Het periodiek systeem is een icoon van de wetenschap geworden. De rijen en kolommen bieden een nette manier om de elementen te presenteren - de ingrediënten waaruit het universum bestaat.

Het lijkt vandaag duidelijk, maar het was niet voor generaties vroege chemici. Dat veranderde toen Dmitri Mendelejev een leerboek begon te schrijven en nadacht over manieren om de elementen te groeperen om zijn last te verlichten.

De Russische chemicus ontdekte een elegant en krachtig patroon:hij herkende dat bepaalde elementen vergelijkbare eigenschappen vertoonden, en dat deze eigenschappen regelmatig of periodiek varieerden met toenemend atoomgewicht.

Dus op 17 februari 1869 (volgens de Juliaanse kalender die destijds in Rusland werd gebruikt), Mendelejev publiceerde een kaart van de 60-tal elementen die toen bekend waren, gesorteerd op gewicht en eigenschappen. Hij noemde het "Een poging tot een systeem van elementen, Gebaseerd op hun atoomgewicht en chemische affiniteit."

Het wordt beschouwd als een van de grootste wetenschappelijke bijdragen aller tijden.

Daarom vieren de Verenigde Naties en de International Union of Pure and Applied Chemistry de 150ste verjaardag van het periodiek systeem van Mendelejev. Dinsdag begonnen de festiviteiten in Parijs.

Het journaal Wetenschap markeert de gelegenheid met een speciale uitgave over de tafel, met een essay over de oorsprong ervan door Michael Gordin, een wetenschapshistoricus aan de Princeton University. Gordin sprak met de Los Angeles Times over de uitvinding van Mendelejev en de wetenschappelijke erfenis ervan.

Vraag:Waarom bestaat het periodiek systeem al 150 jaar?

A:Het is een geweldige tool die een enorme hoeveelheid informatie in één formaat kan comprimeren. Het is een van de eerste dingen die mensen leren over scheikunde. Het staat in elk leerboek. Het hangt aan de muur van vrijwel elk scheikundelokaal ter wereld.

V:Hoe is het ontstaan?

A:Dmitri Mendelejev was een leerboek aan het schrijven toen hij op het idee kwam. Het was een schema dat hij samenstelde om de elementen in families te helpen organiseren, zodat hij geen tijd hoefde te besteden aan het afzonderlijk doen van elk element.

V:Hoe werkte het?

A:De tabel is georganiseerd door het atoomgewicht te verhogen, maar opgedeeld in rijen. Toen Mendelejev dat deed, hij zag dat bepaalde elementen zeer vergelijkbare eigenschappen hebben - ze vormen zuren die dezelfde sterkte hebben, ze vormen kristallen die er hetzelfde uitzien.

Dus, naast het verhogen van het atoomgewicht, hij zag dat er een ander patroon is dat zich herhaalt. Hij is degene die de term 'periodiek' heeft uitgevonden.

V:Realiseerde hij zich dat hij iets groots op het spoor was?

A:Ik denk dat hij een patroon zag dat een van twee dingen zou kunnen zijn. Is het gewoon een handig leermiddel, of is het een diep patroon in de natuur? Hij zag het van twee kanten.

Overuren, hij raakte er meer van overtuigd dat hij een natuurwet had ontdekt. Dat is normaal voor wetenschappelijke bevindingen - als je voor het eerst iets voorstelt, je weet nog niet dat het waar is.

Vraag:Zou je zeggen dat Mendelejev het moderne periodiek systeem "ontdekte"?

A:Ik zeg meestal dat Mendelejev de tafel heeft bedacht of uitgevonden. De reden dat ik niet zeg ontdekt te zijn, is dat het niet is alsof het een rots of een berg is. Het is een reeks relaties tussen dingen die op rotsen of bergen lijken.

Vraag:Maar hij was niet de enige chemicus die 150 jaar geleden aan een tafel werkte, was hij?

A:Dat klopt. Er waren zes verschillende formuleringen van de tafel in de jaren 1860.

Vraag:Wat onderscheidt zijn tafel?

A:Het eerste is dat Mendelejev alle elementen doet. Eerdere mensen hadden veel of de meeste, maar ze hadden ze niet allemaal gedaan omdat ze niet zeker waren van de atoomgewichten. Mendelejev deed gissingen over hun gewicht om ze in de tabel te passen.

Het tweede is dat hij het bestaan ​​van nieuwe elementen voorspelde. Wanneer die elementen worden ontdekt, zijn tafel valt op.

De derde reden is dat hij er tijdens zijn leven erg op aandrong dat hij de eer verdiende voor het periodiek systeem.

V:Laten we even teruggaan. Hoe voorspelde Mendelejev het bestaan ​​van onontdekte elementen?

A:Er zijn verschillende hypothesen van historici omdat hij zijn denkproces niet heeft opgeschreven.

Toen Mendelejev elementen met vergelijkbare eigenschappen in kolommen begon te rangschikken, hij merkte dat in sommige plaatsen, een element leek op de verkeerde plaats te staan ​​en zou één kolom moeten zijn. Toen hij het verplaatste, alles is gelukt. Maar dan is er een leeg gat. En hij is als, "OKE, hoe leg ik uit wat er in het gat zit?"

V:En hoe heeft hij het uitgelegd?

A:Hij zei, "We zullen, zijn atoomgewicht zou ongeveer dit moeten zijn, omdat ik het gemiddelde kan nemen van de elementen eromheen en het kan raden." En hij zei:"Ik weet wat zijn kristalstructuur zou moeten zijn. En ik weet iets over wat voor soort zuren het zou vormen, omdat het die eigenschappen heeft van de elementen erboven en eronder."

Binnen 15 jaar, drie van de elementen die hij in detail voorspelde werden ontdekt. En ze hadden precies de eigenschappen die hij zei dat ze zouden hebben.

Vraag:Dus andere chemici deden geen voorspellingen?

A:Andere mensen herkenden dat er een patroon was. Maar ze gissen niet naar de eigenschappen van de elementen.

De belangrijkste concurrent van Mendelejev is de Duitser Lothar Meyer. Meyer maakte een paar versies van een soortgelijke tafel in de jaren 1860, maar hij deed nooit voorspellingen. Hij vond het roekeloos om te raden. Hij is als, "Chemici zouden dat niet moeten doen, omdat we nog niet genoeg weten."

Vraag:Wat gebeurde er in de jaren 1860 waardoor iedereen op het idee kwam om tabellen van de elementen te maken?

een:vandaag, het periodiek systeem is georganiseerd op atoomnummer, dat is het aantal protonen in de kern. Maar ze wisten toen nog niets van protonen, dus organiseerden ze alles op atoomgewicht. Ze hadden wat ze dachten dat nauwkeurige atoomgewichten waren voor alle elementen, maar sommige van die gewichten werden gemeten door verschillende systemen.

Vervolgens, in 1860, er was een internationale bijeenkomst van scheikundigen in Duitsland. Mendelejev was daar toevallig omdat hij in de buurt studeerde. Ze stellen een uniforme manier voor om de atoomgewichten te organiseren, en als ze dat doen, ze corrigeren een hele reeks atoomgewichten.

Binnen een jaar of twee, mensen begonnen deze patronen te zien.

V:Waren er eerdere pogingen om de elementen te organiseren?

een:Ja. Een methode was alfabetisch, wat heel gebruikelijk was.

De andere georganiseerde elementen door hun vermogen om samen te binden. Dus je zou een tabel maken en zeggen:zwavel bindt zich heel goed met dit en dit en dit, in deze volgorde. Ze zien eruit als periodieke tabellen, maar ze zijn totaal verschillend. Ze noemen niet alle elementen, en dingen verschijnen meerdere keren.

Vraag:Weten we wat voor soort man Mendelejev was?

A:We weten eigenlijk veel over hem. Hij werd geboren in een Siberische stad genaamd Tobolsk, die bijna in het exacte centrum van Rusland ligt. Hij belandde in St. Petersburg voor het onderwijs, en hij bleef daar het grootste deel van zijn leven - hij doceerde aan de Universiteit van St. Petersburg - maar reisde veel.

Hij was erg luidruchtig, soort van grappig, snel zijn geduld verliezen, maar ook duidelijk heel charismatisch en boeiend. Hij was ook zeer politiek actief. Hij heeft veel in de kranten gestaan.

Nadat hij klaar was met tafelen, hij besloot dat hij al zijn post en al zijn brieven zou gaan bewaren omdat hij wist dat hij beroemd zou worden. Hij is het soort persoon dat om zijn nalatenschap gaf en heel goed over zichzelf dacht.

V:Is hij tijdens zijn leven beroemd geworden?

een:Ja. Hij doet de tafel als hij 35 is, in 1869, en hij leeft tot 1907. De tafel wordt in de loop van zijn leven steeds belangrijker in de scheikunde, dus hij wordt internationaal bekend.

Vraag:Wetenschappers begrepen atomen pas echt nadat Mendelejev stierf. Hoe heeft dat de tabel veranderd?

A:We ordenen nu de tabel op basis van de kwantumtheorie - op de posities die de elektronen in de buitenste schil van een atoom hebben. Dat verklaart hun chemische eigenschappen, want de elektronen bepalen hoe ze zich binden met andere elementen.

Mendelejev wist daar niets van. Het elektron werd ontdekt in 1897, en hij hield niet van dat idee. Hij hield niet van veel van deze nieuwe ideeën. Toen mensen nieuwe dingen ontdekten die hij niet op tafel kon leggen, hij raakte erg gefrustreerd. Het zat hem dwars.

Maar later, Niels Bohr, de Deense natuurkundige, een van de architecten van de kwantumtheorie, publiceerde een zeer interessante versie van het periodiek systeem waarin de inzichten van de kwantumvisie van het atoom zijn verwerkt om te helpen verklaren hoe het systeem werkt. Het bracht degenen tot zwijgen die dachten dat de tafel slechts een gok was.

Vraag:Wat is er nog meer veranderd in de afgelopen 150 jaar?

A:Al deze nieuwe elementen die zijn ontdekt, de zeer zware elementen. Ze zijn voornamelijk het resultaat van het gebruik van versnellers en dergelijke om ze te maken. Ze leven voor een zeer korte tijd - microseconden. Maar het invullen van de tabel heeft ons veel geleerd over hoe de kernen van deze atomen werken.

We begrijpen nu waarom er zoveel kolommen in de tabel staan ​​als er zijn, en hoeveel rijen we naar beneden kunnen gaan voordat het atoom te onstabiel wordt. We hebben nu een tabel zonder gaten, en dat geeft ons een echt gevoel van begrip van de natuur.

Vraag:Is de tabel nu compleet?

A:Ik weet zeker dat iemand zal proberen nieuwe elementen te maken, zodat je meer rijen kunt bouwen. Maar de vraag of het de investering waard is voor de hoeveelheid kennis die we krijgen, is een vraag die wetenschappers en politici zouden moeten beantwoorden. Het is niet mijn zaak om te beslissen.

Vraag:Is er iets aan het moderne periodiek systeem dat Mendelejev zou hebben verrast?

A:Ik denk dat hij echt verbaasd zou zijn geweest over hoe zwaar de elementen kunnen worden, dat we tot 118 zijn gekomen.

Maar ik denk dat hij heel blij zou zijn geweest dat de tafel nog steeds alomtegenwoordig is - dat dit ding dat hij deed er nog steeds is.

©2019 Los Angeles Times
Gedistribueerd door Tribune Content Agency, LLC.