57種,多一種也沒有了
1789年,拉瓦錫給世界上的元素試開名單,數了數,元素一共是33種。但是實際上,其中隻有24種是真元素。至於其餘的9種,有的自然界根本不存在,有的拉瓦錫把它們算作元素,隻是因為當時還沒有法子分解它們。
可是40年後,在戴維去世的那一年,化學家們已經肯定地知道有53種不同的元素存在了。
戴維本人發現的和指出發現途徑的新元素,就不下10種。其餘都是由各國的其他科學家發現的。
19世紀初期,巴黎有一個人,名叫古多瓦(1)。當拿破侖戰爭在歐洲爆發,製造黑色火藥的原料——硝石,一天天供不應求的時候,古多瓦在巴黎郊區開辦了一家硝石工廠。他生意不壞,可是不久就看出他那製造硝石的銅槽不知為什麽蝕穿得非常快。古多瓦一追究原因,就在堿裏發現了一種當時還沒人知道的、有腐蝕性的物質。
這種物質提純時是堅硬的結晶體,泛著黑色的金屬光澤。這些結晶體具有一種很不平常的性質:遇到熱,不熔化,卻直接化為紫色的蒸氣。
古多瓦把找到的物質,送給他認識的一位教授克萊曼研究。克萊曼把這物質拿給法國最偉大的化學家蓋·呂薩克(2)看。戴維於1813年訪問巴黎,人們又從這種遇熱能發紫色蒸氣的物質中,撿了幾塊送給這位貴賓研究。
結果發現了新元素碘。
碘就是我們今天擦在傷口上用來消毒的藥劑。不過消毒用的碘,不是固體碘,而是碘的酒精溶液。
碘被發現後過了幾年,又有一種未知元素,從稀有的礦物裏提了出來。這是一種很像鉀、鈉的金屬,它非常之輕,比最輕的木質隻重一小點。遺憾的是,它也具有鉀、鈉那種喜歡同水激烈化合的性能,不然的話,這樣輕的東西簡直可以用來做救生圈了。
這是堿金屬中的第三個兄弟,名叫鋰。
不久,又找到了一種跟碘相似的物質。1826年,法國人巴拉爾在產鹽的鹽沼地上找到了一種未知物質。它有許多性質很像碘,可又不是碘。新物質提純時,是一種很重的紅色**,有嗆人的氣味,所以人們給它起名叫溴。凡是熟悉照相術的人都知道,一切攝影用的玻璃片、紙片或膠片上,現在都塗有溴和銀的化合物,而溴和鈉的化合物,是一種安眠藥,各地藥房裏都有出售。
還有幾種新元素是由貝采利烏斯發現的。這人就是在1808年幫助戴維分解重晶石和石灰的那位瑞典化學家。
在貴金屬方麵,也發現了好幾種新元素。從前,人們隻知道三種貴金屬——銀、金、白金。19世紀初期找到了4種和白金相似的元素——銥、鋨、銠、鈀,這還不算完,戴維去世後15年(1844年)俄國喀山大學教授克勞斯又在烏拉爾白金礦中找到了一種很像白金的元素,起名叫釕。這已經是第57種元素了。
在這以後,一個長時期裏,哪裏也沒有再發現新元素了。
19世紀第二個25年裏,工業開始蓬勃發展,歐、美兩洲出現了鐵路,海麵上出現了輪船。為了替工業尋找原料,為了尋找礦藏及其他地下寶藏,無論天南地北,都有人的足跡。
他們收集到的礦物和岩石非常之多,單是在各工廠和實驗室中受到化學家最精密分析的物質,也有幾千種之多。可是元素呢?除了已知的57種以外,什麽新的也沒找到。
地球上所有的元素,到這時候,也許真的已全部發現,用不著再找了吧?
不,尋找元素的人並不死心。他們的看法是:
“很顯然,我們目前所研究的元素,不過是一些到處可以遇到,並且容易跟別種元素分開的元素。但我們知道,一切已知元素在地球上的分布是極不均勻的。例如鐵,世界各地都很豐富;銅就少得多;銀更少;金少得很。而釕,在整個地球上,大概不會超過幾十噸。那麽為什麽不承認還有一些更稀少的元素,一撮撮或一粒粒地分散在世界各處呢?必須設法把它們探查出來。”
可是盡管人們繼續探查,還是什麽也沒查出來。在澳大利亞,在格陵蘭,在巴黎郊區,在維蘇威火山上,的確有人找到了各種各樣的岩石,可是它們都隻含有我們所熟知的元素。至於新元素,誰也沒有找到。
其實,這時候尋找新元素,已經比舍勒和拉瓦錫的時代容易多了。
化學分析這門藝術,年年都有進步。化學家們不但能夠測出這種石頭或那種土壤裏含有哪幾種元素,而且進一步,他們還能極其精確地指出物質裏所含有的各種元素,這有多少,那有多少。
有經驗的化學家手裏隻要有1克物質,就能進行幾十種變化。他們可以使這一物質經過溶解、蒸發、衝洗、過濾、煆燒,用酸處理,用堿處理,用火加熱,用冰冷卻,放在研缽中研細等程序,而不損失一小粒。
他們製造了複雜的天平,這種天平十分靈敏,連1/1000克重的物質細末,都可以放在上麵稱出精確的質量來。
人們已經學會精密而又精密地進行實驗工作。
可是仍然沒有一位化學家能夠找到新元素。
最後,還是物理學來給化學幫忙,像從前物理學家伏特的發現幫助戴維那樣。
從前那一次,新的化學元素是電給找到的。
50年後的這一次,幫助化學家發現新元素的,卻是光。
有兩個朋友,一個是化學家本生(3),一個是物理學家基爾霍夫(4),他倆把學識、技能結合在一起,搞出了一些十分驚人的發現。