tatăl tabelului periodic

nevoia de a descoperi tipare în împrejurimile noastre pare a fi o trăsătură umană fundamentală. Cu mii de ani în urmă, strămoșii noștri îndepărtați au construit monumente masive de piatră care au fost aliniate cu precizie la puncte semnificative din ciclul solar anual. Și în secolul al XIX-lea, chimiștii grijulii au observat asemănări familiale între elemente și au încercat să le încorporeze într-o paradigmă explicativă.,cu un secol și jumătate în urmă, Dmitri Mendeleev a făcut un pas crucial în această căutare a ordinii printre elemente, publicând primul draft al tabelului său periodic. În 2019, comunitatea mondială de chimiști sărbătorește această aniversare, și pe bună dreptate. Ca și Stonehenge, tabelul reflectă regularități în natură care s-au datorat unor cauze care au rămas misterioase atunci când a fost construit inițial. Dar cum a ajuns Mendeleev să-și construiască Monumentul?,

primii ani

Dmitri crescut în Siberia, pe marginea exterioară a civilizației occidentale. Casa lui, Tobolsk, este cu 1000 km mai aproape de Beijing decât de Paris, iar drumul său de acolo spre eminența științifică a fost dificil., El a fost cel mai tânăr dintre mai mult de o duzină de frați Mendeleev, iar la scurt timp după nașterea sa, în 1834, sănătatea l-a forțat pe tatăl său Ivan, profesor de liceu, să se pensioneze. Inadecvarea pensiei lui Ivan a determinat-o pe soția sa Maria să preia conducerea unei lucrări de sticlă semi-abandonate, condusă anterior de fratele ei.această întreprindere a sprijinit familia până în 1848, când a ars. Apoi Ivan a murit, iar în 1849 Maria și-a dus cei doi copii mai mici la Moscova, sperând că fratele ei îl va ajuta pe Dmitri să intre la universitate acolo., Când acest plan a eșuat, s-au mutat la Sankt Petersburg, iar în 1850 Dmitri a fost acceptat (oarecum reticent) de Colegiul unde tatăl său s-a antrenat ca profesor. Un lector de acolo – Alexander Voskresensky, care a studiat în Germania sub Justus Liebig – a încurajat interesul lui Dmitri pentru Chimie.a absolvit în 1855, iar disertația sa – despre izomorfism și alte relații între forma fizică și compoziția chimică – a fost publicată într-un jurnal Minier. Au urmat alte articole pentru periodice științifice și tehnice, dar nu avea un venit sigur., Până atunci, atât mama, cât și sora lui muriseră, iar el însuși suferea de ceea ce părea a fi tuberculoză. Cu toate acestea, un an de predare în climatul mai benign al Crimeei și-a îmbunătățit semnificativ sănătatea, iar un nou medic a respins cu încredere diagnosticul anterior.în toamna anului 1856, Mendeleev a susținut cu succes o teză de master privind relațiile dintre volumele specifice de substanțe și proprietățile lor cristalografice și chimice. La scurt timp după aceea, Universitatea din St Petersburg l-a licențiat ca tutore de chimie, permițându-i accesul la laboratorul său., În 1859 a primit finanțare de la stat pentru doi ani de Studii Avansate în străinătate.la Universitatea Heidelberg din Gemania, Mendeleev a făcut cercetări pe mai multe teme, inclusiv tensiunea superficială, capilaritatea și evaporarea, și și-a păstrat interesul pentru forțele intermoleculare de-a lungul carierei sale. În 1860 a participat la Conferința de la Karlsruhe, unde chimistul Italian Stanislau Cannizzaro a livrat o lucrare de ultimă oră despre greutățile atomice (numite acum mase atomice relative)., Acesta a fost un pas crucial spre sistemul periodic, deoarece anterior a existat o dispută considerabilă asupra atribuirii greutăților atomice elementelor.unii chimiști au susținut că aceste greutăți erau irelevante sau au negat existența fizică a atomilor cu totul. Alții au preferat un sistem bazat pe o greutate atomică de opt pentru oxigen, presupunând că apa e formula a fost HO, mai degrabă decât de H2O. Dar la Karlsruhe Cannizzarro reînviat idei de colegii lui countryman Amadeo Avogadro pentru a sprijini H2O formula apei, și o greutate atomică de 16 ani pentru oxigen., În anii 1860, opinia sa s – a schimbat în favoarea sa-din fericire pentru Mendeleev, deoarece regularitățile care l-au îndreptat spre tabelul periodic ar fi fost mai puțin vizibile în sistemul mai vechi.după ce sa întors la Sankt Petersburg în 1861 Mendeleev a reluat predarea la universitate, în timp ce a ținut cursuri la Institutul Tehnologic al orașului. În plus, a publicat un manual de chimie organică și mai multe articole pentru o enciclopedie tehnică, precum și călătorii pe scară largă în căutarea oportunităților de a aplica descoperiri științifice dezvoltării economice a Rusiei., O vizită la câmpurile petroliere din Baku în 1863 și-a început angajamentul pe termen lung față de industria petrochimică emergentă, de exemplu.teza de doctorat a lui Mendeleev (despre teoria soluțiilor) a fost acceptată în 1865, iar în 1867 universitatea la numit profesor de chimie generală. El a fost obligat să predea despre chimia anorganică și, din moment ce nu exista un manual rusesc satisfăcător, a început să scrie unul. Aceasta și-a concentrat mintea asupra provocării de a aranja elementele chimice într-un model ordonat., Mulți alții – printre care Leopold Gmelin în Germania, Jean Baptiste Dumas în Franța și John Newlands în Anglia – au încercat acest lucru, cu un succes limitat. Mendeleev a fost conștient de unele dintre aceste eforturi, dar propria sa abordare a fost distinctivă în aspecte importante.descoperirea a venit la începutul anului 1869, în timp ce Mendeleev se pregătea pentru un alt turneu industrial – de data aceasta pentru a investiga și îmbunătăți tehnicile de fabricare a brânzeturilor. Între timp, după ce a terminat primul volum al manualului său, se străduia să stabilească un cadru pentru al doilea.,tomic și greutăți proprietati tipice, analog elemente, și ca greutăți atomice pe carduri separate, și în curând acest lucru m-a convins că proprietățile elementelor sunt în periodice dependența lor de greutăți atomice…’
D Mendeleev, Principii de Chimie, 1905 (subliniere adăugată)

Mendeleev prevăzute lui cărți în coloane și rânduri, ca într-un joc de solitaire sau răbdare – un joc favorit de-al lui în timpul călătorii feroviare., Coloanele verticale au enumerat elementele cunoscute în ordinea creșterii greutății atomice, cu o nouă coloană fiind pornită ori de câte ori acest lucru ia permis să se potrivească elemente cu caracteristici similare în același rând orizontal.după cum au observat alți chimiști, câteva grupuri de elemente – în special metalele alcaline și halogenii – aparțineau în mod clar împreună. Dar multe altele – în special elementele de pământuri rare (lantanide) – au prezentat probleme cu toate acestea au fost aranjate. În acest moment, Mendeleev, spre deosebire de majoritatea predecesorilor săi, a refuzat să renunțe la luptă.,dacă poziția unui element în tabelul său părea anormală, era dispus să-i ajusteze greutatea atomică pentru a-i oferi însoțitori mai compatibili. De exemplu, el a propus ca formula pentru oxidul de beriliu să fie BeO, mai degrabă decât be2o3 acceptat. Acest lucru a redus greutatea atomică a beriliului, permițându-i să-l localizeze mai degrabă cu magneziu decât cu aluminiu.pe 6 martie 1869, prima schiță a mesei sale a fost prezentată Societății Chimice Ruse (o organizație pe care a ajutat-o să o înființeze cu câteva luni în urmă)., Mai târziu în acel an, revista Societății a publicat o versiune mai considerată, un scurt rezumat al căruia a apărut în traducere germană. A atras puțină atenție în afara Rusiei, dar Mendeleev a perseverat, continuând să pună mai multe cărți pe masa sa.

minte golurile

diagrama revizuită Mendeleev publicată în 1871 pare mai familiară ochilor moderni. Pentru ao compila, el a făcut alte presupuneri. De exemplu, el a redus greutatea atomică a telurului, făcându-l pe vecinul său iodul cel mai greu dintre cele două., Acest lucru ia permis să plaseze iod cu halogeni și telur cu sulf și seleniu. Astfel de ajustări au fost, fără îndoială, în intervalul de eroare experimentală la acel moment. Dar Mendeleev nu ar fi putut prevedea că numărul atomic, mai degrabă decât greutatea atomică, ar deveni mai târziu principiul de ordonare al tabelului sau că identificarea izotopilor prin spectrometrie de masă ar explica în cele din urmă aceste și alte anomalii.,

Cu aceeași îndrăzneală, Mendeleev îmbunătățită coerența de la masa lui de a lăsa lacune pentru ca inca nedescoperite elemente pentru a finaliza modelul a avut în vedere. Pe lângă prezicerea caracterului lor chimic, el le-a atribuit, de asemenea, valori noționale pentru proprietăți fizice, cum ar fi greutatea specifică și punctul de topire.,primul-galiu-a fost identificat spectroscopic de un chimist francez, Paul Lecoq de Boisbaudran în 1875. Când suficient a devenit disponibil pentru testare, toate proprietățile galiului s – au potrivit cu predicțiile lui Mendeleev-cu excepția gravității sale specifice, care părea a fi 4.7. Cu toate acestea, după ce Mendeleev a recomandat măsurători proaspete, s – a dovedit a fi 5.9-practic identic cu cifra sa prezisă.,descoperirea scandiului în 1879 și a germaniului în 1885 – ambele prezentând proprietățile pe care Mendeleev le – a prezis pentru ei-a convins mai mulți chimiști că masa sa, în ciuda anomaliilor rămase, era prea utilă pentru a fi ignorată. Între timp, alți cercetători (în special Lothar Meyer din Germania) au evidențiat, de asemenea, variații periodice ale proprietăților fizice ale elementelor. Mendeleev a remarcat mai târziu: „deși am avut îndoieli cu privire la unele puncte obscure, totuși nu m-am îndoit niciodată de universalitatea acestei legi, deoarece nu ar putea fi rezultatul întâmplării., în timp ce el a fost corect cu privire la principiul supra-arcuire a periodicității, Mendeleev nu a fost infailibil ca profet. El a prezis alte câteva elemente care nu au fost găsite niciodată. Și a susținut până la sfârșitul vieții sale că eterul – o componentă esențială, dar nedetectabilă în teoriile acceptate atunci despre lumină și electromagnetism – era într-adevăr un element chimic, Chiar dacă nu reușise să-l izoleze în laborator. El a sugerat că ar putea fi cel mai ușor dintre gazele nobile, cu o greutate atomică de 0,17.,în viața sa privată, Mendeleev a fost sfidător neconvențional. Avea părul tăiat și barba tăiată doar o dată pe an, refuzând să varieze acest obicei chiar și pentru o audiență cu țarul. De asemenea, aranjamentele sale interne erau oarecum neregulate. În 1862 s-a căsătorit cu Feosva Lescheva, fiind condusă în direcția ei de o soră mai mare bine intenționată, care credea că este timpul să se stabilească. Cuplul a avut doi copii, dar după o perioadă de nefericire reciprocă crescândă, au fost de acord să se separe, ocupând alternativ casa de oraș a lui Dmitri și retragerea sa la țară.,câțiva ani mai târziu, Dmitri sa îndrăgostit de Anna Popov, o studentă de artă de 17 ani. Când părinții Annei au trimis-o să-și continue studiile la Roma, Dmitri a urmat-o, iar în 1881, tânăra de 47 de ani a cerut-o în căsătorie. Anna a acceptat, dar chiar și după ce Dmitri și Feosva au divorțat, a mai rămas un obstacol. Biserica Ortodoxă Rusă a recunoscut divorțurile civile, dar a cerut un interval de șapte ani înainte de o căsătorie ulterioară., Cu toate acestea, în 1882 Dmitri a găsit un preot dispus (pentru o taxă substanțială) pentru a efectua ceremonia prematur, și în ciuda situației lor ambigue – și bigam punct de vedere tehnic–, cuplul a trăit fericiți împreună și a crescut patru copii.în politică Mendeleev a fost, de asemenea, un rebel – un liberal deschis care a demisionat din funcția de profesor în 1890 pentru a se disocia de reprimarea dură a protestelor studențești de către guvern. Acest gest a fost aplaudat de studenții săi, dar a provocat ostilitate în cercurile oficiale., Cu toate acestea, Serghei Witte, ministrul de Finanțe al Rusiei din 1892, a apreciat valoarea contribuțiilor lui Mendeleev, iar în 1893 l-a numit șef al Biroului de greutăți și măsuri al Guvernului. Din această bază a continuat să aplice cunoștințe științifice pentru a ajuta dezvoltarea economică a Rusiei.

În 1905 London Royal Society onorat Mendeleev cu medalia Copley, având deja și-a primit medalia Davy în 1882., În 1906 a fost nominalizat la Premiul Nobel, dar deși Comisia de chimie a susținut candidatura sa, Comitetul de premiere a decis că descoperirea sa nu a fost suficient de recentă pentru a-l califica pentru examinare. Decizia a fost probabil influențată de chimistul fizic suedez Svante Arrhenius, care s-a ciocnit cu Mendeleev în trecut.la aproape jumătate de secol după moartea sa în 1907, Mendeleev s-a alăturat unui club și mai exclusivist. În 1955 fizicienii de la campusul Berkeley al Universității din California au bombardat elementul 99 (einsteinium) cu particule alfa pentru a produce urme ale elementului 101., Confirmat oficial ca „mendelevium”, acest nou element a încorporat numele său în pictograma pe care a creat-o. Până atunci, structura tabelului devenea explicabilă în ceea ce privește structurile sub-atomice și schimburile de energie cuantică, la un nivel de detaliu pe care Mendeleev nu l-ar fi putut prevedea niciodată. Cu toate acestea, acest lucru nu diminuează în niciun fel statura realizării sale.alții înaintea lui au sugerat că lista elementelor cunoscute ar putea fi aranjată într-un model semnificativ. Ei au remarcat corespondențe semnificative, dar nu au găsit o imagine definitivă., Mendeleev, totuși, era convins că elementele chimice trebuie privite ca o entitate colectivă. Înarmat cu această convingere, el a dat coerența mesei sale revizuind cu îndrăzneală pozițiile unor elemente cunoscute și lăsând lacune pentru alții încă nedescoperite. Deși unele dintre predicțiile sale au fost incorecte, el a marcat suficiente lovituri pentru a-și stabili masa ca bază pentru înțelegerea elementelor și pentru a-și confirma statutul de unul dintre fondatorii chimiei moderne.,

Mike Sutton este o știință istoric bazat în Newcastle, marea BRITANIE

bibliografie

W H Brock, Fontana Istoria de Chimie, Fontana Press, 1993
M Fontani, M Costa și M V Orna, A Pierdut Elemente: Tabelul Periodic Partea de Umbra, Oxford University Press, 2015,
E R Scerri, Tabelul Periodic: Povestea și Semnificația sa, Oxford University Press, 2006