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- 550期－莫斯利與原子序（10月號）
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2015-10-01時代與天才的結晶 元素週期表的蛻變
550 期
Author 作者
張澔／義守大學通識教育中心副教授。
十九世紀的週期表，就像一張天空星座圖，充滿了神祕的美感，如此迷人的圖案似乎暗藏了構成萬物的傳奇密碼。元素的性質與原子量之間是否存在某一種關係？這不是一個突然的想法，而是西方自然哲學對於自然奧祕的一種猜測與預測，而門得列夫並不是唯一有這種想法的人，然而為何大家卻只推崇他的成就？在20世紀初，隨著量子化學的發展，再加上新發現的元素，週期表如何逐漸蛻變成我們今天所看到的面貌？
元素週期表的創生
元素及原子是兩個構成近代化學發展的基石。從古希臘時代，不論是元素或者原子，便定義為構成自然萬物的最小物質。既然是構成萬物的最小單位，自然成為化學家夢想征服的聖地，如此才能真正瞭解萬物構成的奧祕。
十八世紀末拉瓦節的化學革命，讓我們逐漸開始知道哪些才是真正的元素，而十九世紀初道耳吞所提的原子理論，又讓原子量成為化學化合時必備的數據。在1815~1816年之間，英國化學家普勞特（William Prout, 1785~1850）觀察到，當時所知各種元素的原子重量都是氫原子重量的整數倍。1829年德國化學家德貝萊納（Johann Wolfgang Döbereiner, 1780~1849）提出了「三元群」（Triaden）規則，把當時已知的53個元素中的30個元素分成三大組。
在1862年法國化學家尚古多（Alexandre-Émile Béguyer de Chancourtois, 1820~1886），以義大利化學家坎尼扎羅（Stanislao Cannizzaro, 1826~1910）在1858年於法國科學院宣讀元素週期表的論文中，將原子量數值作為基礎，闡述元素會按原子量大小來排列，呈現「碲螺旋」狀（telluric helix），因「碲」元素排列在此螺旋圖案的中間。
從1863年開始，英國化學家紐蘭德（John Alexander Reina Newland, 1837~1898）開始研究化學元素性質的週期性。1865年他受德貝萊納「三元群」的啟發，把當時已知的61種元素按照原子量的大小順序排列，發現每隔7種元素便出現性質相似週期性，就如同音樂中的音階一樣，他稱之為八音律法（Law of Octaves）。
1864年德國化學家邁爾（Julius Lothar Meyer, 1830~1895） 完成《近代化學理論》（Die Modernen Theorien der Chemie），在書中，他按照元素的化學鍵，將28個元素分為6族。但是在1870年的時候，他卻按元素及原子量的關係來排列它們的週期性。......【更多內容請閱讀科學月刊第550期】