2010年12月13日國際理論與應用化學聯合會(IUPAC)發布了篇名為“Atomic Weights of Ten chemical Elements About to Change”的新聞稿,預告化學元素「周期表」的原子量(atomic weight)標示將有重大改變;改為標示元素原子量的「區間範圍值」而非「固定值」。並且周告全球學界,“A new Table of Standard Atomic Weights”刊於新出版的Pure and Applied Chemistry、“Atomic Weights---No Longer Constants of Nature”刊於Chemistry International期刊。美國科技資訊網站CNET稱,此乃繼2006年8月24日國際天文聯合會(IAU)宣告冥王星(Pluto,No.134340)由行星(planet)降為矮行星(dwarf planet),再降為類冥矮行星原型(plutoid)後,另一項將震撼科學界的改變。
IUPAC的執行秘書,加拿大Calgary大學的Michael Wiesner教授指出,許多化學元素具有一種以上的穩定同位素(isotopes),因此其原子量會因存在地點及豐度(abundance)不同而有差異;也就是元素在自然界不同環境中,原子量會不同。目前IUPAC研究團隊已完成氫(H)、鋰(Li)、硼(B)、碳(C)、氮(N)、氧(O)、矽(Si)、硫(S)、氯(Cl)及鉈(Tl)10個元素的原子量測定,並將繼續分析周期表上的其他元素。
這項由IUPAC主導的變革,是自1869年俄國科學家Dmitry Ivanovich Mendeleyev發表化學元素周期表以來首度的大改變。19世紀初期已發現的化學元素有63種,許多科學家嘗試將這些元素按照其化學特性整理成周期表,如1820年代德國化學家Döbereiner提出「三元素組」觀點、Meyer發表「六元素表」;法國De Chancortois提出元素性質「螺旋圖」;英國Newlands發表元素性質的「八音律」等。但這些創見都沒有獲得學術界的認同與重視。
Mendeleyev,1834年出生於俄國,16歲進聖彼得堡大學修習化學,六年後獲化學高等學位並赴德國Heidelberg(海德堡大學進修;1865年起任教聖彼得堡大學,並致力研究元素特性與周期律,於1869年3月發表《元素性質與原子量的關係》論文,提出元素周期律及第一張周期表。當時表中有67個位置,列有已知63種元素,4種未知;Mendeleyev認為必然有該4種原子量的未知元素存在。二年後的1871年12月,發表第二張構思更完備、更精確、更系統的週期表。表中為11種未知元素仍預留空位,並依這些未知元素應該有的特性,將之分類為「類硼、類鋁、類矽」等。
Mendeleyev推論的「類硼、類鋁、類矽」等11種未知元素,後來陸續被發現,這些元素的性質與其所論極為吻合,被科學界譽為科學史上「智慧與奇蹟的象徵」。Mendeleyev編著之《化學原理》,在十九世紀後期到廿世紀初期,被國際化學界公認為標準經典,共印行八版,啟迪近百年來所有的化學修習學生。Engels也在其《自然辯證法》讚譽Mendeleyev,竟然可以巧妙利用Hegel的質能互換律,完成「科學上不朽」功業。
Mendeleyev一生從事科學研究都步步為營,曾經說:「科學是一門自我約制與忍耐的學門」,更說過「學業成績根本不能決定一個人的未來;我們知道優等生在實際生活上,沒有一樣是成功的」這樣深刻的由衷忠告。Mendeleyev於1907年2月2日以73歲謝世。1955年美國科學家發現的第101種元素「鍆」(mendelevium, Md,原子量258),便是紀念他的貢獻而命的名。
化學元素原子量由「固定值」變成「區間範圍值」的這項改變,必然會先引起研究方法與化學教學實驗上的改變,並進一步在未來的儀器分析、微量分析、質譜分析、檢測方法、標準訂定與管理法令產生影響,進而影響到生產製造及日常生活層面。Mendeleyev「忍耐」了103年的等待期,應該非常樂意見到化學界後輩的突破,讓這張向來「自我約制」的元素周期表,有了劃時代意義的重要改變。