臺灣化學教育

2019國際元素週期表年（IYPT）：
現代藝術家與門得列夫的時空交會

楊水平

國立彰化師範大學化學系
[email protected]

1869年3月6日，門得列夫向俄羅斯化學學會正式發表題為〝元素原子重量性質之間的依賴性〞的文章之後，化學開啟嶄新的一頁。回顧化學150年的進展，門得列夫的元素週期表對化學推進的貢獻非常甚大，對科學的發展影響極為深遠，可謂一日千里。除了化學和科學之外，本文試圖描述現代藝術家與門得列夫的時空交會，包括版畫、繪畫、視覺藝術、音樂與元素週期表的相遇，這些相遇會擦出什麼樣的火花？欲知詳情，請看下去。

n  門得列夫與元素週期表

德米特里·伊萬諾維奇·門得列夫（Dmitri Ivanovich Mendeleev, 1834-1907）是俄羅斯化學家和發明家。他創造一個有遠見的元素週期表（Periodic Table of Elements），用來糾正一些已經被發現元素的性質，並預測尚未被發現八元素的性質。^[1] 圖一為門得列夫的肖像（Ilya Repin繪畫）和紀念門得列夫和週期表的雕刻（位於Bratislava, Slovakia）。

 

圖一：門得列夫的肖像（左）；紀念門得列夫和週期表的雕刻（右）

（圖片來源：Dmitri Mendeleev, https://goo.gl/EVbA2B, Dmitri Mendeleev, https://goo.gl/yVnRuV.）

在1863年，已知的化學元素有56個，每年大約發現一個新元素。在門得列夫之前，其他科學家已經確定元素的週期性。John Newlands描述八度定律（Law of Octaves），1864年他指出根據相對原子量，元素的排序有週期性的運作，並於1865年出版。他的提議確定新元素的潛力，例如：鍺（germanium, Ge）。這個概念當時受到批評，直到1887年他的創見才得到化學家學會的認可。另一個提出週期表的人是Lothar Meyer，他在1864年發表一篇論文，描述按其化合物價數，可分類28個元素，但沒有預測新元素。^[1]

在1867年，門得列夫成為一名教師後撰寫當時權威的教科書：化學原理（Principles of Chemistry）（兩冊，1868-1870），因為他正在為他的課程準備一本教科書，這是他最重要的發現。當他試圖根據化學性質對元素進行分類時，他發現並假設他的週期表的模式（縱向三元素 × 橫向三元素）；他宣稱他已經設想在夢中元素的完整安排。藉由他設想的模式進而添加其他元素，門得列夫開發他的週期表的擴展版本。在1869年3月6日，他向俄羅斯化學學會正式發表題為〝元素原子重量性質之間的依賴性〞的文章，該文章描述元素原子量與價數之間的關聯。這關聯性的發現，創建一個有系統的元素週期表，也發展出現今科學界皆知具有高預測性的元素週期表。圖二是門得列夫的1871年週期表。^[1]

圖二：門得列夫的1871年週期表

（圖片來源：Dmitri Mendeleev, https://en.wikipedia.org/wiki/Dmitri_Mendeleev.）

n  藝術與藝術家

藝術（Arts）是指在人類社會和文化中發現有創造力的理論和表現。藝術的主要成分涵蓋：文學（literature）包括詩歌、散文及戲曲；表演藝術（performing arts）包括音樂、舞蹈及戲劇；而視覺藝術（visual arts）包括圖畫、繪畫、攝影、陶瓷、雕刻及建築。^[2] 美國國會在國家基金會裡的藝術與人文法案中，藝術被定義為包含不限於音樂（器樂和聲樂）、舞蹈、戲劇、民間藝術、創意寫作、建築及其相關領域、繪畫、雕塑、攝影、平面和工藝、工業設計、服裝和時裝設計、電影、電視、廣播、電影、錄影、錄音，以及這些主要藝術形式的演示、表演、執行及展覽有關的藝術。^[3]

藝術是創造視覺、聽覺或表演藝術品的人類活動，表達作者的想像力或技術和技能，以其美感或情感的力量為鑑賞。這些活動最普遍的形式包括藝術作品的製作、藝術的批評、藝術史的研究、以及藝術的審美傳播。^[4]

藝術家是從事與藝術創作、實踐或示範活動的人。日常言語和學術話語中的常見用法僅是視覺藝術中的實踐者。藝術家這個詞也用於定性意義上，一個創造性、創新性或擅長藝術實踐的人。大多數情況下，藝術家這個術語描述在美術或〝高級文化〞（high culture）背景下創作的人，包括繪畫、繪畫、雕塑、表演、舞蹈，寫作、電影製作、新媒體、攝影和音樂等活動。創造可能被認為具有審美價值的作品的想像力、才能或技巧。^[5]

n  版畫與元素週期表的相遇

此處介紹：(一) 2011年在美國費城的版畫展示、和(二) 2011年在澳大利亞的版畫展示。

一、  2011年在美國費城的版畫展示

在2011年，美國費城化學遺產基金會（Chemical Heritage Foundation in Philadelphia, CHF）舉辦的展覽是為了慶祝2011年國際化學年（International Year of Chemistry, IYC）的關鍵展覽之一，旨在吸引大眾對化學的重視和化學家幫助大眾理解元素世界。根據策展人Marjorie Gapp的說法，展覽背後的靈感是展示藝術家像科學家一樣如何幫助我們看到和理解元素世界。展覽主題之一—元素事項（Elemental Matters）：藝術家想像化學，於2011年2月4日在CHF的Clifford C. Hach畫廊開幕。^[6] 元素週期表版畫的展示是元素事項的核心，也是展覽中最具活力的作品。這個計畫由Jennifer Schmitt策劃，來自美國29個州和7個國家（澳大利亞、加拿大、英國、意大利、日本、蘇格蘭、美國）的97位藝術家展示元素週期表的118張版畫。這些版畫令人大開眼界，有效地把化學與日常生活、流行文化和社會聯繫起來。^[7-8]

除了元素週期表版畫的現場展示外，也在網站上介紹，每個元素的圖畫都有一個超連結，點擊圖畫後可連結到該元素的性質和應用等簡述、藝術家對該版畫的創作構想、版畫藝術家的自我介紹。圖三是整個元素週期表版畫計畫的線上展示（開啟這網頁）。

圖三：整個元素週期表版畫計畫的線上展示（開啟這網頁）

（圖片來源：The Periodic Table Printmaking Project, http://periodictableprints.com/table/.）

以下描述元素週期表版畫計畫118版畫之中的3個元素版畫—鐵（Iron, ₂₆Fe）、鐳（Radium, ₈₈Ra）和鍆（Mendelevium, ₁₀₁Md）。在下面的描述中，「關於這元素」是化學家對該元素的說明，「關於這版畫」是版畫家對該元素創作的說明，而「關於這版畫家」是版畫家的自我介紹，後二者以第一人稱描述。

(一)鐵元素的版畫：鐵的原子序26（₂₆Fe），這版畫是Amy Arledge的創作^[9]，如圖四所示。

圖四：元素鐵的版畫（開啟這網頁）

（圖片來源：Iron by Amy Arledge, http://periodictableprints.com/table/26.html.）

A.     關於這元素

鐵被認為是宇宙中第六豐富的元素，是在巨大質量恆星中碳燃燒的核融合最終行為而形成的產物。佔地球地殼大約5％，據信地球的核心主要由鐵鎳合金構成，佔整個地球質量的35％。因此，鐵是地球上最豐富的元素，但是只佔地殼中第四豐富的元素。發現地殼中的大部分鐵與氧氣結合，作為氧化鐵礦物質如赤鐵礦和磁鐵礦。^[9]

B.      關於這版畫

我（作者Amy Arledge）使用鐵（Fe 26）的元素週期表符號來製作鐵門的圖像。在這圖像中，Fe 26總共呈現四次。在左上角有一個Fe，數字2在右邊，數字6在2下面。底角是相同的倒置，右側是左側的反面。我藉由繪製其在銅板上並在鐵酸（ferric acid）溶液中蝕刻來創作這設計。然後我用凹銅版腐蝕制版法（aquatint）使圖像變暗，以獲得更黑的鐵色外觀。^[9]

C.     關於這版畫家

我（作者Amy Arledge）對所有版畫領域感到興趣，主要關注的是銅版蝕刻。我的版畫主題包括鳥類、昆蟲和動物的抽像圖像。^[9]

(二)      鐳元素的版畫：鐳的原子序為88（₈₈Md），這版畫是Gretchen Grove的創作^[10]，如圖五所示。

圖五：元素鐳的版畫（開啟這網頁）

（圖片來源：Radium by Gretchen Grove, http://periodictableprints.com/table/88.html.）

A.     關於這元素

鐳（Ra 88）是一種在鈾礦石中以微量存在的極具放射性的鹼土金屬。它具有1602年的半衰期並衰變成氡氣。鐳發出淺藍色的發光顏色，燃燒出鮮紅色的光。它是瑪麗·居里（Marie Curie）於1898年發現的元素。^[10]

B.      關於這版畫

對於一些與鐳相關的明顯圖像，雖然我（作者Gretchen Grove）可以使用（發光的刻度盤和時鐘指針，或瑪麗居里），但是我驚訝地發現鐳曾經用於牙膏和數百種其他消費者日常用品。這些顏色首先是藉由在樹脂玻璃（plexiglass）上進行單色印刷而製成的，雕刻的油氈關鍵塊最後用黑色印刷。這張照片的單色印刷方面經歷許多的變身，直到我想出我喜歡的顏色組合。^[10]

C.     關於這版畫家

我（作者Gretchen Grove）在夏威夷大島上生活和工作。雖然我擁有藝術學位，但是我經營一家商店，因此我只有一點時間做自己的藝術工作。零售展示是我目前的藝術形式。我喜歡油氈印刷，我很高興有藉口讓自己回到做我自己喜歡的工作。^[10]

(三)     鍆元素的版畫：鍆的原子序101（₁₀₁Md），這版畫是Natalia Moroz的創作^[11]，如圖六所示。

圖六：元素鍆的版畫（開啟這網頁）

（圖片來源：Mendelevium by Natalia Moroz, http://periodictableprints.com/table/101.html.）

A.     關於元素

鍆（Md 101）是原子序101的化學元素，是錒系的放射性金屬。它不是天然存在的，而是在1955年首次用氦離子轟擊鑀（einsteinium）。以德米特里 門得列夫（1834-1907）的姓名來命名，他是一位俄羅斯化學家，創建有系統的元素週期表。^[11]

B.      關於這版畫

這個簡短的描述足以讓我（作者Natalia Moroz）想像穿著黃色放射性服裝的門得列夫和阿爾伯特愛因斯坦（Albert Einstein）被轟炸並且看起來他很緊張的背景。讓兩位偉大的科學家製造一點樂趣而不會受到傷害。至少它是令人難忘的……這是一個多層的油氈浮雕印刷圖樣，用Daniel Smith油墨在白色的Rising Stonehenge紙上印刷。^[11]

C.     關於這版畫家

在研究平面設計和插圖時，我（作者Natalia Moroz）遇到油氈浮雕版畫。起初，媒材在我看來非常簡單，甚至是沉悶—沒有詭計，也沒有神秘感，但是很快地我完全接受這種技術。我發現誠實和坦率，油氈浮雕版畫沒有隱藏糟糕的繪畫、薄弱的構圖和缺乏內容的手段，因此藝術家必須在所有的方面都很出色。如果設計得很好，即使是簡單的黑白印刷也會非常強而有力。多個印版、縮小技術和漸變墨水使探索充滿刺激的浮雕版畫以提升其可能性。

二、  2011年在澳大利亞的版畫展示

在2011年，有79位澳大利亞化學專業人士和38位塔斯馬尼亞（Tasmanian）版畫家合作，為澳大利亞皇家化學研究院（Royal Australian Chemical Institute, RACI）創建元素週期表。以版畫方式解釋112種元素中的每一元素的想像。這些創作在澳大利亞和紐西蘭的三個展覽會場中展示。^[12] 圖七是澳大利亞的元素週期表版畫展示。這些版畫同時以線上互動式工具的形式呈現。點擊每個元素的圖示，可以查看各元素版畫的照片。

圖七：元素週期表的版畫（開啟這網頁）

（圖片來源：Periodic Table, https://www.raci.org.au/periodic-table-on-show.）

以下描述澳大利亞皇家化學研究院創建的元素週期表118版畫之中的3個版畫—碳（Carbon, ₆C）、銦（Indium, ₄₉In）和鍆（Mendelevium, ₁₀₁Md）。在下面的描述中，「關於這元素」是元素贊助者對該元素的說明，而「關於這版畫」是版畫家對該元素創作的說明，後者以第一人稱描述。

(一)碳元素的版畫：碳的原子序是6（₆C），這版畫是Ron Moss的創作^[13]，如圖八所示。

圖八：元素碳的版畫（開啟這網頁）

（圖片來源：Carbon, https://www.raci.org.au/document/item/408.）

A.     關於這元素

很多人認為碳（carbon）是最重要的元素，透過燃燒化石燃料、木材或煤炭來導致氣候變化的主要因素，或是這些行業對社會的經濟影響。碳元素的形態來自鑽石的閃耀、石墨的暗灰色光澤和富勒烯的足球形狀。富勒烯分子的發現，導致Krotoschiner、Smalley和Curl獲得1996年度諾貝爾化學獎。富勒烯的發現導致1996年的諾貝爾化學獎。然而，碳最重要的作用是作為生命分子的骨幹，如DNA、酶和蛋白質，沒有它我們就不會存在。^[13] （由元素贊助者Jason Smith提供）

B.      關於這版畫

這版畫印刷品具有木炭般的背景，以堅果作為中心主題。儘管我們透過污染和浪費地球資源而干預我們的生存，但是我（Ron Moss）希望展示生命的〝種子〞以及重建和生命的希望。這是一個數位印刷，用我自己的照片和掃描元素在Photoshop中彙集在一起，並使用各種技術和著色進行混合。^[13] （作者Ron Moss）

(二)     銦元素的版畫：銦的原子序是49（₄₉In），這凹版印刷品是Jo Sculthorp的創作^[14-15]，如圖九所示。

圖九：元素銦的版畫（開啟這網頁）

（圖片來源：Indium, https://www.raci.org.au/document/item/437.）

A.     關於這元素

銦（Indium）為13族元素之一，存在於非常少的礦物中，例如：dzhalindite（In(OH)₃）和indite（FeIn₂S₄）。銦的最大資源是鋅礦床，鐵、銅、錫和鉛礦石的含量較少。地殼中銦的總體豐富度為0.25 ppm。根據目前的使用情況，到2020年，易於獲取的銦即將耗盡，除非採用提高生產效率和回收利用率。銦是一種相對柔軟，可塑性和無毒的金屬。銦的第一個應用是在第二次世界大戰中作為高性能飛機發動機軸承的薄膜潤滑劑塗層。戰後，銦的電子應用以驚人的速度增長。值得注意的里程碑是銦在PNP電晶體（1950年代）中的應用，III/V半導體如磷化銦（LED和雷射二極管，1980年代）、氧化銦錫和氧化銦的發展，作為電致發光板的透明導電玻璃塗層（智能手機、GMS路線圖、1990年代的PDRs），以及用於薄膜太陽能電池的硒化銅銦鎵（現今）。鮮為人知的應用包括在醫學成像中使用¹¹¹In以及在核反應器控制棒中應用銦的高中子捕捉截面。^[14] （由元素贊助者Marcus Cole提供）

B.      關於這版畫

我（Jo Sculthorp）的印刷品中的瓶子代表銦補充劑，其以液體或片劑形式供人食用。有關銦和人類健康的爭論很激烈。在某些圈子裡，銦被譽為奇蹟膳食補充劑，多項宣稱有益的治療效果。然而，科學文獻不支持這些推薦。^[14-15] （作者Jo Sculthorp）

(三)鍆元素的版畫：鍆的原子序是101（₁₀₁Md），這版畫是Bianca Peters的創作^[16]，如圖十所示。

圖十：元素銦的版畫（開啟這網頁）

（圖片來源：Mendelevium, https://www.raci.org.au/document/item/450.）

A.     關於這元素

鍆（Mendelevium）是一種合成元素，由於它太不穩定，因此在自然界中找不到它。鍆在1955年由Albert Ghiorso（團隊領導者），Glenn Seaborg，Bernard Harvey和Greg Choppin在美國加州大學柏克萊分校首次合成。該元素的合成是藉由用氦離子轟擊鑀原子以產生放射性的鍆原子，鍆的發現只生產17個原子。最初的實驗產生²⁵⁶Md，半衰期約為78分鐘。自最初發現以來，已發現許多其他，最穩定的同位素（²⁵⁸Md）半衰期約為52天。該元素以俄羅斯科學家德米特里·門得列夫（Dmitri Mendeleev, 1834-1907）的姓名來命名，門得列夫被認為是週期表之父，第一個組織元素（當時已知的元素）成為一個被認為週期表有分類系統的人。鍆是一種放射性稀土金屬，其半衰期非常短。目前，在科學研究只生產足夠量的元素來研究溶液中鍆的化學性質。^[16] （由元素贊助者Freehills專利和商標代理人提供）

B.      關於這版畫

鍆是一種合成元素，符號為Md（以前為Mv），原子序數為101，在錒系中的金屬放射性超鈾元素，鍆通常藉由用α粒子轟擊鑀來合成。鍆以創建週期表的Dmitri Ivanovich Mendeleev的姓名來命名。門得列夫的週期系統是對所有化學元素進行分類的基本方法。^[16] （作者Bianca Peters）

n  繪畫與元素週期表的相遇

此處介紹：(一) 2011年加拿大滑鐵盧大學的繪畫展示、和(二) 2015-2016年於美國化學會ChemClub的繪畫展示。

一、  2011年加拿大滑鐵盧大學的繪畫展示

為了慶祝國際化學年，Chem 13 News雜誌與滑鐵盧大學化學系和科學學院一起鼓勵世界各地的化學教育者和愛好者採用元素並以藝術方式解釋那個元素。該計畫創建一個週期表，作為科學和藝術的結合。參與協作週期表計畫的教師和學生，來自加拿大所有省份和地區、美國20個州和14個國家的學生研究、創建和設計元素圖塊^[17]，如圖十一所示。

圖十一：加拿大滑鐵盧大學元素週期表（開啟這網頁）

（圖片來源：Periodic Table Project, https://goo.gl/B7LyVP.）

該計畫還舉辦行動應用程式、海報、新元素比賽和牆壁壁畫的活動。(一)行動應用程式：透過來自世界各地的化學學生設計令人驚嘆的藝術品。這些應用程式包括每一個圖塊背後的創作過程以及元素的基本原子屬性。下載Apple，Blackberry或Android設備的免費應用程式！ (二)週期表計畫海報：滑鐵盧大學對所有參與者、加拿大所有高中和Chem 13 News雜誌讀者發送免費的課堂大小的元素週期表海報（36” × 27”）。(三)新元素比賽：Chem 13 News雜誌舉辦一場新元素命名競賽，為四個新命名的元素設計圖塊，這些元素是：nihonium（Nh）、moscovium（Mc）、tennessine（Ts）和oganesson（Og）。(五)牆壁壁畫：在2012年4月週期表計畫壁畫，滑鐵盧大學地球科學博物館安裝最後的週期表計畫的25英尺×18英尺牆壁壁畫。^[17] 除了行動應用程式外，該計畫還提供週期表計畫的線上互動式版本，每個圖塊的說明包含有關創建圖塊者的創作過程以及與高中課程相關的科學數據的背景資訊^[18]，如圖十二所示。

圖十二：週期表計畫的線上互動式版本（開啟這網頁）

（圖片來源：Periodic Table Project, https://goo.gl/yp4mtF.）

以下描述加拿大滑鐵盧大學創建元素週期表118個圖塊之中的3個元素—鐵（Iron, ₂₆Fe）、硒（Selenium, ₃₄Se）和鍆（Mendelevium, ₁₀₁Md）。

(一)     鐵元素的圖塊：鐵的原子序是26（₂₆Fe），這圖塊是Showall Moazzam和Lisa Nguyen的創作^[19]，如圖十三所示。

圖十三：元素鐵的圖塊（開啟這網頁）

（圖片來源：Iron, https://goo.gl/r7bL4K.）

鐵（Iron）：鐵在古代就被使用過，它遍布在整個宇宙的不同地方。為了製作Fe的F，使用埃及花瓶和餐具，因為使用鐵的第一個證據可追溯到5000多年前，當時埃及人在〝青銅時代和鐵器時代〞使用它製造工具和武器。鐵的顏色是銀灰色，見圖塊的背景展現。鐵在隕石中是天然狀態，是地球的核心和垂死恆星的核心。鐵礦石是岩石（棕紅色），從中提取元素鐵。最後，鐵離子是人類生存的重要組成部分。你可以在我們吃的許多食物中找到鐵離子，如海鮮和豆類。這些陽離子存在於血紅蛋白中，血紅蛋白是人體生命所必需的紅細胞的組成部分。^[19] （創作學生：Showall Moazzam和Lisa Nguyen，教師：Jason Pereira，加拿大，安大略省，多倫多約克紀念大學學院）

(二)      硒元素的圖塊：硒的原子序是34（₃₄Se），這圖塊是Tina Yuan的創作^[20]，如圖十四所示。

圖十四：元素硒的圖塊（開啟這網頁）

（圖片來源：Selenium, https://goo.gl/199fJC.）

硒（Selenium）：硒是由Jöns Jakob Berzelius於1817年發現的，並以希臘語〝selene〞的意思命名為〝月亮〞。在他手中，Berzelius持有硒的三種同素異形體，每種都有自己獨特的顏色。目前，全世界硒的最大用途是作為陶瓷中的顏料，硒也是去頭屑洗髮劑（畫在中央部位，月亮的中上方）中的活性成分，並且改善硫化橡膠例如冰球（畫在中下部位，月亮的左邊）的耐磨性。由於其光伏和光電導性質，硒用於太陽能電池板和光電池（畫在右邊，月亮的中上方）。硒也是一種微量營養素，每天在人體中需要小劑量，它作為補充劑可商購獲得（畫在左邊，月亮鼻子的左上方）。最後，硒的五種穩定的天然存在的同位素：74, 76, 77, 78, 80作為細節放置……你能找到它們的位置嗎？^[20]（創作學生：Tina Yuan，教師：Jennifer Pitt，加拿大安大略省，多倫多市，多倫多大學）

(三)      鍆元素的圖塊：鍆的原子序101（₁₀₁Md），這圖塊是Amber Hunt創作^[21]，如圖十五所示。

圖十五：元素鍆的圖塊（開啟這網頁）

（圖片來源：Mendelevium, https://goo.gl/UVgxpL）

我（Amber Hunt）的圖塊代表是鍆（Mendelevium）。該元素的命名是為了紀念Dimitri Mendeleev，門得列夫因創建有系統且可預測的週期表而受到讚譽。鍆是一種合成元素，由持有他的照片的手勢來象徵合成之意。鍆是藉由用α粒子轟擊元素鑀而得到。這個過程的展現是藉由氦氣球代表—α粒子是氦原子核—內部是愛因斯坦的圖像。^[21] （原創藝術品作者：Amber Hunt，普韋布洛西部高中，普韋布洛西部，科羅拉多，美國）

二、  2015-2016年於美國化學會ChemClub

為了慶祝ACS ChemClub成立10週年，美國化學會要求這俱樂部創建莫耳週期表（Periodic Table of Moles）中的元素配備。以下是完整的海報，由美國化學會的60個高中化學俱樂部所創建。可惜沒有找到每個元素及其有關藝術設計的資訊。^[22] 圖十六是美國化學會的莫耳週期表。

圖十六：美國化學會的摩爾週期表（開啟這網頁）

（圖片來源：Updating the Periodic Table of Moles for the International Year of the Periodic Table, https://goo.gl/nZRGmE.）

為了慶祝2019年國際化學元素週期表年，美國會學會即將規劃一張新的週期表海報。鼓勵每個ChemClub選擇一個元素，然後創建與元素相關以莫耳為主題的設計，例如：與元素發現、用途、歷史、屬性或文化身份的關聯。^[23]

n  視覺藝術與元素週期表的相遇

由英國皇家化學學會（Royal Society of Chemistry）支持的合作計畫（1999-2012），以盡可能獨特和創新的方式探索和反思構成物質的元素的多樣性。元素週期表的解釋旨在對構成我們生活的世界的材料的驚人多樣性進行新的和充滿活力的視覺評估，不僅是藉由渲染各個元素的圖像，而且藉由調查它們影響我們日常生活的方式。^[24] 圖十七是由Murray Robertson製作視覺藝術元素週期表，基於化學家和科學作家John Emsley提供的科學數據，由英國皇家化學學會支持。

圖十七：英國皇家化學學會創建的視覺藝術元素週期表（開啟這網頁）

（圖片來源：Visual Elements Periodic Table (1999-2012), http://www.rsc.org/periodic-table.）

沒有化學教科書、教室、禮堂或研究實驗室，就不能完成元素週期表。從化學的早期開始，已經嘗試以揭示它們之間相似性的方式排列已知元素。然而，這需要1869年門得列夫的天才才能看到排列元素成圖案是不夠的；他意識到有一個自然的運作，每個元素都有自己的分配位置。英國皇家化學學會的元素週期表提供線上互動式版本，點擊元素超連結可提供化學數據和其他相關資訊，了解有關元素週期表及其驚人元素的更多資訊。圖十八是英國皇家化學學會創建的視覺藝術元素週期表的互動式版本。^[25]

圖十八：英國皇家化學學會創建的視覺藝術元素週期表的互動式版本（開啟這網頁）

（圖片來源：Periodic Table, http://www.rsc.org/periodic-table.）

這週期表還包括一些最近才發現或檢測到的超重元素的資訊。此外，這週期表透過簡單地點擊〝族〞（Groups）、〝區〞（Blocks）和〝週期〞（Periods）上的選項，提供清晰的分類和定義，有助於學生理解這些元素的定義並知道類似的屬性。^[26]

在各元素的展現上，除了一張Murray Robertson製作的視覺圖像之外，還以表格呈現資訊包括發現日期、發現者、名稱由來和同素異形體、以及用途和屬性、歷史、原子數據、氧化態和同位素、供應風險、壓力和溫度數據‒進階、播客（Podcast）、影片、資源、參考。以下展現皇家化學學會創建的視覺藝術元素週期表視覺圖像中的2個元素—銀（Silver, ₄₇Ag）^[27]和鍆（Mendelevium, ₁₀₁Md）^[28]，如圖十九所示。

 

圖十九：元素銀（左，開啟這網頁）和元素鍆（右，開啟這網頁）的視覺藝術

（圖片來源：Silver, https://goo.gl/A1yMtY. 和 Mendelevium, https://goo.gl/oxWHJV.）

 

n  音樂與元素週期表的相遇

此處介紹：(一) 1959年音樂家Tom Lehrer的創作《元素》、(二) 2013年AsapSCIENCE創建的《週期表之歌》、和(三) 2017年黃捷創作的《元素週期表之歌》。

一、  1959年音樂家Tom Lehrer的創作《元素》

《元素》（The Elements）是由音樂幽默家和講師Tom Lehrer創作的一首歌，其中敘述在撰寫此歌曲時已知的所有化學元素的名稱，最高的原子序為102（nobelium）。這首歌創作於1959年。^[29] 圖二十是Tom Lehrer在1957年現場獻唱他的《元素》歌曲創作。

 

圖二十：Tom Lehrer（左）在1957年現場獻唱（右）他的《元素》歌曲創作（開啟這網頁）

（影片和圖片來源：Tom Lehrer – The Elements – LIVE FILM From Copenhagen in 1967, https://youtu.be/AcS3NOQnsQM.）

在《元素》的歌詞中，由於元素的順序符合歌曲的需要包括很多押韻，因此很少或沒有與週期表元素順序的關係。Lehrer是一名哈佛數學講師，因為〝哈佛〞和〝發現〞的最終押韻以波士頓口音的模仿方式傳遞—一種非傲慢的方式—所以這兩個詞押韻。Lehrer通常不會說那種口音。Lehrer在唱這首歌的同時彈著鋼琴（歌詞見附錄一）^[30-31]。

二、  2013年AsapSCIENCE創建的《週期表之歌》

AsapSCIENCE創建的《週期表之歌》，由Mitchell Moffit撰寫、導演、製作、編輯和演唱，歌曲基於奧芬巴赫的〝Can-Can〞音樂。這首歌的歌詞，在YouTube播放的字幕有30種語言，包括簡體中文，可惜沒有繁體中文。^[32] 圖二十一是AsapSCIENCE創建的《週期表之歌》。

圖二十一：週期表之歌的中的圖畫（開啟這網頁）

（影片和圖片來源：The Periodic Table Song (2018 Update!), https://youtu.be/rz4Dd1I_fX0.）

AsapSCIENCE創建的《週期表之歌》的英文及其中文翻譯歌詞（見附錄二）^[33]，歌詞中元素的順序是依照原子序，因此沒有押韻味，歌詞的內容與日常生活的密切的連結。

在AsapSCIENCE創建的《週期表之歌》的影片中，每個元素都製作一張與該元素有密切關係的圖畫，如圖二十二所示。

 

圖二十二：週期表之歌中的鈣（Ca）和鍆（Md）的圖畫（開啟這網頁）

（影片和圖片來源：The Periodic Table Song (2018 UPDATE!), https://youtu.be/rz4Dd1I_fX0.）

三、  2017年黃捷創作的《元素週期表之歌》

臺灣也有《元素週期表之歌》^[34]，由臺北市立中正國中的理化教師黃捷作詞、作曲和演唱。黃捷曾參加〈華人星光大道〉，為了讓學生快樂在學習，上課變得更有趣，譜曲編寫深情版《元素週期表之歌》，勉勵每位同學都能考一百分。他最近將這首《元素週期表之歌》錄音拍成MV，自己譜曲並錄成CD的故事。圖二十二為黃捷創作的《元素週期表之歌》。

圖二十二：黃捷的《元素週期表之歌》（開啟這網頁）

（影片和圖片來源：黃捷【元素週期表之歌】Official MV, https://youtu.be/SvvmRK7vFf8.）

黃捷創作的《元素週期表之歌》的歌詞內的元素順序以《族》和《週期》為順序，具有元素性質的系統性和預測性（見附錄三）^[35]。

n  結語與建議

在1863年已知的化學元素有56個，至今2019年發現的化學元素有118個，每年大約發現一個新元素。科學的進展神速，門得列夫在150年前創立的元素週期表實在功不可沒。現代藝術家與門得列夫的時空交會，會擦出什麼樣的火花？本文統整性地介紹：(一)版畫與元素週期表的相遇、(二)繪畫與元素週期表的相遇、(三)視覺藝術與元素週期表的相遇、以及(四)音樂與元素週期表的相遇。經過資料的整理，藝術家在化學元素的展現方面，善於運用美感的、感性的、活潑的且想像的表達；而化學家在這方面，善於運用真實的、理性的、拘謹的且證據的陳述，其實他們之間的差異性很大。然而，化學家和藝術家的交會是自然的趨勢，還是非自然現象？這似乎可以利用化學反應的自發性與否來說明，自發性的化學反應之趨動力是趨向最大的亂度（增加熵，比喻為藝術家的創作）和最低的能量（降低焓，比喻為化學家的表達）以降低自由能。因此，藝術家與門得列夫的交會似乎是自然的趨勢。基於此，期待臺灣的化學家與藝術家積極交流，迸出燦爛的火花。

2019年為聯合國制訂的國際化學元素週期表年，臺灣化學會與化學教育界大力地推動並展開相關的慶祝活動如在本刊物建立〈IYPT 2019〉專欄、〈元素方塊〉展示、和在維基百科上開設〈化學同學會〉。就世界先進國家的作法觀之，美國的元素週期表版畫展示、美國化學會ChemClub的繪畫展示、英國皇家化學學會的視覺藝術、加拿大滑鐵盧大學的繪畫展示、以及澳大利亞的版畫展示。建議：我國應該仿效這些先進國家的作法，積極地推動藝術結合到元素週期表的展示，讓教師和學生體會藝術與化學的美妙。

n  參考資料

1.        Dmitri Mendeleev, https://goo.gl/yVnRuV.

2.        The arts, https://en.wikipedia.org/wiki/The_arts.

3.        Definition of “the Arts” by the United States Congress, http://goo.gl/ZYJeKK.

4.        Art, https://en.wikipedia.org/wiki/Art.

5.        Artist, https://en.wikipedia.org/wiki/Artist.

6.        New Exhibit Kicks off the U.S. Celebration of IYC 2011, by Chris Brouwer and Madeline Schaefer, https://goo.gl/93nbDn.

7.        Elemental Matters, by Christy Schneider, https://goo.gl/Ersfuz.

8.        The Periodic Table Printmaking Project, http://periodictableprints.com/table/.

9.        Iron by Amy Arledge, http://periodictableprints.com/table/26.html.

10.    Radium by Gretchen Grove, http://periodictableprints.com/table/88.html.

11.    Mendelevium by Natalia Moroz, http://periodictableprints.com/table/101.html.

12.    The Artists’ Periodic Table, https://goo.gl/auVDx4.

13.    Carbon, https://www.raci.org.au/document/item/408.

14.    Indium, https://www.raci.org.au/document/item/437.

15.    Periodic Table of Elements by 38 Tasmanian Printmakers, https://goo.gl/9J21di.

16.    Mendelevium, https://www.raci.org.au/document/item/450.

17.    Periodic Table Project, https://goo.gl/B7LyVP.

18.    Periodic Table Project, https://goo.gl/yp4mtF.

19.    Iron, https://goo.gl/u3qGms.

20.    Selenium, https://goo.gl/199fJC.

21.    Mendelevium, https://goo.gl/UVgxpL

22.    Periodic Table of Moles, https://goo.gl/nDYRZU.

23.    Updating the Periodic Table of Moles for the IYPT, https://goo.gl/nZRGmE.

24.    Murrray Robertson, http://www.certainerrors.co.uk/pages/site/art_science.html.

25.    Visual Periodic Table of the Elements, https://goo.gl/y5D4HT.

26.    Sherlock and Dr Watson back the RSC’s Visual Elements campaign, https://goo.gl/c3ij8g.

27.    Silver, https://goo.gl/A1yMtY.

28.    Mendelevium, https://goo.gl/oxWHJV.

29.    The Elements (song), https://en.wikipedia.org/wiki/The_Elements_(song).

30.    Tom Lehrer CHEMISTRY element song, https://youtu.be/DYW50F42ss8.

31.    The Elements Song by Tom Lehrer, https://goo.gl/Q5RPP2.

32.    The Periodic Table Song (2018 Update!), https://youtu.be/rz4Dd1I_fX0.

33.    The New Periodic Table Song, https://goo.gl/yYbNQp.

34.    黃捷【元素週期表之歌】Official MV, https://youtu.be/SvvmRK7vFf8。

35.    元素週期表之歌，https://mojim.com/twy189676x1x1.htm。

n  附錄

附錄一：音樂家Tom Lehrer的創作《元素》歌詞

There’s Antimony, Arsenic, Aluminum, Selenium, and Hydrogen and Oxygen and Nitrogen and Rhenium and Nickel, Neodymium, Neptunium, Germanium, and Iron, Americium, Ruthenium, Uranium,

Europium, Zirconium, Lutetium, Vanadium and Lanthanum and Osmium and Astatine and Radium and Gold, Protactinium and Indium and Gallium (inhale) And Iodine and Thorium and Thulium and Thallium.

There’s Yttrium, Ytterbium, Actinium, Rubidium and Boron, Gadolinium, Niobium, Iridium and Strontium and Silicon and Silver and Samarium, and Bismuth, Bromine, Lithium, Beryllium and Barium.

There’s Holmium and Helium and Hafnium and Erbium and Phosphorous and Francium and Fluorine and Terbium and Manganese and Mercury, Molybdinum, Magnesium, Dysprosium and Scandium and Cerium and Cesium

And Lead, Praseodymium, and Platinum, Plutonium, Paladium, Promethium, Potassium, Polonium, and Tantalum, Technetium, Titanium, Tellurium, (inhale) And Cadmium and Calcium and Chromium and Curium.

There’s Sulfur, Californium and Fermium, Berkelium And also Mendelevium, Einsteinium, Nobelium and Argon, Krypton, Neon, Radon, Xenon, Zinc and Rhodium and Chlorine, Carbon, Cobalt, Copper, Tungsten, Tin and Sodium.

附錄二：AsapSCIENCE創建的《週期表之歌》歌詞

There’s Hydrogen and Helium  有氫和氦

Then Lithium, Beryllium  然後是鋰、鈹

Boron, Carbon everywhere  硼、碳無處不在

Nitrogen all through the air  氮氣全部散佈在空氣中

 

With Oxygen so you can breathe  使用氧氣，你可以呼吸

And Fluorine for your pretty teeth  和氟為了你的漂亮牙齒

Neon to light up the signs  霓虹燈照亮招牌

Sodium for salty times  鈉為了鹹的時候

 

Magnesium, Aluminum, Silicon, Phosphorus  鎂、鋁、矽、磷

Then Sulfur, Chlorine, and Argon  然後是硫、氯和氬

Potassium and Calcium So You’ll Grow Strong  鉀和鈣使你變得強壯

Scandium, Titanium, Vanadium and  鈧、鈦、釩和

Chromium and Manganese  鉻和錳

 

This is the Periodic Table  這是週期表

Noble Gas is stable  鈍氣是穩定的

Halogens and Alkali react aggressively  鹵素和鹼反應激烈

Each period we’ll see new outer shells  各個週期我們都會看到新的外殼

While electrons are  雖然電子是

Added moving to the right  添加向右移動

 

Iron is the 26 then Cobalt  鐵是26然後鈷

Nickel coins you get  你得到的鎳幣

Copper, Zinc, and Gallium  銅、鋅和鎵

Germanium and Arsenic  鍺和砷

 

Selenium and Bromine film  硒和溴膜

While Krypton helps light up your room  氪幫助照亮你的房間

Rubidium and Strontium  銣和鍶

Then Yttrium, Zirconium  然後是釔、鋯

 

Niobium, Molybdenum, Technetium  鈮、鉬、鍀

Ruthenium, Rhodium, Palladium  釕、銠、鈀

Silver-Ware then Cadmium and Indium  銀器然後是鎘和銦

 

Tin-cans, Antimony then Tellurium and  錫罐、銻然後碲和

Iodine and Xenon and then Caesium and  碘和氙，然後銫和

Barium is 56, and this  鋇是56，以及這

Is where the table splits  是週期表分裂的地方

Where lanthanides have just begun  鑭系元素剛剛開始的地方

Lanthanum, Cerium and Praseodymium  鑭、鈰和鐠

 

Neodymium’s next to  釹的旁邊是

Promethium then 62  鉕然後62

Samarium, Europium  釤、銪

Gadolinium, and Terbium  釓和铽

Dysprosium, Holmium, Erbium  鏑、钬、鉺

Thulium, Ytterbium, Lutetium  銩、鐿，鎦

 

Hafnium, Tantalum, Tungsten  鉿、鉭、鎢

Then we’re on to  然後我們繼續

Rhenium, Osmium, and Iridium  錸、鋨和銥

Platinum, Gold to make  鉑、黃金使

You rich ’till you grow old  你很富有，直到你變老

Mercury to tell you  汞告訴你

When it’s really cold  什麼時候真的很冷

 

Thallium and Lead then  鉈和鉛然後是

Bismuth for your tummy  鉍為你的肚子

Polonium, Astatine would not be yummy  釙、砈不會是美味的

Radon, Francium will last a little time  氡、鍅將持續一段時間

Radium then Actinides at 89  鐳然後錒系元素在89

 

This is the Periodic Table  這是週期表

Noble Gas is stable  鈍氣是穩定的

Halogens and Alkali react aggressively  鹵素和鹼反應激烈

Each period we’ll see new outer shells  每個時期我們都會看到新的外殼

While electrons are  雖然電子是

Added moving to the right  添加向右移動

 

Actinium, Thorium, Protactinium  錒、釷、鏷

Uranium, Neptunium, Plutonium  鈾、錼、鈽

Americium, Curium  鋂、鋦

Berkelium, Californium  鉳、鉲

Einsteinium, Fermium, Mendelevium, Nobelium  鑀、鐨、鍆、鍩

Lawrencium, Rutherfordium  鐒、鑪

Dubnium, Seaborgium  、

Bohrium, Hassium then  、

Meinerium, Darmstadtium  䥑、鐽

Roentgenium, Copernicium  錀、鎶

 

Ununtrium  （Nihonium  鉨）

Flerovium  鈇

Ununpentium  （已命名為Moscovium  鏌）

Livermorium  鉝

Ununseptium  （已命名為Tennessine  ）

Ununoctium  （已命名為Oganesson  ）

And then we’re done!!  然後我們完成了！！

附錄三：黃捷創作的《元素週期表之歌》歌詞

1A族 氫鋰鈉鉀銣銫鍅  2A族 鈹鎂鈣鍶鋇鐳

鈧鈦釩鉻錳鐵鈷鎳銅鋅 是3B回到2B  不是2B鉛筆

 

氫鋰鈉鉀銣銫鍅  2A族 鈹鎂鈣鍶鋇鐳

鈧鈦釩鉻錳鐵鈷鎳銅鋅 是3B回到2B

 

3A是硼鋁鎵銦釶  4A是碳矽鍺錫鉛  5A 氮磷砷銻鉍

6A是氧硫硒碲釙  7A 氟氯溴碘砈  8A是氦氖氬氪氙氡

 

硼鋁鎵銦釶  4A是碳矽鍺錫鉛  5A 氮磷砷銻鉍

6A是氧硫硒碲釙  7A 氟氯溴碘砈  8A是氦氖氬氪氙氡

 

1A族 氫鋰鈉鉀銣銫鍅  2A族 鈹鎂鈣鍶鋇鐳

鈧鈦釩鉻錳鐵鈷鎳銅鋅 是3B回到2B  不是2B鉛筆

 

氫鋰鈉鉀銣銫鍅  2A族 鈹鎂鈣鍶鋇鐳

鈧鈦釩鉻錳鐵鈷鎳銅鋅 是3B回到2B

 

3A是硼鋁鎵銦釶  4A是碳矽鍺錫鉛  5A 氮磷砷銻鉍

6A是氧硫硒碲釙  7A 氟氯溴碘砈  8A是 氦氖氬氪氙氡

 

硼鋁鎵銦釶  4A是碳矽鍺錫鉛  5A 氮磷砷銻鉍

6A是氧硫硒碲釙  7A 氟氯溴碘砈  8A是氦氖氬氪氙氡

等你們會唱這首歌  一定會考100分