O Nτμίτρι Μεντελέγιεφ είναι ο επιστήμονας, ο οποίος έφερε στον κόσμο το περιοδικό σύστημα. Γι' αυτό και τον τιμά στο doodle η Google σήμερα.
Ο Ντμίτρι Μεντελέγιεφ γεννήθηκε στις 8 Φεβρουαρίου του 1834 και σήμερα συμπληρώνονται 182 χρόνια από τη γέννησή του.
Αν και άλλοι χημικοί πριν από τον Ντμίτρι Μετελέγιεφ είχαν επίσης πειραματιστεί με τα στοιχεία και είχαν βρει ότι μερικά από αυτά συνδέονταν με τα ατομικά βάρη και τις φυσικές ιδιότητες, δεν πέτυχαν ωστόσο παρά μία πρόχειρη ταξινόμηση των γνωστών στοιχείων.
Το 1865 ο Τζων Νιούλαντς διατύπωσε τον Κανόνα των Οκτάβων. Η έλλειψη χώρων για τα άγνωστα στοιχεία και η τοποθέτηση δύο στοιχείων σε ένα κουτί έγιναν αντικείμενο κριτικής κι έτσι οι ιδέες του Νιούλαντς δεν έγιναν δεκτές. Ένας άλλος ήταν ο Λόταρ Μέγιερ, ο οποίος το 1864 δημοσίευσε ένα έγγραφο που περιέγραφε 28 στοιχεία αλλά δεν υπήρχε καμία προσπάθεια πρόβλεψης νέων στοιχείων. Το 1863 ήταν γνωστά 56 στοιχεία και ανακαλύπτονταν ένα νέο στοιχείο σχεδόν κάθε χρόνο.
Οι Αρχές της Χημείας του Ντμίτρι Μεντελέγιεφ
Αφού έγινε δάσκαλος, ο Μεντελέγιεφ έγραψε τις Αρχές της Χημείας (δύο τόμοι, 1868-1870). Καθώς προσπάθησε να κατατάξει τα στοιχεία σύμφωνα με τις χημικές τους ιδιότητες, παρατήρησε ότι υπήρχε μία διάταξη που τον οδήγησε στη δημιουργία του περιοδικού πίνακα. Ο Μεντελέγιεφ αγνοούσε τις εργασίες που έγιναν τα προηγούμενα χρόνια πάνω στους περιοδικούς πίνακες. Έκανε τον παρακάτω πίνακα, και με την προσθήκη συμπληρωματικών στοιχείων ακολουθώντας αυτή τη διάταξη, ανέπτυξε την εκτεταμένη έκδοση του περιοδικού πίνακα.
| Cl 35.5 |
K 39 |
Ca 40 |
| Br 80 |
Rb 85 |
Sr 88 |
| I 127 |
Cs 133 |
Ba 137 |
Ο πίνακας του Μεντελέγιεφ
Ο πίνακας του Μεντελέγιεφ ήταν ένα διάγραμμα με έξι οριζόντιες και οκτώ κάθετες στήλες, όπως περίπου είναι τα σταυρόλεξα. Τοποθέτησε πρώτα τα στοιχεία κατά περιόδους στις οριζόντιες σειρές. Αυτό σημαίνει ότι τα στοιχεία μιας ορισμένης γραμμής παρουσιάζουν κανονική επανάληψη των χημικών ιδιοτήτων. Μετά κατέταξε τα στοιχεία των οριζοντίων γραμμών καθέτως, ώστε κάθε κάθετη στήλη να περιέχει στοιχεία που παρουσιάζουν κάπως όμοιες ιδιότητες. Τις κάθετες αυτές στήλες ονόμασε οικογένειες. Με την κατάρτιση του πίνακα, ο Μεντελέγιεφ διαπίστωσε ότι υπήρχαν κενά, δηλαδή άδεια διαστήματα, σε μερικές στήλες. Συμπέρανε ότι τα κενά αυτά έπρεπε να παριστάνουν τα άγνωστα στοιχεία. Πίστευε όμως ότι τα στοιχεία αυτά έπρεπε να βρίσκονται στη γη, αφού ο πίνακας περιοδικότητος αποτελούσε νόμο της φύσης.
Στις 6 Μαρτίου 1869, ο Ντμίτρι Μεντελέγιεφ έκανε μία επίσημη παρουσίαση στη Ρωσική Χημική Εταιρεία, με τίτλο Η Εξάρτηση Μεταξύ των Ιδιοτήτων του Ατομικού Βάρους των Στοιχείων, η οποία περιέγραφε στοιχεία σύμφωνα με το ατομικό βάρος και σθένος. Η παρουσίαση αυτή ανέφερε ότι:
- Τα στοιχεία, αν ταξινομηθούν ανάλογα με το ατομικό τους βάρος, παρουσιάζουν μία εμφανή περιοδικότητα ιδιοτήτων.
- Στοιχεία τα οποία είναι παρόμοια σε σχέση με τις χημικές τους ιδιότητες έχουν σχεδόν το ίδιο ατομικό βάρος (π.χ. Os, Ir, Pt) ή αυτό αυξάνεται ομαλά (π.χ. K, Rb, Cs).
- Η κατάταξη σε ομάδες στοιχείων με τη σειρά του ατομικού τους βάρους αντιστοιχεί στα σθένη τους, καθώς και σε κάποιο βαθμό στις ιδιαίτερες χημικές τους ιδιότητες, όπως προκύπτει π.χ. στη σειρά Li, Be, B, C, N, O, και F.
- Τα πιο διαδεδομένα στοιχεία έχουν μικρό ατομικό βάρος.
- Το μέγεθος του ατομικού βάρους καθορίζει το χαρακτήρα του στοιχείου, όπως το μέγεθος του μορίου καθορίζει το χαρακτήρα ενός σύνθετου οργανισμού.
- Αναμένεται η ανακάλυψη πολλών ακόμη άγνωστων στοιχείων, παραδείγματος χάριν δύο στοιχεία ανάλογα με το αλουμίνιο και το πυρίτιο, των οποίων το ατομικό βάρος θα είναι μεταξύ 65 και 75.
- Το ατομικό βάρος ενός στοιχείου μπορεί μερικές φορές να τροποποιηθεί με τη γνώση των ατομικών βαρών των παρακείμενων στοιχείων. Έτσι, το ατομικό βάρος του τελλουρίου πρέπει να κυμαίνεται μεταξύ του 123 και του 126 και δεν μπορεί να είναι 128.
- Ορισμένες χαρακτηριστικές ιδιότητες των στοιχείων μπορούν να προβλεφθούν με βάση το ατομικό τους βάρος.
Ο Μεντελέγιεφ δημοσίευσε τον περιοδικό πίνακα όλων των γνωστών στοιχείων και προέβλεψε μερικά νέα στοιχεία για τη συμπλήρωσή του. Λίγους μήνες μετά, ο Λόταρ Μέγιερ δημοσίευσε έναν σχεδόν πανομοιότυπο πίνακα. Ορισμένοι επιστήμονες θεωρούν τον Μέγιερ και τον Μεντελέγιεφ συνδημιουργούς του περιοδικού πίνακα, αλλά σχεδόν όλοι συμφωνούν ότι η ακριβής πρόβλεψη του Μεντελέγιεφ για τις ιδιότητες των στοιχείων που αυτός αποκαλούσε εκαπυρίτιο, εκααργίλιο και εκαβόριο (γερμάνιο, γάλλιο και σκάνδιο αντίστοιχα), τον προκρίνει ως βασικό δημιουργό του πίνακα.
Για τα οκτώ στοιχεία που προέβλεψε, ο Μεντελέγιεφ χρησιμοποίησε στην ονομασία τους τα προθέματα εκα, ντβι και τρι (στη σανσκριτική γλώσσα: ένα, δύο, τρία). Ο Μεντελέγιεφ αμφισβήτησε ορισμένα από τα αποδεκτά τότε ατομικά βάρη (εκείνη την εποχή μπορούσαν να μετρηθούν μόνο με ένα σχετικά χαμηλό ποσοστό ακρίβειας), επισημαίνοντας ότι δεν αντιστοιχούν με εκείνα που προτείνει ο Περιοδικός Νόμος του. Ήταν μπερδεμένος σχετικά με το που να τοποθετήσει τις λανθανίδες και προέβλεψε την ύπαρξη και άλλης γραμμής στον πίνακα, που ήταν οι ακτινίδες, στοιχεία που έχουν μεγάλο ατομικό βάρος. Μερικοί επιστήμονες απέρριψαν τον Μεντελέγιεφ και την άποψή του ότι θα ανακαλυφθούν περισσότερα στοιχεία, αλλά αποδείχθηκε ότι είχε δίκιο όταν το 1875 και το 1886 ανακαλύφθηκαν αντίστοιχα το Ga (γάλλιο) και το Ge (γερμάνιο), τα οποία ταίριαζαν απόλυτα στις θέσεις που προέβλεψε ο Μεντελέγιεφ.
Δίνοντας σανσκριτικά ονόματα στα στοιχεία που έλειπαν, ο Μεντελέγιεφ έδειξε την εκτίμησή του στους γραμματικούς της αρχαίας Ινδίας, οι οποίοι διατύπωσαν εξελιγμένες θεωρίες της γλώσσας με βάση την ανακάλυψη δυσδιάστατων σχεδίων σε βασικούς ήχους. Χαρακτηριστικό είναι ότι υπάρχουν σημαντικές ομοιότητες μεταξύ του περιοδικού πίνακα και του εισαγωγικού Σίβα Σούτρα του Πανίνι. Οι αναλογίες των δύο συστημάτων είναι εντυπωσιακές. Ακριβώς όπως ο Πανίνι διαπίστωσε ότι η φωνολογική σχεδίαση των ήχων στη γλώσσα είναι συνάρτηση των ιδιοτήτων της άρθρωσής τους, έτσι και ο Μεντελέγιεφ διαπίστωσε ότι οι χημικές ιδιότητες των στοιχείων είναι συνάρτηση του ατομικού τους βάρους. Όπως ο Πανίνι, έτσι και ο Μεντελέγιεφ έφτασε στην ανακάλυψή του μέσα από την έρευνα της "γραμματικής" των στοιχείων.
Τα τρία στοιχεία που ανακαλύφθηκαν μετά από την πρόρρηση του Μεντελέγιεφ δεν πρόσθεσαν τίποτε στον υλικό πλούτο της χώρας, διότι η παραγωγή τους είναι πολύ δαπανηρή ώστε να έχει κάποια εμπορική αξία. Ωστόσο η επιστημονική τους αξία είναι ανυπολόγιστη, διότι με την ανακάλυψή τους έγινε παραδεκτό το περιοδικό σύστημα και ο πίνακας του Μεντελέγιεφ. Από το σύστημα αυτό, οι επιστήμονες μπόρεσαν να προχωρήσουν στο θέμα των ηλεκτρονίων και μετά στην ατομική ενέργεια.
