元素週期律發現150年,中國首次派隊參加門捷列夫競賽
2019年04月19日17:16

原標題:元素週期律發現150年,中國首次派隊參加門捷列夫競賽

新京報訊(記者 李玉坤)近日,北京陳經綸中學4名高中生出征,參加第53屆門捷列夫國際奧林匹克化學競賽。競賽將於明天(4月20日)在俄羅斯聖彼得堡舉行。記者瞭解到,這是我國首次派青少年參加門捷列夫國際奧林匹克化學競賽。

1869年,門捷列夫發現化學元素週期律,於今恰好150週年,2019年也被聯合國教科文組織定為“國際化學元素週期表年”,以紀念元素週期表提出150週年。

請大學教授培訓,帶隊老師是化學博士

北京陳經綸中學高中校區校長牟成梅說,門捷列夫國際奧林匹克化學競賽有很多年的曆史,是國際上最早的中學生化學競賽之一,能夠參加這個競賽,對學生來說是一個很難得的機會。

圖為出征儀式。

陳經綸中學選拔了4名學生參加此次競賽。

“這些孩子自己給自己開書單,學校也專門聘請專家對他們做專門輔導,很多專家來自北京師範大學。”牟成梅說,學校專門挑選教師中的化學博士姚晨曦作為學生領隊,帶領學生赴俄羅斯參賽。

姚晨曦也認為,門捷列夫國際奧林匹克化學競賽在化學方面是國際水平的一個專業化學競賽。

“類似於我們國家的化學奧林匹克競賽,但它是國際性質的比賽,難度不亞於我國的中學生化學競賽。”姚晨曦說。

牟成梅說,作為首支參賽的中國隊伍,所以對題型瞭解得不夠多,雖然現在資訊很發達,但是沒有前人的經驗可借鑒。“對於學生來說,他們敢於接受挑戰,我覺得就算是成功了。”

在高校準備實驗,狂補英語

姚晨曦認為,門捷列夫競賽的題的難度很大,但對中國學生最大的難度是英文試卷,這個是和中國本土化學競賽的最大區別。

“所有的題目都是英語來呈現的,所以這些參賽學生不光是化學成績好,更重要的是還得過語言這一關。”牟成梅說。

參賽選手之一、陳經綸中學高二學生宋宇佳說,他們在選拔的時候,參考了英語和化學兩門課的成績,最近也在“惡補”專業英語。

“就試題難度來說,門捷列夫化學競賽和我們國家的奧林匹克競賽難度相當,但有同學的英文的專業詞彙不過關,會造成理解的困難,導致做錯題。 ”姚晨曦說。

據介紹,競賽分為理論和實驗兩個部分。宋宇佳說,為了準備競賽,他們還多次去北師大做實驗,主要準備了無機製備、有機製備等。

參賽選手:

爭取好成績,沒有非要考第一

宋宇佳是在寒假的時候被告知入選了此次參賽的大名單,當時有8人入選,後來經過考試選拔,參賽名單確定為4人。對於這次參賽的目標,宋宇佳說,就想要爭取好成績,也沒有定目標非要拿第一名。

宋宇佳這一級已經不分文理科了,但是她仍選了物理、化學、生物三科。平常化學成績都能考90多分。

化學是從初三開課,宋宇佳也是從那時愛上了化學。

“我覺得化學很有意思,只要一做實驗,我就很開心的。”宋宇佳說,她印象最深的還是做的第一個實驗——紅磷燃燒實驗。

因為是中國第一次參賽,他們沒有什麼教輔,只有2016年到2018年的競賽題。“我發現有些題需要憑經驗,我們不太占優勢,需要一定的生活常識。”宋宇佳說,還有的試題和高考類似。

對於未來的專業選擇,宋宇佳說,也沒有完全確定以後到底要幹什麼。但有個小目標,想去當醫生。“醫生其實對生化要求很高,所以我覺得現在化學學習肯定會有幫助。”

科普

從63種到118種,150週年元素週期表還有哪些變化?

元素週期表,大家都不陌生,它出現在每一版化學課本中,並至少被要求背誦前20個元素。

1869年,門捷列夫發現元素週期律後,製作了一張元素週期表,150年來,元素週期表發生了哪些變化?它的發現曆程又有哪些故事?華東師範大學教授博士生導師薑雪峰和北京大學化學與分子工程學院副研究員蔣尚達為記者做了揭秘。

預測了12種元素

雖然大家對元素週期表很熟悉了,但是大部分人可能沒有見過門捷列夫當年製作的元素週期表。

蔣尚達說,門捷列夫1869年在化學雜誌上用德語發表了一篇文章,主題是元素重量和性質的關係。他將當時已經發現的63種元素列成元素週期表,它的成功之處在於它留有空格,並且偶爾互換了一些元素。要知道,真正提出來用核電荷數排序已經是1913年的事情了。

從門捷列夫的元素週期表可以看出,雖然方向與我們常見的元素週期表不同,但已經很接近。另外,當時沒有發現惰性氣體。 蔣尚達說,門捷列夫成功預測了12種元素,後來寫了一本化學原理的書,用週期律解釋無機化學的原理。

門捷列夫未得諾獎

蔣尚達介紹,門捷列夫擔任過俄國的度量衡局的局長,併成為英國皇家學會的外籍會員,1907年2月2日心肌梗塞去世,享年72歲,但是門捷列夫沒有得過諾貝爾獎。

“他在1906年的時候被提名為諾貝爾化學獎得主,但是人生是非常坎坷的,1906年的諾貝爾獎得主是製備單質氟的莫瓦桑。”蔣尚達解釋,主要因為阿倫尼烏斯。此人是當時瑞典皇家學會一個非常重要的人物。阿倫尼烏斯認為,門捷列夫發現的元素週期律已經太過時,不足以拿諾貝爾化學獎,而製備單製氟非常重要,所以就把這個獎頒給莫瓦桑,莫瓦桑獲獎的第二年就去世了。不幸的是,門捷列夫在1907年也由於心肌梗塞去世。

蔣尚達

為什麼阿倫尼烏斯不喜歡門捷列夫呢?蔣尚達說,因為阿倫尼烏斯提出了一個著名的阿倫尼烏斯酸堿理論,但這個酸堿理論被門捷列夫劇烈抨擊,這可能是阿倫尼烏斯懷恨在心的原因。

118種是終點嗎?

現在,化學元素週期表一共有118個元素,世界著名的化學組織——國際純粹與應用化學聯合會向全世界範圍是徵集了118位科學家,這118個人對應118種元素,作為元素代言人。

中國一共有三位科學家入選,硫元素的代言人是華東師範大學教授薑雪峰。

薑雪峰

如今,第七週期已經被元素填滿,薑雪峰講了第七週期最後發現的4個元素。

“這兩年最後明確的第七週期的最後四個元素:113號元素、115號元素、117號元素和118號元素,中文定名為(钅爾)、鏌、(石田)、(氣奧)。”薑雪峰說。

從這四個元素的名字,就可以看出這些元素的命名方式。

薑雪峰解釋,元素發現者和發現的單位,有權以他們的國家、本人的名字,或者發現地點來命名。113號“(钅爾)”(音:nǐ)這個元素是一個日本科學家發現並命名的,因為日本在日語讀音霓虹;115號元素鏌,以“莫斯科”英文地名拚寫為開頭,這是一個俄羅斯的科學家發現的;117號元素(石田),是在美國田納西州的一個離子加速器的研究所發現的;而發現118號元素(氣奧)的發現者,也是一名俄羅斯科學家,那麼因為前面已經有“鏌”,所以他以自己的名字來命名了這個元素。

這4個元素發現後,元素週期表七個週期已經填滿了,還會有其他元素嗎?

“實際上,元素遠遠不止這些。世界上不同的地方都在研究超重元素,121號元素、122號元素都在發現的過程當中,現在已經有了眉目,也就是說元素遠遠不止門捷列夫150週年前所預測的這七個週期,可能還會出現第八個週期。”薑雪峰說。

他認為,第八個週期的元素很難被觀測到的原因,可能是半衰期非常短,導致很難用儀器精確測量到。“但是隨著檢測技術的提高和核聚變等手段的使用,可以讓我們發現更多神奇的元素”。

新京報記者 李玉坤 編輯 於音 校對 陸愛英

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