元素周期表的完善并非一人就能獨立完成，透過眾多科學家的研究，才一磚一瓦地將元素周期表建立起來。而在這段找尋元素的過程中，女科學家也占有一席之地，盡管當年隱身在實驗室背后，但仍無損她們?yōu)榭茖W帶來的重要貢獻。

在尋找新物質(zhì)或探索元素特性的時光中，有一群不在乎是否留名青史，只為求得科學真相的她們，期望能夠填上周期表上的空白、完整其理論模型……

20世紀初，科學家將元素定義為不能被分解成更簡單的物質(zhì)。而這些單一物質(zhì)早在1869年，因俄羅斯科學家門捷列夫發(fā)現(xiàn)其化學周期性，將當年已知、有限的元素進行排列，也就是今日元素周期表的離雛形。而周期表上的留白與預測，自此之后，也成為科學家們試圖找尋的未知元素。

不過，證明新元素的存在實際上并不容易，首先，必須發(fā)現(xiàn)自然界中不尋常的現(xiàn)象，而且此現(xiàn)象無法就已知元素進行解釋的化學行為或物理特性，像是不明原因的放射線或光譜線。再或者，為證明其存在，需從化合物中將元素大量分離，以便進行測量、研究，進而說服他人這是一種全新元素。

首位獲諾貝爾獎殊榮的女性——居里夫人

在情性氣體、放射線、同位素和量子力學等名詞尚未問世的19世紀中，有一群女科學家的研究，徹底改變?nèi)藗儗υ氐牧私?。居里夫人因為放射性研究與發(fā)現(xiàn)钚和鐳，兩度獲得諾貝爾獎（1903年諾貝爾物理學獎、1911年諾貝爾化學獎）的科學家，是當年少數(shù)因?qū)W術(shù)貢獻而在科學史上留下不朽篇章的女性。

其實，當初居里夫人的研究起點并非尋找新元素，而在于鈾射線的探索。1896年，貝克勒發(fā)現(xiàn)鈾的放射性，隔年，居里夫人決定以此為博士論文為題目，開始研究起瀝青鈾礦中的放射性，從她的測量結(jié)果發(fā)現(xiàn)礦石中的活性太過強大以致無法以單鈾的放射做唯一解釋，懷疑有其他物質(zhì)的存在。

通過與丈夫皮耶的共同合作，1898年，居里夫人發(fā)表論文表示找到兩新元素——钚和鐳。為了驗證這項發(fā)現(xiàn)，兩人更是花了超過3年的時間，透過研磨、溶解、煮沸、過濾和結(jié)晶等步驟，從1噸的礦石中間萃取出0.1克的氯化鐳（RaCl2）?？v使有生之年未曾分離出半衰期較短的钚，但在1910年，她成功分離出純鐳金屬。

大多數(shù)的女性不像居里夫人一樣幸運，能在一流大學擔任教授職位、建立實驗室進行研究。萊蒙托娃為德國歷史第一位獲得化學博士學位的女性，1869年，她從俄羅斯遠赴德國海德堡大學，并師從本生研究鉑的化合物。

此時同樣曾為本生門下的門捷列夫為整理元素周期表上的排序，便向她提出分離鉑族金屬的研究。然而，卻無人知曉她改良周期表上鉑族金屬排列的貢獻，唯一的證明僅埋藏在與門捷列夫往來的信件中。

同位素的發(fā)現(xiàn)

現(xiàn)在，人們已知同位素是某種特定化學元素的不同種類，質(zhì)子數(shù)目相同，但中子數(shù)目卻不同，在化學元素周期表中占據(jù)同一位置。雖然同位素最早是由1913年英國化學家索迪所證實，但鮮為人知的是，此概念是由蘇格蘭醫(yī)師托德在一個晚宴上所提出。這項發(fā)現(xiàn)，也解決了當年同位素尚未為人所知時，面臨許多元素涌現(xiàn)、但周期表中卻沒有這么多空位的窘境。

而同位素的存在，很快便由在維也納鐳研究機構(gòu)工作的波蘭化學家霍洛維茲透過實驗證明，她發(fā)現(xiàn)即使像是常見的鉛也可能具有不同的原子量，取決于它是由鈾或釷的放射性衰變而來。

然而，鐳所放射出的物質(zhì)是顆粒還是氣體？1901年，就讀于加拿大麥吉爾大學物理系的布魯克斯，也是后來加拿大第一個女性核物理學家，與指導教授拉瑟福德發(fā)現(xiàn)此物質(zhì)像一種重氣，提出放射性衰變時可能產(chǎn)生新元素的第一個證據(jù)。1907年，拉姆齊發(fā)現(xiàn)此氣體-氡，屬于氦族元素，現(xiàn)在稱作情性氣體。

盡管第一篇與拉塞福共同完成論文的布魯克斯踏出這項發(fā)現(xiàn)重要的第一步，然而卻很少有人記得她，因為后來所發(fā)表的論文作者只有拉塞福一人，僅在論文中附注布魯克斯的協(xié)助。順帶一提，拉塞福則因「對元素蛻變以及放射化學的研究」，在1908年獲得諾貝爾化學獎。

更多新元素的探索

隨后，越來越多的原子核物理研究被發(fā)表，1917年，物理學家邁特納與德國化學家哈恩在柏林發(fā)現(xiàn)第91號元素—鏷。出生在奧地利的邁特納在攻讀完博士后離開家鄉(xiāng)赴德國，期望謀求更好的職業(yè)發(fā)展。1907年，她被任職于柏林大學的哈恩錄取。不過，這稱不上是個好職位，因為不僅不提供薪水，甚至只能從實驗室后門進出并在地下室做實驗，只因為女性不應該被看見。直到1913年，哈恩任職威廉皇帝化學研究所后，才與哈恩從「合作者」變成「同事」。

第75號元素—錸，是在1925年由德國化學家伊達和她的丈夫瓦爾特于柏林所發(fā)現(xiàn)。伊達原本是化學工程師，后來放棄化學工業(yè)轉(zhuǎn)而找尋新元素。1925年，她開始以無償客座研究員的身份在柏林聯(lián)邦物理技術(shù)研究所、以瓦爾特為首的實驗室做研究，2人嘗試制備可被測量的新元素，并以萊茵河命名為錸，是地球地殼中上最稀有的元素之一，且不具放射性。

雖然諾達克夫婦宣稱也找到第43號元素，并以家鄉(xiāng)波蘭東北部馬祖里命名為鎷（masurium），但她們未能再現(xiàn)其光譜線也無法分離出此物質(zhì)。其實，鎷后來被發(fā)現(xiàn)無法利用濕化學（wetchemistry）方法取得，最終，此元素成為第一個由人工合成的元素，命名為锝。

用粒子撞擊原子

1932、1934年中子與誘發(fā)放射性的發(fā)現(xiàn)，讓元素的研究又邁向一個全新的領(lǐng)域，科學家開始嘗試在實驗室利用透過粒子轟擊原子來制造新元素。同年，羅馬大學物理學家費米便利用中子轟擊鈾，制造出第93、94號元素。在這篇論文發(fā)表之后，伊達隨即在《應用化學》期刊上發(fā)表一篇論文，表示費米無法證明轟擊過程中是否有其他元素被制造出，像是一些原子量較輕的元素，并提出原子核會破碎成許多碎片的假說。

然而，不像居里夫人以自身的學術(shù)研究獲得承認并在大學身兼教職工作，伊達大半輩子的時間都以客座身份在丈夫的實驗室工作，這也是為什么在1934年，當她提出核可以分裂，也就是現(xiàn)今所知的核分裂一詞時，未受到重視的原因之一。

1938年，邁特納和哈恩發(fā)現(xiàn)當年費米所做的轟擊實驗中被制造出來的元素為鋇，而且她透過計算，證實原子核的確會產(chǎn)生分裂。然而，當時正處第二次世界大戰(zhàn)前夕，身為猶太人的邁特納逃往瑞典，加上1939年哈恩發(fā)表成果時并未提及她的名字，也因此1944年哈恩因「發(fā)現(xiàn)重核的裂變」獲得諾貝爾化學獎時，邁特納沒有共同獲得這項殊榮。

大多數(shù)的女性因與男性研究人員共同合作，所以無法區(qū)分其對科學的貢獻，不過，于1939年發(fā)現(xiàn)第87元素的法國物理學家佩里（MargueritePerey）則是一個例外。她在19歲時進入巴黎大學居里夫人實驗室擔任實驗技術(shù)員，受約里奧一居里（Irene Joliot-Curie）和德比埃爾內(nèi)（AndreDebierne）的指導，嘗試計算出同位素錒-227（Ac-227）的半衰期，并在實驗的過程中，因而找到新元素鈁（francium，F(xiàn)r）。后來，她任職斯特拉斯堡大學核化學系，并且截至目前為止，鈁是自然界中最后一個被發(fā)現(xiàn)的元素。直至今日，元素的發(fā)現(xiàn)需要仰賴粒子加速器、預算加上各領(lǐng)域研究人員的組成，而其定義也已被改寫，從門捷列夫提出穩(wěn)定且不可轉(zhuǎn)換的物質(zhì)概念擴展至只能存在毫秒的同位素。

各種元素的應用

在探索元素的道路上還有許多女性的身影，1910年代，美國醫(yī)師漢密爾頓（Alice Hamilton）證明鉛的毒性且會危害大眾與從事金屬行業(yè)的人員。她要求保險公司與制造商必須采取安全措施保障人們的安全并對健康已受影響的人進行賠償；更組織社會運動，告訴民眾認識如鉛、汞等重金屬可能帶給從事相關(guān)行業(yè)人員的傷害。1919年，她成為哈佛大學第一位女性教師，并早在1925年明確表達反對在汽油中添加鉛的理念。

在法國科學家莫瓦桑于1886年分離出氟之后，1920年代，有一群以羅曼尼和費雷爾為首的女性科學家與馬德里大學的吉爾合作，探討水中的氟含量與對健康的影響。然而，在1936~1939年西班牙內(nèi)戰(zhàn)時，她們不得不退出研究，最終，這些研究成果全歸于吉爾。

1950年代，日裔美國人前田敏子發(fā)現(xiàn)測量氧放射性同位素的方法。起初的她，只是在芝加哥大學，尤里的實驗室清洗血清瓶，不過，不久后她便開始負責質(zhì)譜儀，幫助測量化石中的氧同位素比例，用以推測史前海洋溫度，甚至擴展至隕石。然而，如同所有日裔美國人，在1941年12月7日爆發(fā)珍珠港事件后，前田遭到歧視且被拘留。慶幸的是，她得到指導教授的認可與支持，在相關(guān)研究發(fā)表的期刊論文中皆能看到她的名字。

金（Reatha Clark King），是第一位任職于國家標準暨技術(shù)研究院（National Institute of Standards and Technology，NIST）的非裔美國女性。1960年代，她研究氟、氧和氫混合物的燃燒，發(fā)現(xiàn)其高反應可應用于火箭的推進。另外，為防止一些具爆炸性的混合物帶來的危害，她所設(shè)計的特殊設(shè)備與技術(shù)，也被NASA采用至今。

總結(jié)

女性對于元素的貢獻并不止步于此，1970年代，霍夫曼（Darleane Hoffman）發(fā)現(xiàn)的同位素鐨- 257能自行分裂、不需要中子的轟擊，并發(fā)現(xiàn)在自然界存在的钚。令人敬佩的不僅如此，她更是第一位擔任新墨西哥洛斯阿拉莫斯國家實驗室的女性負責人，且提拔許多女性后輩。肖格內(nèi)西，現(xiàn)今任職于勞倫斯利佛摩國家實驗室首席研究員便是其中之一，所參與的重元素項目成功發(fā)現(xiàn)6個新元素（113~118）。

這就是元素研究史上女性角色，從無償助手、技術(shù)人員到優(yōu)秀的實驗室主持人，進一步認識這群在科學道路上努力不懈的女科學家。綜觀歷史上對于元素發(fā)現(xiàn)或應用的同時，即使因為當年時空背景讓這群女科學家未能及時獲得肯定，但不可否認的是，這無法抹滅她們?yōu)樵氐膴^斗。