1、科學(xué)是獲取知識(shí)的過(guò)程，而非知識(shí)本身。
2、這個(gè)過(guò)程又被稱作科學(xué)方法，其涵義是通過(guò)組織一個(gè)經(jīng)嚴(yán)格驗(yàn)證被認(rèn)定可信的解決問(wèn)題的方案來(lái)獲取信息。
3、科學(xué)方法包含以下重要元素：嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠^察、構(gòu)建假說(shuō)并驗(yàn)證之、對(duì)新信息新點(diǎn)子的開(kāi)放性、自愿接受他人的經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的成果。
科學(xué)只能解決有客觀現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)的問(wèn)題。由于信息的缺乏或者誤解，人們有時(shí)候也會(huì)得出錯(cuò)誤的結(jié)論。但是科學(xué)本身是具有自我糾錯(cuò)能力的，當(dāng)我們獲取了新的知識(shí)，就必須改變或者拋棄原本錯(cuò)誤的想法。
科學(xué)與非科學(xué)的根本區(qū)別在于假設(shè)能否被驗(yàn)證。偽科學(xué)不是科學(xué)，卻用“科學(xué)”的外表和“科學(xué)”的語(yǔ)言來(lái)說(shuō)服、迷惑和誤導(dǎo)人們認(rèn)為它是科學(xué)可信的。但它們經(jīng)不起真正的科學(xué)的檢驗(yàn)。
在門(mén)捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期律以前， 化學(xué)這門(mén)學(xué)科已經(jīng)誕生了２００ 年以上。在這段時(shí)間里， 這門(mén)學(xué)科雖然有了很大進(jìn)展， 但是， 它只是積累了很多零散的知識(shí)而已。這些知識(shí)之間的內(nèi)在聯(lián)系如何， 怎樣才能把它們系統(tǒng)起來(lái)， 還是沒(méi)有解決的問(wèn)題。因此， 這時(shí)的化學(xué)學(xué)科， 就像個(gè)管理不好的庫(kù)房一樣， 雖然各種材料很多， 但是東一攤、西一攤， 放得個(gè)亂七八糟， 毫無(wú)規(guī)律。
當(dāng)時(shí)學(xué)校里的化學(xué)老帥， 包括大學(xué)里專門(mén)教化學(xué)的教授在內(nèi)， 在這一大堆亂七八糟、漫無(wú)秩序的材料面前， 對(duì)於如何組織教學(xué)， 誰(shuí)也拿不出好主意來(lái)， 只能各行其是。有的人先從氫講起， 因?yàn)樗钶p；有的先講氧， 因?yàn)樗植甲顝V；有的先講鐵， 因?yàn)樗亲畛Ｒ?jiàn)的金屬；……
化學(xué)家們實(shí)在不能繼續(xù)容忍這種混亂的狀態(tài)了! 大家都在想， 怎樣才能找到一個(gè)規(guī)律， 把這些各種各樣的元素有系統(tǒng)的排列起來(lái)， 把這些雜亂無(wú)章的化學(xué)現(xiàn)象和化學(xué)知識(shí)系統(tǒng)化起來(lái)。
?。保福玻?年， 德國(guó)化學(xué)家段柏萊納在比較各種元素的原子量的時(shí)候， 注意到有幾個(gè)化學(xué)性質(zhì)很相似的元素組， 每組包括三個(gè)元素。在每一組的三個(gè)元素中， 按原子量的順序排列， 中間那個(gè)元素的原子量大約是兩邊的元素原子量的平均值。
例如: 鋰、鈉、鉀三種元素的性質(zhì)就很相似， 它們都是金屬， 能和水激烈地反應(yīng)放出氫氣， 并且生成很強(qiáng)的堿。排在中間的元素鈉， 它的原子量 (２３) 正好是鋰 (７) 和鉀 (３９) 原子量之和的二分之一。
氯、溴、碘三個(gè)元素都是非金屬， 都能和金屬起反應(yīng)， 它們的原子量也有上邊說(shuō)的那種情況。
這樣三個(gè)元素一組、三個(gè)元素一組， 共找到五組。段柏萊納把它叫做三元素組。
三元素組的分類(lèi)方法， 雖然比過(guò)去進(jìn)了一步， 但它只包括了１５ 個(gè)元素， 還有幾十種元素沒(méi)有歸納進(jìn)去。另外， 這一組一組的元素相互間有什么關(guān)系， 段柏萊納也說(shuō)不出來(lái)。
在這以后， 還有許多人嘗試過(guò)用各種方法分類(lèi)和歸納元素， 試圖從中找出規(guī)律性的東西。其中比較引人注意的一種方法， 就是英國(guó)人紐蘭茲提出的八音律。在音樂(lè)中， 當(dāng)我們把音符１ (do) 、２ (Le) 、３ (mi) 、４ (fa) 、５ (So) 、６ (La) 、７ (Ti) 、i (do) 、２ (Le) 、３ (mi) ……排起來(lái)的時(shí)候， 你從任意一個(gè)音數(shù)起， 數(shù)到第八個(gè)音時(shí)， 一定和第一個(gè)音的的唱法一樣， 這兩個(gè)音之間的距離就是八度。紐蘭茲把當(dāng)時(shí)已知的元素按原子量一個(gè)比一個(gè)增加的順序列成行的時(shí)候， 他發(fā)現(xiàn)， 從任何一個(gè)元素開(kāi)始， 數(shù)到第八時(shí)， 就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)和第一個(gè)元素性質(zhì)相似的元素， 好像音樂(lè)中的八度音一樣。紐蘭茲把這種現(xiàn)象叫做八音律。
紐蘭茲根據(jù)八音律把當(dāng)時(shí)已經(jīng)知道的元素編了號(hào)， 排成了一張表。從這張表里元素排列的順序來(lái)看， 在第一行氫、鋰、鈹、硼、氮、氧這七種元素之后的氟、鈉、鎂、鋁、硅、磷、硫分別和前七種元素相似。第二行的氯、鉀、鈣也分別和氟、鈉、鎂性質(zhì)相似。再往后就不能令人滿意了， 比如２２ 號(hào)位置上的鈷和鎳， 同前面的氟、氯的性質(zhì)便沒(méi)有什么相似的地方。１８６６ 年， 紐蘭茲在英國(guó)化學(xué)會(huì)的年會(huì)上報(bào)告了它的這種分類(lèi)方法。遺憾的是， 他不但沒(méi)有受到應(yīng)有的鼓勵(lì)， 反而因?yàn)榛卮鸩怀雎?tīng)眾提出的許多問(wèn)題而受到了奚落。傷心的紐蘭茲失去了勇氣和信心， 放棄了他的理論研究工作而改行去干別的事了。
這樣， 化學(xué)家們嘗試把元素系統(tǒng)化的努力又一次失敗了。
1867年，在俄國(guó)圣彼得堡大學(xué)任化學(xué)教授的門(mén)捷列夫(1834年2月7日—1907年2月2日)也向這個(gè)領(lǐng)域發(fā)起了挑戰(zhàn)。為了摸索元素間的內(nèi)在聯(lián)系，他用硬卡紙制了63張像撲克牌似的卡片，每張卡片寫(xiě)上一種元素的化學(xué)符號(hào)，以及它的性質(zhì)和原子量。然后，他玩起這些“紙牌”來(lái)。他想按原子量的大小把卡片排成一張表，就像打撲克一樣，一會(huì)兒排齊，一會(huì)兒分開(kāi)，不斷地調(diào)換著桌子上紙牌的位置。
當(dāng)時(shí)門(mén)捷列夫面臨的最大困難是：在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的元素中，有的原子量測(cè)得不準(zhǔn)，還有許多元素當(dāng)時(shí)還沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)。有一次，他從按原子量大小排列的表中，驚奇地發(fā)現(xiàn)有好幾處都是在某個(gè)元素之后，隔了7個(gè)元素又出現(xiàn)了一個(gè)與這個(gè)元素性質(zhì)十分相似的元素。他心里豁然開(kāi)朗：元素性質(zhì)具有周期規(guī)律重復(fù)。但一些元素按照現(xiàn)有的原子量，出現(xiàn)在了錯(cuò)誤的位置，比如當(dāng)時(shí)已知元素作如下排列：
元素： 氫 鋰 硼 碳 鈹 氮 氧 氟
原子量：1 7 11 12 13.5 14 16 19
根據(jù)鈹?shù)幕瘜W(xué)性質(zhì)，它應(yīng)該在鋰（原子量7）和硼（原子量11）之間，原子量應(yīng)該在9附近。門(mén)捷列夫判斷這些元素的原子量有誤差，重新校定后的原子量必定落在周期律中的位置上。
門(mén)捷列夫要解決的第二個(gè)問(wèn)題，就是未知元素的化學(xué)性質(zhì)。一段時(shí)間后，門(mén)捷列夫發(fā)現(xiàn)鈣的原子量是40，而后面的鈦卻猛增到47.9，性質(zhì)也上也與周期律脫節(jié)，這說(shuō)不過(guò)去。經(jīng)過(guò)反復(fù)思考和研究，門(mén)捷列夫大膽地推測(cè)：這60多種元素，并不是全部，肯定還有許多沒(méi)被發(fā)現(xiàn)的元素；比如鈣與鈦之間就有一個(gè)還沒(méi)“出世”的元素。他沒(méi)法證明這是什么元素，便命名為“類(lèi)硼”，并給它留下一個(gè)“家”——在鈣與鈦之間。門(mén)捷列夫進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，鋅后面本來(lái)是砷，但砷的化學(xué)性質(zhì)與磷相似。于是經(jīng)過(guò)計(jì)算，他把砷放在磷后面，鋅后面空出了位置。門(mén)捷列夫把這種未知元素稱為“類(lèi)鋁”，并預(yù)言了這種元素的性質(zhì)。
1869年的一天，俄羅斯化學(xué)會(huì)邀請(qǐng)專家進(jìn)行一次學(xué)術(shù)討論。大家各抒己見(jiàn)，好不熱鬧，只有門(mén)捷列夫一言不發(fā)。主持人躬身說(shuō)道：“門(mén)捷列夫先生，您有什么高見(jiàn)？”門(mén)捷列夫也不說(shuō)話，起身走到桌子的中央，從口袋里取出一副紙牌，甩在桌面 上。在場(chǎng)的人都大吃一驚。只見(jiàn)門(mén)捷列夫三兩下便將亂糟糟的牌整理好，大家這才發(fā)現(xiàn)那并不是一副普通的撲克：每張牌上寫(xiě)著一種化學(xué)元素的名稱、性質(zhì)、原子量等，共63張，代表著當(dāng)時(shí)已發(fā)現(xiàn)的63種元素。更怪的是，這副牌中有紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七種顏色。接著門(mén)捷列夫在桌子上列出一個(gè)牌陣：豎看就是紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫分別各一列，橫看七種顏色的紙牌就像畫(huà)出的光譜段，有規(guī)律地每隔七張就重復(fù)一次。周?chē)娜硕忌笛哿恕?/p>
1869年3月，門(mén)捷列夫在他題為《元素性質(zhì)與原子量的關(guān)系》的一篇論文中首次提出了元素周期律，發(fā)表了第一張?jiān)刂芷诒怼?/p>
他將元素在圖表中以元素的原子序數(shù)逐漸增大的順序進(jìn)行排列，創(chuàng)造了元素周期表的雛形。這種結(jié)構(gòu)化的順序幫助門(mén)捷列夫和其他科學(xué)家確定了元素之間的相似性和差異性，有助于預(yù)測(cè)未來(lái)的化學(xué)反應(yīng)。雖然門(mén)捷列夫的元素周期表包含 63 種元素，但他預(yù)計(jì)總有一天會(huì)發(fā)現(xiàn)其他元素，因此他在周期表中留出了空位，以便進(jìn)行補(bǔ)充。今天，元素周期表上確定的 118 種化學(xué)元素包括構(gòu)成宇宙中所有已知物體的物質(zhì)。鐵（Fe）是地球物質(zhì)構(gòu)成中最豐富的元素（按質(zhì)量計(jì)），而氧（O）是地殼中最常見(jiàn)的元素。
門(mén)捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期律的論文公布后，并沒(méi)引起科學(xué)界的轟動(dòng)，相反，許多化學(xué)家們都表示懷疑。尤其是對(duì)他預(yù)言并描述當(dāng)時(shí)還未發(fā)現(xiàn)的類(lèi)硼、類(lèi)鋁和類(lèi)硅三種元素情況，均說(shuō)不可理解。1875年，法國(guó)化學(xué)家德布瓦博德蘭檢測(cè)在閃鋅礦樣品的原子光譜時(shí)發(fā)現(xiàn)兩條紫色譜線，后來(lái)經(jīng)過(guò)電解其氫氧化物的氫氧化鉀溶液得到鎵。經(jīng)測(cè)定，這種新元素比重是4.7克/立方厘米。這種新元素與元素周期律中的類(lèi)鋁太相似了，唯一不同的就是比重。門(mén)捷列夫元素周期表中得出類(lèi)鋁的比重在5.9—6克/立方厘米，門(mén)捷列夫看到《法國(guó)科學(xué)院院報(bào)》上一則關(guān)于發(fā)現(xiàn)新元素鎵的報(bào)道內(nèi)容后，給布瓦博德朗教授寫(xiě)了一封短信：“親愛(ài)的布瓦博德朗先生，聽(tīng)說(shuō)你發(fā)現(xiàn)了一種名叫鎵的新元素，可喜可賀。從您提供的鎵的性質(zhì)推斷，鎵就是我曾預(yù)言的類(lèi)鋁。鎵的比重應(yīng)為5.9—6克/立方厘米，而不是4.7克/立方厘米，看看是不是測(cè)錯(cuò)了。這件事關(guān)系到元素周期律的的正確與否，萬(wàn)望重視！”
布瓦博德朗立即禮貌性地回了一封信。在信中，他說(shuō)自己經(jīng)過(guò)多次測(cè)定，鎵的比重不會(huì)有錯(cuò)。門(mén)捷列夫自然不愿放棄這次機(jī)會(huì)，便寫(xiě)信告訴布瓦博朗德，兩人的測(cè)定的鎵比重不一致，是不是某一方實(shí)驗(yàn)室的鎵不夠純凈所致。
開(kāi)明的布瓦博德朗重新提煉鎵，并再次測(cè)定其比重。結(jié)果連他自己也感到驚訝：鎵的比重是5.96，正在門(mén)捷列夫所指出的5.9—6克/立方厘米范圍！布瓦博德朗懷著敬佩的心情給門(mén)捷列夫?qū)懥嘶匦牛胖懈叨瓤隙诉@位元素周期律大師預(yù)言的科學(xué)性。
法國(guó)科學(xué)家用實(shí)驗(yàn)的方法，第一次驗(yàn)證了門(mén)捷列夫的預(yù)言，從而證明了元素周期律的科學(xué)性。這件事在歐洲科學(xué)界引起了巨大的反響。門(mén)捷列夫關(guān)于化學(xué)元素周期律的論文，被迅速地譯成法文和英文 ，并且發(fā)表于歐洲各大科學(xué)刊物。元素周期律驗(yàn)證之旅正式拉開(kāi)序幕。自此，許多科學(xué)家根據(jù)元素周期表，去探索尚未被發(fā)現(xiàn)的元素。幾十個(gè)著名的實(shí)驗(yàn)室都在緊張地工作，千百個(gè)科學(xué)家渴望獲得新的發(fā)現(xiàn)。
以后的驗(yàn)證速度出乎門(mén)捷列夫的意料。公元1880年，瑞典兩位化學(xué)家差不多同一時(shí)間發(fā)現(xiàn)了一種新的元素——鈧（kàng）。他們經(jīng)過(guò)推測(cè)，鈧正是元素周期律中所預(yù)言的類(lèi)硼。
喜訊繼續(xù)傳來(lái)。公元1886年，德國(guó)化學(xué)家文克列爾用光譜分析法發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的元素——鍺（zhě）。文克列爾驚奇地發(fā)現(xiàn)，鍺與門(mén)捷列夫預(yù)言過(guò)的類(lèi)硅的性質(zhì)非常相似。原來(lái)，門(mén)捷列夫預(yù)言類(lèi)硅的原子量大約是72，比重大約是5.5，沸點(diǎn)大約是90攝氏度；它幾乎不和酸起作用，但可和堿作用，并極易溶解于堿。文克列爾的結(jié)果是：鍺的原子量為72.3，比重為5.35，沸點(diǎn)為86攝氏度；它很難和酸作用，但在熔融時(shí)極易和堿起作用，并易溶解于堿……預(yù)言竟如此準(zhǔn)確，誰(shuí)都想不到。
公元1895年，英國(guó)化學(xué)家拉姆賽發(fā)現(xiàn)了新元素氦。氦正是門(mén)捷列夫在1871年排列出的原子量為1到7、位于氫和鋰之間的無(wú)名元素。三年后，英國(guó)化學(xué)家拉姆賽又發(fā)現(xiàn)了新元素氖（nǎi）。氖就是門(mén)捷列夫指出的位于氟和鈉之間、原子量為20的元素。
最大的驗(yàn)證來(lái)自居里夫婦。公元1898年，居里夫婦發(fā)現(xiàn)了放射性元素鐳，原子量為226.0254。當(dāng)初，門(mén)捷列夫預(yù)言這種“類(lèi)鋇”元素的原子量在210至230之間。
在周期表里, 我們把橫排叫做周期．現(xiàn)在周期表里, 共有７ 個(gè)橫排, 就是有７ 個(gè)周期．縱行叫做族, 就是家族的意思；族里面還有主族和副族之分．現(xiàn)在的周期表里共有８ 個(gè)主族, 它們是第１ 到７ 主族和零族．還有８ 個(gè)副族, 它們是第１ 到第７ 副族以及第８ 族．表的左側(cè)標(biāo)出的阿拉伯?dāng)?shù)字, 代表周期的次序；表的上方的羅馬數(shù)字代表族的次序；羅馬數(shù)字右邊的字母A 代表主族, B 代表副族．由於元素周期表是根據(jù)元素周期律排列出來(lái)的, 因而在每一個(gè)橫排也就是同一個(gè)周期里的元素的性質(zhì), 從左到右呈現(xiàn)出有現(xiàn)則的變化；每一豎行也就是同一族里的元素, 都具有相似的性質(zhì), 并且這種性質(zhì)依照從上到下的次序也呈現(xiàn)出逐步增強(qiáng)或者減弱的趨勢(shì)。
在每個(gè)周期，元素的原子序數(shù)從左到右逐漸增大。同一周期的所有元素具有相同數(shù)量的電子層，但是具有不同數(shù)量的電子和質(zhì)子?；瘜W(xué)元素族具有相似的屬性，例如，具有與鈉 (Na) 相似性質(zhì)的元素包含在同一族中，例如鋰 (Li) 和鉀 (K)。
周期表幫助化學(xué)家們按屬性和類(lèi)似性分類(lèi)元素。其中一種元素排序方法為將它們分為三類(lèi)：金屬、非金屬和類(lèi)金屬。
元素周期表中的大多數(shù)元素都被視為金屬。它們具有相似的特征，多數(shù)為固體、有光澤，是良好的導(dǎo)電體以及具有延展性。
非金屬具有與金屬相反的特性，它們?yōu)榇嘈远侨嵝?，不是?qiáng)導(dǎo)電體或?qū)狍w。部分非金屬為液體，部分為氣體。
準(zhǔn)金屬，也被稱為半金屬，是介于金屬和非金屬之間的物質(zhì)。準(zhǔn)金屬具有獨(dú)特的導(dǎo)電性能，這使得它們?cè)诎雽?dǎo)體和計(jì)算機(jī)芯片工業(yè)中應(yīng)用較廣。
1901年3月，虞和欽在杜亞泉主辦的科學(xué)期刊《亞泉雜志》第6期上發(fā)表《化學(xué)周期律》。此文共7頁(yè)，其正文分為五部分：元素的天然分類(lèi)、周期律表、各周期元素的規(guī)律性、各屬(主族)元素的規(guī)律性、周期律的功能，而周期律“向來(lái)譯書(shū)中未曾述及”，故虞氏的《化學(xué)周期律》一文，是中國(guó)最早完整引介“元素周期律”和“元素周期表”的文獻(xiàn)。
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