約翰·紐蘭茲與八音律

約翰·紐蘭茲是誰？

約翰·亞歷山大·雷納·紐蘭茲（1837–1898）出生於倫敦，就讀於皇家化學學院。他的母親有義大利血統，1860 年他前往義大利，作為志願者加入朱塞佩·加里波底的部隊，參加統一該國的戰役。回到倫敦後，他擔任分析化學家，後來在製糖業擔任化學師。

每隔第八個元素

從 1864 年開始，紐蘭茲在《化學新聞》期刊上發表了一系列短文，他把已知元素依原子量遞增的順序排列，並給每一個編上位置號碼。1865 年 8 月，他指出性質相似的元素往往相隔七個位置。鋰是 2 號，鈉是 9 號，鉀是 16 號；氟和氯、鎂和鈣之間也是同樣的間隔。由於每第八個元素都呼應第一個，他把這個規律比作音樂中的八度音，稱之為八音律。

我們現在知道為什麼數出來是八。稀有氣體當時尚未被發現，所以每一段輕元素有七個成員，第八個元素開始下一段。

冷淡的反應

1866 年 3 月 1 日，紐蘭茲向倫敦化學會介紹了他的想法。聽眾並不信服。其中一位成員、物理學家喬治·凱里·福斯特問紐蘭茲是否試過把元素按字母順序排列，暗示幾乎任何一種排列都會偶然出現一些巧合。學會拒絕發表這篇論文，理由是不刊登純理論的作品。

八音律出錯的地方

批評者的疑慮確有根據。這個規律對輕元素到鈣為止都很成立，但超過這個範圍就崩潰了：鐵落在與氧和硫同一行，而鈷和鎳只能共用氟和氯家族中的同一個位置。在好幾處，紐蘭茲把兩個元素擠進同一個位置，而且他的表沒有為尚待發現的元素留下空位。當下一個新元素出現時，就沒有地方可放。

終於獲得肯定

在門得列夫 1869 年的週期表被接受之後，紐蘭茲主張是自己最先發現了週期規律，並在 1884 年把他的論文彙集成書來闡述自己的主張。皇家學會在 1882 年把戴維獎章同時授予門得列夫和洛塔爾·邁爾，1887 年又因紐蘭茲發現週期律而把同一獎章授予他。

紐蘭茲如今被認為是週期表最重要的先驅之一。他給每個元素在序列中編上號碼的想法，在 1913 年有了新的意義，那年亨利·莫斯利證明了每個元素都有自己的原子序。