作呢,还是为预言未来而作的解梦书或解释预兆的书呢?”
大多数科学家,对于门捷列夫的自然系统和他所预言的元素,都做了这样的或类似这样的批评。
只有事实能够说服怀疑派。
但是,好几年过去了,门捷列夫周期表中的空格还是空着,只有一些幽灵般的、臆造的物质待在里面,谁也不重视它们了,更糟的是人们简直忘掉了它们。