洛塔尔·迈耶:发现周期律的另一位人物
1869年,德米特里·门捷列夫发表了他的周期表。几个月后,洛塔尔·迈耶发表了他自己的周期表——这是他独立得出的成果,基于物理测量,但全面发表得太晚了。迈耶毫无怨言地承认了这位俄国人的优先权,1882年,英国皇家学会将戴维奖章授予了他们两人。历史对迈耶的评价不如皇家学会那样公正,但周期律确实有两位发现者,其中一位是德国医生,他通过血液研究走进了化学领域。
医生的儿子
迈耶于1830年8月19日出生在奥尔登堡公国的法雷尔,是医生弗里德里希·奥古斯特·迈耶和安娜·比尔曼的儿子。他在奥尔登堡的旧文理中学接受教育,随后按照医生的儿子的期望进入了医学界。
他的训练经历就像是19世纪德国科学巅峰时期的巡礼。从1851年起,他在苏黎世大学师从伟大的生理学家卡尔·路德维希学习医学。从1853年起,他在维尔茨堡师从细胞病理学创始人鲁道夫·菲尔绍学习病理学。在海德堡,他师从化学系主任罗伯特·本生——正是本生引导他转向了化学。1858年,迈耶在布雷斯劳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。他不满足于此,随后前往柯尼斯堡,在弗朗茨·恩斯特·诺伊曼门下学习数理物理学,古斯塔夫·基尔霍夫也是他的影响者之一。
这种结合是他后来所做一切的关键。迈耶是一位受过生理学、病理学、化学和数理物理学训练的医生,他像物理学家一样处理元素:寻找可以测量和绘制的量。
氧气与血红蛋白
医学训练立即见效。迈耶认识到氧气与血液中的血红蛋白结合——这一洞察将呼吸作用从一个模糊的生命过程转变为气体与血液中物质之间的特定化学结合。这仍然是生理化学的基石之一,而这竟是一位不到三十岁的人的工作。
1864年的著作
1859年,获得任教资格后,迈耶成为布雷斯劳的物理和化学讲师。五年后,他出版了《现代化学理论》(Die modernen Theorien der Chemie),这本书奠定了他的声誉,其中包含了早期版本的周期表:根据化合价排列成六个族的二十八个元素。
从远处看,其意义很容易被忽略。1864年的化学界拥有长长的元素列表,但没有公认的组织原则。迈耶的表格是第一次真正尝试通过重要属性系统地对元素进行分类,并论证这种分类揭示了物质的真实属性。
原子体积
他最原创的贡献是图形化的。迈耶绘制了原子体积随原子量变化的折线图,所得曲线呈现出一系列峰值和谷值。在这里,绘制在一张纸上的,正是元素的周期性——不是断言,不是从化学类比中推断,而是可见的。它将周期律从一种分类方案转变为一种需要解释的物理事实,任何看到这条曲线的人都无法轻易将其视为巧合。
迈耶继续进行修订。1864年的表格是横向排列的;1870年的进一步版本则是纵向排列的,每个系列都由碱土金属族的元素适当地结束。
晚了几个月
当那个更完整的版本出现时,门捷列夫已经发表了。两人完全独立地工作,并实质上得出了相同的定律,迈耶也承认了门捷列夫的优先权。
然而,他们之间确实存在差异,这解释了他们名声的差异。门捷列夫将他的表格推向了预言领域,强调尚未发现的元素并描述它们可能具有的性质。迈耶没有这样做。他没有强调对未知元素的预测,也没有详细说明它们可能的特征;他建立了模式,并满足于让它作为一个模式存在。预测是使科学定律出名的原因,门捷列夫的名字因此与该定律联系在一起。
至少英国皇家学会评价的是工作本身,而不是作秀。1882年,为了表彰他们在周期律方面的工作,皇家学会将戴维奖章共同授予了迈耶和门捷列夫。
苯与教席
迈耶的职业生涯稳步上升:1866年在埃伯斯瓦尔德林业学院任职,1868年在卡尔斯鲁厄理工学院担任教授,1876年担任图宾根大学化学系主任,直至余生。他于1866年与约翰娜·沃尔克曼结婚。
他还做出了第二个经常被忽视的结构性贡献。1872年,迈耶首次提出苯环的六个碳原子仅通过单键相互连接,每个碳原子的第四化合价指向环内。这一提议将环剩余的结合能力从特定原子间的固定连接转移到了整个结构上——这是一种超越特定模型的芳香族分子思考方式。
图宾根,1895年
洛塔尔·迈耶于1895年4月11日在图宾根因中风去世,享年六十四岁。1983年,一种新发现的矿物被命名为洛塔尔迈耶石(lotharmeyerite),以表彰他在周期律方面的工作——这是对一位男士的谦逊纪念,他看到了与门捷列夫相同的伟大模式,画得更漂亮,却晚了几个月才大声说出来。
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