Kako je nastao Periodni sistem elemenata?

Foto: Famousinventors

Šta je odlika velikog naučnika? Dobri naučnici otkrivaju nove informacije, nalaze smisao u njima i povezuju sa drugim informacijama. Mogu da daju i objašnjenje ovih informacija koje će drugi naučnici prihvatiti kao tačno objašnjenje, iako možda ne odmah.

Pa ipak, dobar naučnik ide dalje i predviđa posledice svojih ideja koje mogu da se testiraju. Ova odvažnost označava velike naučnike, ako se predviđanja ispostave tačnim. Jedan takav naučnik je ruski hemičar Dmitrij Mendeljejev.

Stvaralac Periodnog sistema elemenata

Drugi poput Džona Njulendsa, Aleksandra Begujera de Šankortua i Džulijusa Lotara Majera dali su doprinos prvom Periodnom sistemu elemenata, ali većinska zasluga ide Mendeljejevu. Njima je od velike pomoći bilo objavljivanje tačnijih atomskih težina (tadašnji naziv za relativnu atomsku masu) 1860. godine. Postojala su dva glavna problema u obrazovanju šeme elemenata. Isprva je pronađeno samo 60 elemenata (danas se zna za preko 100), a za neke od njih se ispostavilo da informacije nisu tačne. To je bilo kao da je Mendeljejev sklapao slagalicu gde je trećina delova nedostajala, a druge dve trećine bile savijene!

Mendeljejev je napisao kvalitete elemenata na karticama i po priči, organizovao ih je po rastućoj atomskoj težini i shvatio da se određeni tipovi elemenata redovno javljaju. Na primer, iza reaktivnih nemetala slede veoma reaktivni laki metali, a zatim manje reaktivni laki metali.

Ubrzo nakon toga, njegove ideje su predstavljene ruskom Fizičko-hemijskom Društvu. Profesor Menšutkin ih je predstavio, jer je Mendeljejev bio bolestan. Njegove ideje su nakon toga objavljene u jednom od najčitanijih hemijskih časopisa tog vremena, Zeitschrift fϋr Chemie.

Koje su bile posebne odlike Mendeljejevog Periodičnog sistema elemenata? Zašto se Mendeljejev smatra ocem Periodnog sistema elemenata, dok se drugi poput Njulandsa, Majera i De Šankortua smatraju drugorazrednim? On je prvi poređao elemente na tabli. U nekim slučajevima, drugi su pogrešno izračunali relativnu atomsku masu. Ispravljanjem relativne atomske mase, on bi stavio element na pravo mesto. U to vreme, relativna atomska masa (tadašnje ime bilo joj je atomska težina) merena je korišćenjem sledeće formule:

atomska težina = ekvivalenta težina x valentnost

Kombinovanje (ili ekvivalentne) težine su obično bile tačne, ali ponekad bi elementu bila dodeljena pogrešna valentnost. Tako je berilijumu, sa težinom 4.6, data valentnost 3 jer je hemijski bio sličan aluminijumu. Ovo je rezultiralo atomskom težinom od 13.8, što je berilijum stavilo između ugljenika i azota, iako mu tu nije bilo mesto. Mendeljejev je rekao da mu je valentnost 2 i problem je na taj način rešen – berilijum stavljen između litijuma i bora.

Mendeljejev bi ponekad odlučio da je atomska težina netačna, jer su se elementi pojavljivali na pogrešnim mestima. Na primer, on je stavio telur pre joda, iako je njegova atomska težina znatno veća, samo zbog toga što su odlike joda sličnije odlikama fluora, hlora, broma i telura nego odlikama kiseonika, sumpora i selena, pre nego obratno. Danas znamo da je atomski broj, a ne relativna atomska masa ta koja upravlja pozicijom elementa u Periodnom sistemu elemenata, ali u većini slučajeva oba imaju isti redosled.

Tačna predviđanja

Značaj Mendeljejeva nije bio samo u tome što je ostavio prostora za elemente koji još uvek nisu pronađeni, već je i predvideo odlike pet novih elemenata i njihovih legura. Izgledalo bi veoma budalasto da mu se predviđanja nisu ispunila, ali srećom po njega, tri elementa pronađena su u narednih 15 godina (tj. dok je još bio živ). Prvog je Mendeljejev nazvao eka-aluminijumom jer je bio prvi nakon aluminijuma (eka = 1 na sanskritu), a pronašao ga je u Parizu 1875. godine Pol Emil Lekok de Boasbodren koji ga je nazvao galijum prema latinskom nazivu za Francusku.

Mendeljejev je bio van sebe od sreće kada je čuo za njegove odlike koje su bile skoro identične njegovom eka-aluminijumu. Pa ipak, Boasbodrenova veličina za gustinu galijuma (4.9 g/cm3) razlikovala se od Mendeljejevog predviđanja. Mendeljejev je rekao Francuzu da proveri gustinu i na kraju se ispostavilo da je Mendeljejev bio u pravu!

U narednih 10 godina, Šveđanin Laš Nilson (1879) pronašao je skandijum, koji je Mendeljejev predvideo kao eka-bor, a Nemac Klemens Vinkler (1886) pronašao je germanijum, za koji se ispostavilo da je Mendeljejev eka-silikon. Ovi pronalasci doveli su do opšteg prihvatanja ruskog sistema, iako još dva elementa čije je postojanje Mendeljejev predvideo nisu pronađeni još 50 godina.

Jedna stvar koju Mendeljejev nije predvideo je pronalazak cele jedne grupe elemenata, plemenitih gasova, koje je u poslednjom deceniji 19. veka pronašao Skot Vilijam Remzi zajedno sa svojim kolegama. Mendeljejev je isprva bio razočaran, ali pre nego što je umro 1907. godine shvatio je da Remzijevi pronalasci nisu kontradiktorni sa sistemom, već ga dodatno dokazuju.

Remzi je primio Nobelovu nagradu za pronalazak pet elemenata. Mendeljejev nikada nije dobio tu čast. Pa ipak, jedan element sa atomskim brojem 101 nazvan je po njemu. Stvaralac Periodičnog sistema elemenata sigurno je zaslužio tako nešto.

Izvor: Royal Society of Chemistry

Prevela: Tanja Marić, iSerbia.rs