Dmitrij Mendelejev objavil Periodickú tabuľku prvkov - vedomosti
Aktuálne správy v Süddeutsche Zeitung
Dashboard
ekonomiky
Mníchov
Kultúra
spoločnosti
Vedomosti
Periodická tabuľka prvkov: Keď vznikol rád sveta
Ruský chemik Dmitrij Mendelejev objavil periodickú tabuľku prvkov pred 150 rokmi. Jeho najväčším úspechom bola odvaha nechať medzery.
Málokedy sa stane, že by sa niekto do histórie zapísal tým, že niečo neurobí. Ale Dmitrij Mendelejev to dokázal.Ruský chemik, ktorý si údajne nechával strihať vlasy a fúzy strihačom oviec iba raz ročne, predstavil v roku 1869 klasifikačný systém, v ktorom roztriedil všetky známe chemické prvky podľa ich zvyšujúcej sa atómovej hmotnosti. Niektorí ľudia pred ním to skúsili, ale Mendelejev nechal v stole medzery, kde mal podozrenie na ďalšie chemické prvky, ktoré v tom čase ešte neboli známe. Keď sa o niekoľko rokov našli tieto látky, potvrdil sa Rusov spôsob triedenia. Preto Organizácia Spojených národov vyhlásila tento rok Jubilejný rok chémie, „Medzinárodný rok periodickej tabuľky chemických prvkov“, alebo zjednodušene: # IYPT2019.
Príbeh Mendelejevovho objavu sa často rozpráva takto: Údajne vášnivý právny zástupca údajne preniesol chemické symboly a atómové hmotnosti všetkých 63 v tom čase známych prvkov na jednotlivé karty a potom ich pretláčal, až kým nebolo pred ním to, čo je teraz prvou verziou Periodickej tabuľky prvkov je oslavovaný v historických knihách. Podľa legendy mal jednu noc vo sne zásadnú myšlienku.
Ako mnoho krásnych príbehov, ani tento pravdepodobne nie je pravdivý. Chemik a filozof vedy Eric Scerri, ktorý o periodickej tabuľke napísal niekoľko kníh, má o tejto legende pochybnosti, pretože také mapy sa v Mendelejevovom panstve neobjavili. Ale od okamihu, keď si uvedomil, že sa pravdepodobne stane slávnym, Scerri pred niekoľkými rokmi napísal, že všetko starostlivo dodržiava. O tejto mánii zbierania svedčí okrem iného aj pozvánka od syrárne, ktorej zadná strana Mendelejev načmáral výpočty atómových hmotností. Dokument sa teraz nachádza v múzeu v Petrohrade, kde dlho žil objaviteľ svetového chemického poriadku.
6. marca 1869 Mendelejev predstavil svoj systém na kongrese Ruskej chemickej spoločnosti. Názov: „Závislosť chemických vlastností prvkov od atómovej hmotnosti“. Striktne povedané, nechal ho predstaviť svojmu žiakovi Nikolajovi Alexandrovičovi Menshutkinovi. Sám Dmitrij Mendelejev sa toho večera nemohol zúčastniť stretnutia.
Krátko nato sa jeho nápad objavil v ruskom obchodnom vestníku a tiež v nemeckom Journal of Chemistry. V ňom okrem iného napísal: „Veľkosť atómovej hmotnosti určuje vlastnosti prvku“ a „Najbežnejšie prvky v prírode majú malé atómové hmotnosti“. Okrem toho možno predpokladať objav mnohých nových prvkov. To všetko by malo byť potvrdené neskôr.
Periodická tabuľka prvkov je určite jedným z najdôležitejších vedeckých úspechov. A je to ukážkový príklad toho, ako funguje veda. Pretože Mendelejevov systém nebol prvým pokusom o vytvorenie poriadku vo svete vecí. Nadviazal na prácu nespočetných výskumníkov pred ním.
Pred viac ako 2000 rokmi už filozofi uvažovali o zložení hmoty. Aristoteles sa čudoval, koľkokrát sa dá kúsok zlata rozdeliť, kým stratí svoje špeciálne vlastnosti. Rovnako ako grécky filozof Leukippus pred ním, aj on predpokladal, že všetko sa skladá z najmenších základných jednotiek. Termín vymyslel žiak Leukippus Democritus átomos, čo sa dá preložiť ako „to, čo sa nedá rozrezať“. Anglický chemik John Dalton sa tohto pojmu ujal opäť na začiatku 19. storočia po tom, čo zistil, že chemické prvky medzi sebou reagujú vždy v presne rovnakom hmotnostnom pomere. Napríklad 100 gramov uhlíka, alebo skrátene C, reaguje so 133 gramami kyslíka (O) za vzniku oxidu uhoľnatého (CO), teoreticky bez toho, aby z nich zostala ktorákoľvek z týchto dvoch látok. Ak do reakcie pridáte dvojnásobné množstvo kyslíka, vytvorí sa oxid uhličitý (CO₂).
Otvoriť obrázok na novej stránke
Dmitrij Ivanovič Mendelejev sa narodil 27. januára 1834 v Tobolsku východne od pohoria Ural. Bol najmladším zo 14 detí v rodine. Skutočnosť, že jeho vedecké výsledky neboli okamžite rozpoznané, mohla byť spôsobená aj jeho vystupovaním. Jeho výbuchy hnevu boli vraj pôsobivé. Bradu a vlasy si vraj nechal strihať iba raz ročne. Bol dvakrát ženatý, mal niekoľko detí a zomrel 20. januára 1907 v Petrohrade.
(Foto: imago/United Archives Internatio)
Dalton predpokladal, že najjednoduchším vysvetlením tohto správania je, že každý chemický prvok pozostáva z najmenších základných stavebných prvkov, ktoré vždy vytvárajú medzi sebou väzby v rovnakom číselnom pomere. Vo svojej atómovej teórii definoval atóm ako najmenšiu jednotku hmoty a veril, že sa už nedá ďalej rozložiť. Ale mýlil sa.
Medzi Leukippom a Daltonom ležalo niekoľko storočí alchýmie, ktorej predstavitelia sledovali rôzne myšlienky. Teória síry a ortuti napríklad usúdila, že všetky veci sa skladajú zo štyroch základných prvkov oheň, voda, zem a vzduch, ktoré dohromady vytvárajú „princípy“ síry a ortuti. V tejto predstavivosti by sa rôzne zmesi týchto hypotetických látok mali stať kovmi, ktoré boli v tom čase známe. Švajčiarsky reformátor medicíny Paracelsus sa tejto koncepcie ujal v 16. storočí a do svojej učebnice pridal „Opus Paramirum„pridajte soľ.
O týchto myšlienkach, z dnešného pohľadu nejasných, sa až do doby francúzskej revolúcie nezmenilo veľa. V roku 1789 sa francúzsky chemik Antoine Laurent de Lavoisier pokúsil zostaviť zoznam všetkých 33 v tom čase známych chemických prvkov. Zlato, železo a síra boli ľuďom známe už v staroveku, zatiaľ čo ďalšie prvky ako mangán a volfrám boli objavené iba nedávno. Iba 23 z nich odolalo neskoršej kontrole, bol to však prvý krok k rozuzleniu poriadku.
V nasledujúcich rokoch chemici objavili množstvo nových prvkov. Sodík a draslík boli na zoznam pridané v roku 1807, nasledovali v nasledujúcom roku horčík, stroncium, bárium, vápnik a bór a do roku 1825 jód, kadmium, selén, lítium a kremík, hliník a bróm.
Anglický chemik takmer predbehol ruského
Uprostred tejto fázy rozmachu si vyškolený farmaceut a Goetheho priateľ Johann Wolfgang Döbereiner v roku 1816 všimli, že bárium, stroncium a vápnik majú podobné vlastnosti, a roztriedili ich do skupiny, ktorú nazval „triáda“. Čoskoro našiel ďalšie tri skupiny a napríklad zbalil chlór, bróm a jód. Ako prvý si všimol, že sa zdá, že medzi prvkami existuje určitý druh chemického vzťahu. V roku 1829 zverejnil svoju verziu klasifikačného systému chemických prvkov. Do tej doby nebolo neobvyklé jednoducho usporiadať prvky podľa farby, vodivosti alebo ich tepelných vlastností.
V roku 1864 anglický chemik John Newlands takmer očakával Mendelejevov návrh. Poznal, že chemické vlastnosti prvkov sa opakujú na každej ôsmej pozícii, ak sú zoradené podľa ich hmotnosti. Na základe hudobného zápisu nazval svoj objav zákonom oktávy - kolegovia sa mu za to smiali.
V rovnakom čase ako Mendelejev vyvinul Nemec Lothar Meyer takmer identický systém. Skutočnosť, že Mendelejevovo dielo sa bude tento rok oslavovať, nie je len nespravodlivosťou histórie. Ruský stôl tiež spočiatku spochybňovali jeho kolegovia; medzery, ktoré mu zostali, sa interpretovali ako slabina jeho hypotézy.
V roku 1871 však Mendelejev zverejnil prepracovanú verziu svojho systému. Nechal v ňom prázdne miesta. Nakoniec povedal prvky, ktoré by sa na týchto miestach mali nachádzať vopred, a popísal ich vlastnosti. Nazval ich eka-hliník, eka-bór a eka-kremík kvôli chemickému vzťahu, ktorý predpokladal k známym látkam. Následný objav prvkov, ktoré sú dnes známe ako gálium, škandium a germánium, jeho kritikov umlčal.
Infografika: Sara Scholz
Výskum: Hanno Charisius, Christian Weber