Дмитро Менделєєв відкрив Періодичну систему елементів - знання
Актуальні новини в Süddeutsche Zeitung
Панель приладів
економіка
Мюнхен
Культура
суспільство
Знання
Періодична система стихій: Коли виник Світовий порядок
Російський хімік Дмитро Менделєєв відкрив періодичну систему елементів 150 років тому. Його найбільшим досягненням була мужність залишити прогалини.
Рідко трапляється, що хтось створює історію, не роблячи чогось. Але Дмитру Менделєєву це вдалося: російський хімік, якому нібито стригали волосся та бороду стригучі овець лише раз на рік, представив систему класифікації в 1869 році, в якій він відсортував усі відомі хімічні елементи відповідно до їх зростаючої атомної ваги. Деякі люди до нього пробували це, але Менделєєв залишав у своєму столі прогалини, де він підозрював інші хімічні елементи, які на той час ще були невідомі. Коли ці речовини були знайдені через кілька років, російський спосіб сортування підтвердився. Тому ООН цього року оголосила Ювілейним роком хімії, "Міжнародним роком Періодичної системи хімічних елементів", або, простіше кажучи: # IYPT2019.
Історію відкриття Менделєєва часто розповідають наступним чином: нібито пристрасний адвокат, як кажуть, передав хімічні символи та атомні ваги всіх 63 відомих на той час елементів на окремі картки, а потім штовхав їх до тих пір, поки те, що було перед ним, не було тим, що зараз є першою версією Періодичної системи елементів відзначається в книгах історії. Згідно з легендою, він вирішив одну з найважливіших ідей однієї ночі уві сні.
Як і багато красивих історій, і ця, мабуть, не відповідає дійсності. Хімік і філософ науки Ерік Сцеррі, який написав кілька книг на таблиці Менделєєва, сумнівається в цій легенді, оскільки таких карт не було в маєтку Менделєєва. Але з того моменту, коли він зрозумів, що, швидше за все, він стане відомим, Сцеррі кілька років тому написав, що тримав все прискіпливо. Про цю манію збирання свідчить запрошення від сирника, на задній частині якого Менделєєв писав обчислення атомних ваг. Зараз документ знаходиться в музеї в Санкт-Петербурзі, де тривалий час жив відкривач хімічного світового порядку.
6 березня 1869 року Менделєєв представив свою систему на з'їзді Російського хімічного товариства. Назва: "Залежність хімічних властивостей елементів від атомної ваги". Власне кажучи, його він представив своїм вихованцем Миколою Олександровичем Меншуткіним. Сам Дмитро Менделєєв того вечора не зміг бути присутнім на засіданні.
Незабаром після цього його ідея з’явилася в російському торговому журналі, а також у німецькому Журнал хімії. У ній він серед іншого писав: "Розмір атомної ваги визначає властивості елемента" і "Найпоширеніші в природі елементи мають малу атомну вагу". Крім того, можна передбачити відкриття багатьох нових елементів. Все це слід підтвердити пізніше.
Періодична система елементів, безумовно, є одним з найважливіших наукових досягнень. І це яскравий приклад того, як працює наука. Тому що система Менделєєва була не першою спробою створити порядок у світі речей. Він спирався на роботу незліченних дослідників до нього.
Більше 2000 років тому філософи вже думали про склад речовини. Арістотель дивувався, скільки разів можна поділити шматок золота, перш ніж він втратить свої особливі властивості. Як і грецький філософ Левкипп до нього, він припускав, що все складається з найменших базових одиниць. Учень Лейкіпа Демокріт винайшов цей термін átomos, що можна перекласти як "те, що не можна розрізати". Англійський хімік Джон Далтон знову прийняв цей термін на початку XIX століття, коли він визнав, що хімічні елементи завжди реагують один з одним в абсолютно однаковому ваговому співвідношенні. Наприклад, 100 грамів вуглецю, або коротше C, реагують зі 133 грамами кисню (O), утворюючи оксид вуглецю (CO), теоретично, не залишаючи жодної з двох речовин. Якщо до реакції додати подвійну кількість кисню, утворюється вуглекислий газ (CO₂).
Відкрити малюнок на новій сторінці
Дмитро Іванович Менделєєв народився 27 січня 1834 року в Тобольську на схід від Уралу. Він був наймолодшим із 14 дітей у родині. Той факт, що його наукові досягнення не були відразу визнані, можливо, також був зумовлений його поведінкою. Кажуть, що його спалахи гніву були вражаючими. Кажуть, що йому бороду та волосся підстригали лише раз на рік. Він був одружений двічі, мав кілька дітей і помер 20 січня 1907 року в Санкт-Петербурзі.
(Фото: imago/United Archives Internatio)
Найпростіше пояснення такої поведінки, постулював Далтон, полягає в тому, що кожен хімічний елемент складається з найменших основних будівельних блоків, які завжди утворюють зв’язки між собою в однаковому числовому співвідношенні. У своїй атомній теорії він визначив атом як найменшу одиницю речовини і вважав, що його не можна розщеплювати далі. Але він помилявся.
Між Лейкіппом і Далтоном лежало кілька століть алхімії, представники якої переслідували різні ідеї. Наприклад, теорія сірки та ртуті вважала, що всі речі складаються з чотирьох основних елементів вогню, води, землі та повітря, які поєднуються, утворюючи "принципи" сірки та ртуті. У цій уяві різні суміші цих гіпотетичних речовин повинні стати металами, які були відомі на той час. Швейцарський медичний реформатор Парацельс взявся за цю концепцію в 16 столітті і додав у своєму підручнику "Opus Paramirum"додати сіль.
До цих часів Французької революції ці ідеї мало що змінювались, незрозумілі з сьогоднішньої точки зору. У 1789 році французький хімік Антуан Лоран де Лавуазьє подбав про себе, щоб скласти список усіх 33 відомих на той час хімічних елементів. Золото, залізо та сірка були відомі людям з давніх часів, тоді як інші елементи, такі як марганець та вольфрам, були відкриті лише нещодавно. Лише 23 з них витримали подальший контроль, але це був перший крок у розгадуванні порядку речей.
У наступні роки хіміки відкрили численні нові елементи. Натрій і калій були додані до списку в 1807 році, за ними йшли магній, стронцій, барій, кальцій і бор в наступному році, а до 1825 року йод, кадмій, селен, літій і кремній, алюміній і бром.
Англійський хімік майже випередив російського
У середині цієї фази буму підготовлений фармацевт і друг Гете Йоганн Вольфганг Деберейнер помітив у 1816 р., Що барій, стронцій і кальцій схожі за своїми властивостями, і відсортував їх у групу, яку він назвав "тріадою". Незабаром він знайшов більше груп з трьох осіб, і, наприклад, упакував хлор, бром та йод. Він першим помітив, що, здається, існує якийсь хімічний взаємозв'язок між елементами. У 1829 р. Він опублікував свою версію системи класифікації хімічних елементів. До того часу не було рідкістю просто організувати елементи відповідно до кольору, провідності або їх теплових властивостей.
У 1864 році англійський хімік Джон Ньюлендс майже очікував проекту Менделєєва. Він визнав, що хімічні властивості елементів повторюються в кожному восьмому положенні, якщо їх сортувати за їх масою. Спираючись на нотну нотацію, він назвав своє відкриття законом октави - і за це над ним сміялися колеги.
Одночасно з Менделєєвим німець Лотар Майер розробив майже ідентичну систему. Той факт, що роботи Менделєєва будуть відзначати цього року, - це не просто несправедливість історії. Свій стіл росіянина також спочатку ставили під сумнів його колеги; прогалини, які він залишив, трактувались як слабкість його гіпотези.
Однак у 1871 році Менделєєв опублікував перероблену версію своєї системи. Він залишив у ньому порожні місця. Нарешті, він сказав заздалегідь елементи, які повинні бути в цих місцях, і описав їх властивості. Він назвав їх ека-алюміній, ека-бор і ека-кремній через хімічне відношення, яке він припускав до відомих речовин. Подальше відкриття елементів, відомих сьогодні як галій, скандій та германій, замовчувало його критиків.
Інфографіка: Сара Шольц
Дослідження: Ганно Харізій, Крістіан Вебер