尤利乌斯·洛塔尔·迈耶尔
尤利乌斯·洛塔尔·迈耶尔(1830年8月19日至1895年4月11日),德国化学家和物理学家,是化学元素周期表发展的先驱之一。他出生于德国瓦雷尔,是医生弗里德里希·奥古斯特·迈耶尔和安娜·比尔曼的儿子。迈耶尔在医学和科学领域都有深入的研究,他的工作为元素周期表的发现奠定了基础。他与俄罗斯化学家德米特里·门捷列夫以及罗伯特·布尔根都有合作,门捷列夫是他在周期表发展上的主要竞争对手。迈耶尔一生中从未使用过他的第一个名字,而是被简称为洛塔尔·迈耶尔。
人物经历
尤利乌斯·洛塔尔·迈耶尔于1851年在苏黎世大学开始学习医学,之后在维尔茨堡大学学习病理学,并师从鲁道夫·弗尔歇。他在卡尔·路德维希的指导下专注于生理化学的研究。1858年,他在弗罗茨瓦夫大学获得化学博士学位,论文主题是一氧化碳对血液的影响。在康斯堡大学,他受到古斯塔夫·基尔霍夫的数学教学影响,并在弗朗茨·恩斯特·诺伊曼的指导下学习数学物理。1859年,他获得了特许成为弗罗茨瓦夫大学的物理和化学私教授。
1860年迈耶尔出席了卡尔斯鲁厄国际化学会议。在这第一次国际化学界的盛会上,30岁的迈耶尔听到了意大利化学家康尼查罗关于利用阿佛加德罗定律和原子热容定律测定原子量、分子量的论文,后来他又认真研究了康尼查罗散发的这篇论文,感到疑云顿消,接受了阿佛加德罗的分子论,并且认为这次会议将成为化学理论发展的一个转折点。这些认识促使他系统总结当时的化学理论,于1864年写成了著名的《近代化学理论》,宣扬了科学原子—分子论。这本书前后再版了五次,并被译成英文、法文和俄文。许多人正是通过这本名著,认识了分子论。
《近代化学理论》(第一版)的另一大贡献是发表了迈耶尔的第一张元素周期表。表中列出了28种元素,它们按原子量递增的顺序排列,周期性地分成6个族,这6族元素相应的化合价是4,3,2,1,1,2。化合价明显地呈现出周期性的变化,同族元素也明显地呈现出相似性。迈耶尔还计算了同族元素的原子量之间的差值,发现第二横排元素的原子量与第三横排相应元素原子量的差值几乎都是16,其他横排之间也有类似的规律。他对此很感兴趣。他还指出硅与锡之间有未发现的元素存在,它的原子量可能是73.1。
四年后,在《近代化学理论》第二版中,迈耶尔发表了他的第二张元素周期表,新增加了24种元素和9个纵行,共计15个纵行,明显地把主族和副族元素分开了,这样就使过渡元素的特性区别于主族而独立地表现出来了,同时也避免了由于副族元素的加入而使同一主族元素的性质迥异。
主要成就
1870年迈耶尔又发表了他的第三张元素周期表(见下图),重新把硼和列在表中,并把铟的原子量修订为113.4。预留了一些空位给有待发现的元素,但是表中没有氢。同时发表的还有著名的《原子体积周期性图解》,图中描绘了固体元素的原子体积随着原子量递增而发生的周期性变化。一些易熔的元素(如Li、Na、K、Rb、Cs)都位于曲线的峰顶;而难熔的元素(如C、Al、Co、Pd、Ce)则位于曲线的谷底。迈耶尔吸取前人的研究成果,主要从化合价和物理性质方面入手独立地发现了元素周期表。