a periódusos rendszer atyja

a környezetünkben A minták felfedezésének vágya alapvető emberi tulajdonságnak tűnik. Több ezer évvel ezelőtt távoli őseink hatalmas kőemlékeket építettek, amelyek pontosan igazodtak az éves napenergia-ciklus jelentős pontjaihoz. A 19. században a gondolkodó vegyészek észrevették a családi hasonlóságot az elemek között, és magyarázó paradigmába próbálták beágyazni őket.,

másfél évszázaddal ezelőtt Dmitrij Mendelejev döntő lépést tett a rend keresése során az elemek között, az időszakos táblázat első tervezetének közzétételével. 2019-ben a vegyészek világméretű közössége ünnepli ezt az évfordulót, helyesen. A Stonehenge-hez hasonlóan a táblázat a természet szabályszerűségeit tükrözi, amelyek az eredetileg épített titokzatos okok miatt következtek be. De hogyan jött Mendelejev, hogy emlékművet építsen?,

korai évek

Dmitri Szibériában, a nyugati civilizáció peremén nőtt fel. Otthona, Tobolszk 1000 km-rel közelebb van Pekinghez, mint Párizshoz, onnan a tudományos eminenciához vezető útja nehéz volt., Több mint egy tucat Mendelejev testvér közül ő volt a legfiatalabb, nem sokkal 1834-es születése után a rossz egészségi állapot miatt apja, Ivan, egy középiskolai tanár nyugdíjba vonult. Ivan nyugdíjának elégtelensége arra késztette feleségét, Maria-t, hogy vegye át a félig elhagyatott üvegmű vezetését, amelyet korábban testvére vezetett.

Ez a vállalkozás 1848-ig támogatta a családot, amikor leégett. Aztán Ivan meghalt,1849-ben Maria két legfiatalabb gyermekét Moszkvába vitte, remélve, hogy testvére segít Dmitrinek az ottani egyetemre., Amikor ez a terv kudarcot vallott, Szentpétervárra költöztek, 1850-ben Dmitri-t (kissé vonakodva) elfogadta a főiskola, ahol apja tanárként képzett. Egy ottani előadó – Alexander Voskresensky, aki Németországban tanult Justus Liebig alatt-ösztönözte Dmitri érdeklődését a kémia iránt.

1855 – ben érettségizett, disszertációját – az izomorfizmusról és a fizikai forma és a kémiai összetétel közötti Egyéb kapcsolatokról-egy bányászati folyóiratban publikálta. További cikkek tudományos és műszaki folyóiratok követték, de hiányzott a biztonságos jövedelem., Addigra mind az anyja, mind a nővére meghalt,és ő maga is tuberkulózisnak tűnt. Azonban egy év tanítás a jóindulatú éghajlat a Krím-félszigeten jelentősen javította az egészségét, egy új orvos magabiztosan elutasította a korábbi diagnózist.

1856 őszén Mendelejev sikeresen megvédte a szakdolgozatot az anyagok meghatározott mennyisége és azok kristályosodási és kémiai tulajdonságai közötti kapcsolatokról. Röviddel ezután a Szentpétervári Egyetem kémiai oktatóként engedélyezte őt, lehetővé téve számára a laboratóriumhoz való hozzáférést., 1859-ben állami támogatást kapott két éves külföldi tanulmányra.

Létrehozásáról szóló karrier

A Heidelbergi Egyetem, Németország, Mengyelejev kutatás több témákban, beleértve a felületi feszültség, hajszálcsövesség, majd párolgás, ő pedig megtartotta érdeklődést intermolecular erők pályája során. 1860-ban részt vett a Karlsruhei konferencián, ahol az olasz kémikus Stanislau Cannizzaro úttörő tanulmányt készített az atomsúlyokról (ma relatív atomtömegeknek nevezik)., Ez döntő lépés volt a periódusos rendszer felé, mivel korábban jelentős vita volt az atomsúlyok elemekhez való hozzárendelésével kapcsolatban.

egyes vegyészek azt állították, hogy ezek a súlyok irrelevánsak, vagy teljesen megtagadták az atomok fizikai létezését. Mások inkább egy olyan rendszert részesítettek előnyben, amely az oxigén nyolc atomtömegén alapul, feltételezve, hogy a víz képlete HO, nem pedig H2O. de Karlsruhe Cannizzarro újjáélesztette honfitársa, Amadeo Avogadro ötleteit, hogy támogassa a H2O vízképletet, és az oxigén 16 atomtömegét., Az 1860 – as években a vélemény az ő javára változott-szerencsére Mendelejev számára, mivel a periódusos rendszer felé mutató szabályszerűségek kevésbé voltak láthatóak a régebbi rendszerben.

miután 1861-ben visszatért Szentpétervárra, Mendelejev folytatta az egyetem oktatását, miközben a város technológiai Intézetében is előadást tartott. Emellett kiadott egy szerves kémiai tankönyvet és több cikket egy műszaki enciklopédiához, valamint széles körben utazott, hogy lehetőséget keressen a tudományos felfedezések alkalmazására Oroszország gazdasági fejlődésére., A bakui olajmezők látogatása 1863-ban kezdte hosszú távú elkötelezettségét például a feltörekvő petrolkémiai ipar iránt.

Mendelejev doktori értekezését (a megoldáselméletről) 1865-ben fogadták el, 1867-ben pedig az Egyetem Általános Kémia professzorává nevezte ki. A szervetlen kémiáról kellett előadnia, és mivel nem volt kielégítő orosz tankönyv, elkezdett írni egyet. Ez arra a kihívásra összpontosította az elméjét, hogy a kémiai elemeket rendezett mintába rendezze., Többen – köztük a németországi Leopold Gmelin, a franciaországi Jean Baptiste Dumas és az angliai John Newlands-megpróbálták ezt, korlátozott sikerrel. Mendelejev tisztában volt ezekkel az erőfeszítésekkel, de a saját megközelítése fontos szempontból megkülönböztető volt.

az áttörés 1869 elején történt, amikor Mendelejev újabb ipari túrára készült-ezúttal a sajtkészítési technikák vizsgálatára és javítására. Közben, miután befejezte a tankönyv első kötetét, küzdött, hogy keretet hozzon létre a második számára.,tomic súlyok, illetve a tipikus tulajdonságokkal, hasonló elemek, mint atom súlyokat különálló kártyák, ez hamar meggyőzött arról, hogy az elemek tulajdonságait a rendszeres függőség után az atomi súlyok…’
D Mengyelejev, Elvek, a Kémia, 1905 (kiemelés tőlem)

Mengyelejev megállapított, ki a kártyákat az oszlopok, sorok, mint ha egy játék solitaire vagy a türelem – egy kedvenc időtöltése a során a vasúti utazások., A függőleges oszlopok az ismert elemeket az atomtömeg növelése érdekében sorolták fel, új oszlopot indítottak, amikor ez lehetővé tette számára, hogy a hasonló jellemzőkkel rendelkező elemeket ugyanabba a vízszintes sorba illessze.

ahogy más vegyészek is megjegyezték, néhány elemcsoport – különösen az alkálifémek és a halogének – egyértelműen egymáshoz tartozott. De sokan mások – különösen a ritkaföldfémek (lantanidok) – problémákat mutattak be, bár elrendezték őket. Ezen a ponton Mendelejev, ellentétben a legtöbb elődjével, nem volt hajlandó feladni a harcot.,

Ha egy elem pozíciója az asztalában rendellenesnek tűnt, hajlandó volt módosítani atomsúlyát, hogy kompatibilisebb társakat adjon neki. Például azt javasolta, hogy a berillium-oxid képlete BeO legyen, nem pedig az elfogadott Be2O3. Ez csökkentette a berillium atomsúlyát, lehetővé téve számára, hogy alumínium helyett magnéziummal keresse meg.

1869.március 6-án az asztal első durva vázlatát bemutatták az orosz vegyipari társaságnak (egy szervezetnek, amelyet néhány hónappal korábban segített megtalálni)., Ugyanebben az évben a Társaság folyóirata egy megfontoltabb változatot tett közzé, amelynek rövid absztraktja német fordításban jelent meg. Kevés figyelmet vonzott Oroszországon kívül, de Mendelejev kitartott, továbbra is több kártyát helyez el az asztalán.

ne feledje a hiányosságokat

az 1871-ben közzétett felülvizsgált diagram Mendeleev jobban ismeri a modern szemeket. Ennek összeállításához további feltételezéseket tett. Például csökkentette a tellurium atomsúlyát, így a szomszéd jódja a kettő közül nehezebb., Ez lehetővé tette számára, hogy jódot helyezzen a halogénekkel, tellúr pedig kénnel és szelénnel. Az ilyen kiigazítások vitathatatlanul a kísérleti hiba tartományán belül voltak abban az időben. De Mengyelejev nem láthatta előre, hogy a rendszám helyett atomsúlya később lett az asztal rendelési elv, vagy, hogy az azonosító izotópok által tömegspektrometriás végül magyarázza meg ezeket, egyéb anomáliák.,

egyenlő bátorságot, Mengyelejev megerősített a koherencia, az asztalon hagyva hiányt, mint a még felfedezetlen elemeket, hogy a teljes minta ő tervezett. Emellett előre a kémiai karakter, ő is rendelt tőlük fiktív értékek fizikai tulajdonságok, mint a fajsúly s olvadáspontú.,

Az első galliumot egy francia kémikus, Paul Lecoq de Boisbaudran fedezte fel 1875 – ben. Amikor elegendő lett a teszteléshez, a gallium összes tulajdonsága megegyezett Mendelejev előrejelzéseivel – kivéve a fajsúlyát, amely 4.7-nek tűnt. Miután azonban Mendelejev friss méréseket ajánlott, azt találták, hogy 5,9-gyakorlatilag megegyezik az előrejelzett számával.,

a szkandium felfedezése 1879 – ben, a germánium 1885 – ben-mindkettő a Mendelejev tulajdonságait mutatta nekik-meggyőzte több vegyészt, hogy asztala a fennmaradó anomáliák ellenére túl hasznos volt ahhoz, hogy figyelmen kívül hagyja. Eközben más kutatók (nevezetesen a németországi Lothar Meyer) az elemek fizikai tulajdonságainak időszakos változásait is kiemelték. Mendelejev később megjegyezte: “bár voltak kétségeim néhány homályos ponttal kapcsolatban, de soha nem kételkedtem e törvény egyetemességében, mert ez valószínűleg nem lehet a véletlen eredménye.,”

miközben helyes volt a periodicitás túlívelő elvével kapcsolatban, Mendelejev prófétaként nem volt tévedhetetlen. Számos más elemet jósolt, amelyeket soha nem találtak meg. Élete végéig azzal érvelt, hogy az éter – az akkoriban elfogadott fény-és elektromágnesesség-elméletekben nélkülözhetetlen, de észrevehetetlen összetevő – valóban kémiai elem volt, annak ellenére, hogy a laboratóriumban nem tudta elkülöníteni. Azt javasolta, hogy ez lehet A legkönnyebb a nemesgázok közül, atomtömege 0,17.,

későbbi években

magánéletében Mendelejev dacosan szokatlan volt. A haját és a szakállát csak évente egyszer vágták le, de ezt a szokást még a cár közönsége számára sem változtatta meg. Hazai rendezései is némileg szabálytalanok voltak. 1862-ben feleségül vette Feosva Leschevát, miután egy jó szándékú nővére vezette az ő irányába, aki azt hitte, ideje letelepedni. A párnak két gyermeke született, de a kölcsönös boldogtalanság időszakát követően megállapodtak abban, hogy különválnak, felváltva elfoglalják Dmitrij városi házát és országát.,

néhány évvel később Dmitrij beleszeretett Anna Popovba, egy 17 éves művészhallgatóba. Amikor Anna szülei elküldték, hogy folytassa tanulmányait Rómában, Dmitrij követte őt, 1881-ben pedig a 47 éves házasságot javasolt. Anna elfogadta, de Dmitrij és Feoszva válása után is maradt egy újabb akadály. Az Orosz Ortodox Egyház elismerte a polgári válásokat, de hétéves intervallumot követelt egy későbbi házasság előtt., Ennek ellenére 1882-ben Dmitri talált egy papot, aki hajlandó volt (jelentős díj ellenében) idő előtt elvégezni a szertartást, és annak ellenére, hogy kétértelmű – és technikailag nagy – helyzetük volt, a pár boldogan élt együtt, és négy gyermeket nevelt fel.

a politikában Mendelejev szintén maverick volt-egy szókimondó liberális, aki 1890-ben lemondott professzori tisztségéről, hogy elkülönítse magát a kormány hallgatói tiltakozások durva elnyomásától. Ezt a gesztust diákjai megtapsolták, de hivatalos körökben ellenségeskedést váltott ki., Ennek ellenére Sergius Witte, Oroszország 1892-es pénzügyminisztere nagyra értékelte Mendelejev hozzájárulásainak értékét, 1893-ban pedig kinevezte a kormány súly-és intézkedési irodájának vezetőjévé. Ebből a bázisból folytatta a tudományos ismeretek alkalmazását Oroszország gazdasági fejlődésének támogatására.

1905-Ben a Londoni Royal Society megtiszteltetés, Mengyelejev, a Copley-érem, miután már megkapta a Davy érmet 1882-ben., 1906-ban Nobel-díjra jelölték, de bár a kémiai testület támogatta jelöltségét, a díjátadó Bizottság úgy ítélte meg, hogy felfedezése nem volt elegendő ahhoz, hogy megfontolásra jogosult legyen. A döntést valószínűleg a svéd fizikai kémikus, Svante Arrhenius befolyásolta, aki a múltban összecsapott Mendelejevvel.

majdnem fél évszázaddal az 1907-es halála után Mendelejev csatlakozott egy még exkluzívabb klubhoz. Ban ben 1955 fizikusok a University of California Berkeley campus bombázzák element 99 (einsteinium) alfa-részecskék nyomait elem 101., Hivatalosan “mendelevium” – ként erősítették meg, ez az új elem beágyazta a nevét az általa létrehozott ikonba. Addigra a táblázat elrendezése egyre magyarázatosabbá vált a szubatomi struktúrák és a kvantumenergia-cserék tekintetében, olyan részletességgel, amelyet Mendelejev soha nem tudott volna előre látni. Ez azonban semmiképpen sem csökkenti eredményének mértékét.

mások előtte azt javasolták, hogy az ismert elemek listája értelmes mintában legyen elrendezve. Jelentős megfelelést észleltek, de nem találtak végleges képet., Mendelejev azonban meg volt győződve arról, hogy a kémiai elemeket kollektív entitásnak kell tekinteni. Ezzel a meggyőződéssel felfegyverkezve adta az asztal koherenciáját azáltal, hogy merészen felülvizsgálta néhány ismert elem helyzetét,és hiányosságokat hagyott mások számára, még nem fedezték fel. Bár néhány jóslata téves volt, elég találatot szerzett ahhoz, hogy táblázatát az elemek megértésének alapjaként állapítsa meg, valamint megerősítse státuszát, mint a modern kémia egyik alapítója.,

Mike Sutton tudomány történész alapján a Newcastle, egyesült KIRÁLYSÁG

További információk

W H Brock, A Fontana Történelem, Kémia, Fontana Press, 1993
M Fontani, M Costa s M V Orna, Az Elveszett Elem: A Periódusos rendszer Árnyékában Oldalon, Oxford University Press, 2015
E R Scerri, A Periódusos rendszerben: a Történet Jelentőségét, Oxford University Press, 2006