isä jaksollisen

halu löytää malleja omassa ympäristössä näyttää olevan olennainen ihmisen piirre. Tuhansia vuosia sitten, esi-kauko-isämme rakennettu valtava kivi monumentteja, jotka olivat linjassa merkittäviä pistettä vuotuinen auringon kierron. Ja 19th century, huomaavainen kemistit huomannut perheen yhtäläisyyksiä joukossa elementit ja yritti upottaa ne selittävä paradigma.,

puolitoista vuosisataa sitten, Dmitri Mendelejev teki ratkaiseva askel tässä etsiä, jotta niistä elementtejä, julkaisemalla ensimmäinen luonnos hänen jaksollisen. Vuonna 2019 maailman kemistiyhteisö viettää tätä vuosipäivää, ja aivan oikein. Stonehengen tavoin taulukko kuvastaa luonnossa esiintyviä säännönmukaisuuksia, jotka johtuivat syistä, jotka pysyivät salaperäisinä, kun se alun perin rakennettiin. Mutta miten Mendelejev tuli rakentamaan monumenttiaan?,

vuoden Alussa

Dmitri kasvoi Siperiassa, ulkoreunan länsimaisen sivilisaation. Hänen kotiin, Tobolsk, on 1000km lähempänä pekingiä kuin Pariisissa, ja hänen polku sieltä tieteellisen paremmuus oli vaikeaa., Hän oli nuorin toistakymmentä Mendelejevin sisarusta, ja pian syntymänsä jälkeen vuonna 1834 sairastuminen pakotti isänsä Ivanin, lukion opettajan, eläkkeelle. Riittämättömyys Ivan eläke ajoi hänen vaimonsa Maria ottaa hallintaan semi-hylätty lasi-toimii, aiemmin hoitaa hänen veljensä.

tämä yritys tuki perhettä vuoteen 1848, jolloin se paloi. Sitten Ivan kuoli, ja vuonna 1849 Maria otti hänen kaksi nuorinta lasta Moskovaan, toivoen, että hänen veljensä olisi auttaa Dmitri kirjoita yliopisto., Kun tämä suunnitelma epäonnistui, he muuttivat Pietariin ja vuonna 1850, Dmitri ei hyväksynyt (hieman vastahakoisesti) college, jossa hänen isänsä oli koulutettu opettaja. Luennoitsija – Alexander Voskresensky, joka oli opiskellut Saksassa alle Justus Liebig – kannustetaan Dmitri kiinnostus kemiaa.

Hän valmistui vuonna 1855, ja hänen väitöskirja – on isomorfismi ja muut suhteet fyysinen muoto ja kemiallinen koostumus – julkaistiin vuonna kaivos-lehdessä. Seurasi lisää artikkeleita tieteellisiin ja teknisiin aikakausjulkaisuihin, mutta häneltä puuttuivat turvatut tulot., Siihen mennessä sekä hänen äitinsä että sisarensa olivat kuolleet, ja hän itse kärsi tuberkuloosilta näyttäneestä sairaudesta. Kuitenkin vuoden opetus Krimin hyväntahtoisemmassa ilmapiirissä paransi hänen terveyttään merkittävästi, ja uusi lääkäri hylkäsi luottavaisesti edellisen diagnoosin.

syksyllä 1856 Mendeleev puolusti menestyksekkäästi pro gradu-suhteita erityisiä määriä aineita ja niiden crystallographic ja kemialliset ominaisuudet. Pian sen jälkeen Pietarin yliopisto lisensoi hänet kemian tutor, jonka avulla hän pääsee sen laboratorio., Vuonna 1859 hän sai valtion rahoitusta kahden vuoden opiskeluun ulkomailla.

Perustamisesta uransa

Heidelbergin Yliopiston Gemany, Mendelejev teki tutkimuksen useita aiheita, kuten pintajännitys, kapillaarisuus ja haihtuminen, ja hän säilyttää kiinnostuksensa intermolecular voimia koko uransa. Vuonna 1860 hän osallistui Karlsruhe konferenssi, jossa Italian kemisti Stanislau Cannizzaro toimittaa uraauurtava kirja atomic painot (nyt nimeltään suhteellinen atomic massat)., Tämä oli ratkaiseva askel kohti jaksollisen järjestelmän, kuten aiemmin on ollut huomattavaa erimielisyyttä osoitetaan atomic painot elementtejä.

jotkut kemistit väittivät näiden painojen olevan merkityksettömiä tai kiistivät atomien fyysisen olemassaolon kokonaan. Muut ensisijainen järjestelmä, joka perustuu atomi paino kahdeksan happea, olettaen, että vesi on kaava oli HO, pikemminkin kuin H2O. Mutta Karlsruhe Cannizzarro elvyttää ajatuksia hänen maanmies Amadeo Avogadro tukea H2O vettä kaava, ja atomi-paino 16 happea., 1860-luvulla lausunto siirtyi hänen edukseen-onneksi Mendelejev, koska säännönmukaisuudet, jotka osoittivat häntä kohti jaksollisen järjestelmän olisi ollut vähemmän näkyvillä vanhempi järjestelmä.

palattuaan Pietariin vuonna 1861 Mendeleev, jatkoi opetusta yliopistossa, mutta myös luennoinut at city Teknologinen Instituutti. Lisäksi hän julkaisi orgaanisen kemian oppikirja ja useita artikkeleita tekninen tietosanakirja, sekä matkalla laajasti etsiä mahdollisuuksia soveltaa tieteellisiä löytöjä Venäjän taloudellista kehitystä., Vierailu Bakun öljykentillä vuonna 1863 aloitti hänen pitkäaikaisen sitoumuksensa esimerkiksi kehittyvään petrokemian teollisuuteen.

Mendeleevin väitöskirja (ratkaisuteoriasta) hyväksyttiin vuonna 1865, ja vuonna 1867 yliopisto nimitti hänet yleisen kemian professoriksi. Häntä vaadittiin luennoimaan epäorgaanisesta kemiasta, ja koska tyydyttävää venäläistä oppikirjaa ei ollut, hän alkoi kirjoittaa sellaista. Tämä keskitti hänen mielensä siihen haasteeseen, että kemialliset alkuaineet järjestettäisiin järjestyksessä., Monet muut – kuten Leopold Gmelin Saksassa, Jean Baptiste Dumas Ranskassa ja John Newlands Englannissa-olivat yrittäneet tätä vähällä menestyksellä. Mendelejev oli tietoinen joistakin näistä yrityksistä, mutta hänen oma lähestymistapansa oli tärkeä.

korttiensa nostaminen pöydälle

läpimurto tuli alkuvuodesta 1869, kun Mendelejev valmistautui toiselle teollisuuskiertueelle – tällä kertaa tutkimaan ja parantamaan juustonvalmistustekniikoita. Samaan aikaan, täytettyään ensimmäisen osan hänen oppikirjansa, hän kamppaili luoda puitteet toiselle.,tomic painot ja tyypillisiä ominaisuuksia, analogisia elementtejä, ja kuten atomic painot erillisen kortin, ja pian vakuutti minut siitä, että ominaisuudet elementtejä ovat säännöllinen riippuvaisia niiden atomic painot…’
D Mendeleev, Periaatteet Kemia, 1905 (kursivointi lisätty)

Mendeleev säädettyihin hänen kortit sarakkeet ja rivit, kuin jos peliä solitaire tai kärsivällisyyttä – suosikki harrastus hänen aikana rautateiden matkoista., Pystysuorat sarakkeet on lueteltu tunnettuja elementtejä, jotta yhä atomipaino, jossa uusi sarake on alkanut, kun tämä mahdollisti hänelle sopivaksi elementtejä, joilla on samanlaiset ominaisuudet osaksi samalla vaakarivillä.

kuten muut kemistit olivat todenneet, muutamat alkuaineryhmät – erityisesti alkalimetallit ja halogeenit – kuuluivat selvästi yhteen. Mutta monet muut – erityisesti harvinaiset maametallit (lantanidit) – esittivät ongelmia, mutta ne oli järjestetty. Tässä vaiheessa Mendelejev, toisin kuin useimmat edeltäjänsä, kieltäytyi luopumasta taistelusta.,

Jos alkuaineen asema hänen pöydässään tuntui poikkeavalta, hän oli valmis säätämään sen atomipainoa, jotta se olisi paremmin yhteensopiva seuralaisten kanssa. Hän esimerkiksi ehdotti, että berylliumoksidin kaava olisi Beo eikä hyväksytty Be2O3. Tämä alensi berylliumin atomipainoa, jolloin hän pystyi paikantamaan sen magnesiumin avulla alumiinin sijaan.

6. Maaliskuuta 1869 ensimmäinen luonnos hänen pöytä esiteltiin venäjän Chemical Society (järjestö, hän oli auttanut löytynyt muutamaa kuukautta aiemmin)., Myöhemmin samana vuonna seuran lehti julkaisi harkitumman version, josta lyhyt Abstrakti ilmestyi saksankielisenä käännöksenä. Se herätti vähän huomiota Venäjän ulkopuolella, mutta Mendelejev sinnikkäästi, jatkaa antaa ulos enemmän kortteja pöytään.

mieli aukot

vuonna 1871 julkaistu tarkistettu Diagrammi Mendelejev näyttää nykysilmistä tutummalta. Sen kokoamiseksi hän teki lisäoletuksia. Esimerkiksi, hän alensi atomic paino telluuri, joten sen naapuri jodi raskaampaa kaksi., Tämän ansiosta hän saattoi sijoittaa jodia halogeeneihin ja telluuria rikkiin ja seleeniin. Tällaiset mukautukset kuuluivat todennäköisesti tuolloin kokeellisen virheen piiriin. Mutta Mendeleev ei voinut aavistaa, että atomi määrä kuin atomipaino olisi myöhemmin tullut pöydän tilaus periaate, tai että tunnistaminen isotooppeja massaspektrometria lopulta selittää näitä ja muita poikkeavuuksia.,

yhtä audacity, Mendeleev parannettu johdonmukaisuutta hänen taulukko jättämällä aukkoja, kuten-vielä tuntemattomia elementtejä, täydellinen kuvio, hän visioi. Lisäksi ennustaa niiden kemiallinen luonne, hän myös niille nimelliset arvot fysikaaliset ominaisuudet, kuten tiheys ja sulamispiste.,

ensimmäinen – gallium – todettiin spectroscopically ranskalainen kemisti Paul Lecoq de Boisbaudran vuonna 1875. Kun sitä tuli riittävästi testattavaksi, kaikki galliumin ominaisuudet vastasivat Mendeleevin ennusteita – paitsi sen ominaispaino, joka näytti olevan 4,7. Mendelejevin suositeltua tuoreita mittauksia sen havaittiin kuitenkin olevan 5,9-lähes identtinen ennustetun lukunsa kanssa.,

löytö skandium vuonna 1879 ja germanium vuonna 1885 – sekä näytteille ominaisuuksia Mendeleev oli ennustanut heille – suostutteli enemmän kemistit, että hänen pöytä, vaikka sen jäljellä olevat poikkeavuudet, oli liian hyödyllistä sivuuttaa. Samaan aikaan myös muut tutkijat (erityisesti Saksalainen Lothar Meyer) korostivat alkuaineiden fysikaalisten ominaisuuksien ajoittaisia vaihteluita. Mendeleev myöhemmin totesi: ’Vaikka minulla on ollut epäilykseni joitakin epäselviä kohtia, mutta en ole koskaan epäillyt, universaalisuus tämän lain, koska se ei mitenkään voi olla sattumasta.,”

vaikka Mendelejev oli oikeassa periodisuuden ylimitoitetusta periaatteesta, hän ei ollut erehtymätön profeettana. Hän ennusti useita muita elementtejä, joita ei koskaan löydetty. Ja hän väitti loppuun asti hänen elämänsä, että eetteri – olennainen mutta huomaamaton osa sitten hyväksyttyjä teorioita valon ja sähkömagnetismin – oli todella alkuainetta, vaikka hän oli onnistunut eristämään laboratoriossa. Hän ehdotti, että se olisi jaloista kaasuista kevyin, atomipaino 0,17.,

myöhemmät vuodet

yksityiselämässään Mendelejev oli uhmakkaan epäsovinnainen. Hänen hiuksensa leikattiin ja partansa leikattiin vain kerran vuodessa, eikä hän enää vaihtanut tätä tapaa edes tsaarin kuulijoille. Myös hänen kotijärjestelynsä olivat hieman epäsäännöllisiä. Vuonna 1862 hän meni naimisiin Feosva Leschevan kanssa, sillä häntä oli ohjannut häntä tarkoittava vanhempi sisar, joka luuli, että hänen oli aika asettua aloilleen. Pari oli kaksi lasta, mutta kauden jälkeen keskinäistä murhetta he päättivät erota, vuorotellen miehittää Dmitri on omakotitalo ja hänen country retreat.,

Useita vuosia myöhemmin Dmitri rakastui Anna Popov, 17-vuotias kuvataiteen opiskelija. Kun Annan vanhemmat lähettivät hänet jatkamaan opintojaan Roomaan, Dmitri seurasi häntä, ja vuonna 1881 47-vuotias ehdotti avioliittoa. Anna suostui, mutta vielä Dmitrin ja Feosvan eron jälkeenkin este jäi. Venäjän Ortodoksinen Kirkko tunnustaa kansalaisyhteiskunnan avioeroja, mutta vaati seitsemän vuoden välein, ennen kuin myöhemmän avioliiton., Kuitenkin vuonna 1882 Dmitri löytynyt pappi valmis (huomattavaa maksua vastaan) suorittaa seremonia ennenaikaisesti, ja huolimatta niiden epäselvä ja teknisesti bigamous – tilanne, pari elivät onnellisina yhdessä ja kasvatti neljä lasta.

politiikassa Mendeleev oli myös maverick – suorapuheinen liberaali, joka erosi hänen professuuri vuonna 1890 erottaa itsensä hallituksen ankara tukahduttaminen opiskelija protesteja. Tämä ele sai oppilailta kiitosta, mutta herätti vihamielisyyttä virallisissa piireissä., Kuitenkin, Sergei Witte, Venäjän valtiovarainministeri vuodesta 1892, arvostettu arvo Mendeleev maksut ja vuonna 1893 nimitti hänet johtaja hallituksen työvaliokunnan painot ja toimenpiteet. Tältä pohjalta hän jatkoi tieteellisen tiedon soveltamista Venäjän talouskehityksen tukemiseksi.

Vuonna 1905 Lontoon Royal Society kunnia Mendeleev sen Copley-mitali, joka on jo saanut sen Davy mitali vuonna 1882., Vuonna 1906 hän oli ehdolla Nobelin, mutta vaikka kemiaa paneeli tukee hänen ehdokkuutensa palkinnot komitea katsoi, että hänen löytö ei viime tarpeeksi saada hänet huomioon. Päätökseen vaikutti todennäköisesti Ruotsalainen fysikaalinen kemisti Svante Arrhenius, joka oli aiemmin ottanut yhteen Mendelejevin kanssa.

– Lähes puoli vuosisataa hänen kuolemansa jälkeen vuonna 1907, Mendeleev liittyi vielä kerho. Vuonna 1955 Kalifornian yliopiston Berkeleyn kampuksen fyysikot pommittivat alkuaine 99: ää (einsteinium) alfahiukkasilla tuottaakseen alkuaine 101: n jäämiä., Virallisesti vahvistettu ’mendelevium’, tämä uusi elementti upotettu hänen nimensä kuvake, jonka hän oli luonut. Sitten taulukon asettelu oli tulossa selitettävissä kannalta sub-atomic rakenteita ja quantum energian vaihtoa, on yksityiskohtaisuus Mendeleev voisi koskaan ennakoida. Tämä ei kuitenkaan millään tavalla vähennä hänen saavutuksensa arvoa.

muut häntä edeltäneet olivat ehdottaneet, että lista tunnetuista elementeistä voitaisiin järjestää mielekkääseen kuvioon. He havaitsivat merkittäviä vastaavuuksia, mutta eivät löytäneet lopullista kuvaa., Mendelejev oli kuitenkin vakuuttunut siitä, että kemiallisia alkuaineita on pidettävä kollektiivisena kokonaisuutena. Tällä vakaumuksella varustettuna hän antoi pöytänsä johdonmukaisuuden tarkistamalla rohkeasti joidenkin tunnettujen elementtien kantoja ja jättämällä aukkoja muille vielä löytämättä. Vaikka jotkut hänen ennustukset olivat virheellisiä, hän teki tarpeeksi osumia vahvistaa hänen taulukon pohjana ymmärrystä elementtejä, ja vahvistaa hänen asemansa yhtenä perustajista modernin kemian.,

Mike Sutton on tieteen historioitsija perustuu Newcastle, iso-BRITANNIA

kirjallisuutta

– W S Brock, Fontana Historia Kemia, Fontana Press, 1993
M Fontani, M Costa ja M V Orna, Menetti Alkuaineet: Jaksollisen on Varjon Puolella, Oxford University Press, 2015,
E R Scerri, Jaksollisen: sen Tarina ja sen Merkitys, Oxford University Press, 2006