|
本站只用于教学，无经济利益。所引用资料版权归原作者所有，本站版权归属
|
|
|
|
2002.6
jiangsu wuxi
|
您的当前位置>>>首页>>周期律的发现历程>>现代元素周期律
英国物理、化学家莫斯莱
（ Henry Moseley 1887-1915）
元素周期律的发现,为新元素的发现和化学的研究提供了向导.但是元素周期表中却存在着一种矛盾,例如碲的原子量比碘的大,而根据它们的性质,却要将碲排列在碘的前面(Te≈128,I≈127);又如氩(Ar≈40)必须排在钾(K≈39)的前面.为什么会出现这种原子量大的反而排在原子量小的元素前边的"倒置"现象呢？门捷列夫思考过这问题。他怀疑有关各元素的原子量测定上有错误。后来确时也改正几种元素的原子量。但是上述矛盾没有全部解决。
1909年，莫斯莱到曼彻斯特拜访了著名物理大师卢瑟福。在卢瑟福的指导下，莫斯莱开始研究元素放射性的问题，他首先研究了当时所知道的放射性元素放出
b 射线的情况，并把研究结果在英国皇家学会的会报上发表。接着，他又研究了在高真空、高电压的情况下，放射性物质的性质。同时测定了锕的一种蜕变产物的寿命，他经过精心设计和深入研究，测定出其半衰期为1／5000秒，在当时的实验条件下，完成如此高精度的测定，实属罕见，因此受到学术界的一致称赞。
莫斯莱最杰出的工作是发现了以他的名字命名的定律，即莫斯莱定律。
1913年12月，莫斯莱离开了曼彻斯特，到牛津大学工作，开始研究各种元素所产生的特征X射线的波长。
莫斯莱经研究发现，以不同的元素作为产生调射线的靶子，则各种不同元素产生的特征调射线的波长是不同的。莫斯莱把各种元素产生的特征调射线按着波长的大小加以系统排列，他惊奇地发现，这种排列和元素在周期表中的顺序是完全一致的，他把这个排列顺序称之为原子序数，此后，他又经过数量分析，提出了各种元素的原子序数与其所产生的调射线波长之间的经验公式：
1= l a (Z-b)2
以上公式说明，X射线的波长l，取其倒数的平方根：与原子序数Z呈直线函数关系，式中的a、b都是常数。这个公式，就是莫斯莱定律的数学形式。
把莫斯莱1913年发现的定律，和卢瑟福的a 粒子散射实验相给合，人们不难得出结论：原子序数在数量上正好等于元素的核电荷数，这一发现是建立原子模型的基础。1914年4月，莫斯莱把他的研究结果撰成论文，发表在《哲学杂志》上，论文指出：各种元素调射线谱中谱线的波长倒数或频率，近似地正比于a
(Z-b)2，其中a、b是常数。"Z就是原子序数。
根据莫斯莱的工作，化学家们对化学元素周期律作出了科学的解释，引申出以下几点给论。
1，元素的性质不象人们以前理解的，只是原子量的周期函数，而是原子序数，即核电荷数的周期函数。这就解释了，为什么在化学元素周期表中有钾和氩、钴和镍、碲和碘等处，原子量大的反而排在原子量小的元素前边的"倒置"现象。
2．原子的核电荷数，既然和原子序数相等，整个原子又呈中性，所以原子核外必然有与原子序数数目相等的电子在运动。
3．同一元素的各原子（同位素），它对应的原子量可能不等，但核电荷数一定相等。
这样，元素周期律的内容，就被改成了"元素的性质随着元素的原子序数递增而呈周期性的变化"，如果从原子量来看，则现在的元素周期表中仍存在有Ar-K，Co-Ni，Te-I，Th-Pa四对元素的"倒置"。这些实验事实，反映了作为元素周期律的真正基础不是元素的原子量，而是原子序数--也就是原子的核电荷（或者说是原子核外的电子数）。
