Известната таблица с елементи навършва 150 години през 2019 г. Ето как тя се е променила през цялата си история

Свързани новини

Периодичната таблица присъства по стените на почти всяка химическа лаборатория. Заслугата за тяхното създаване обикновено се присъжда на Дмитрий Менделеев, руски химик, който през 1869 Той написа всички известни елементи на карти (63 до този момент) и след това ги организира в колони и редове според техните химични и физични свойства. За да отпразнува 150-годишнината от този ключов момент за науката, ООН обяви 2019 г. за Международна година на Периодичната таблица .

останалите

Но периодичната таблица не започва с Менделеев. Преди него мнозина бяха опитвали свои собствени таблици с елементи. Десетилетия преди това, химикът Джон Далтън Той се опита да създаде таблица и някои интересни символи, за да идентифицира елементите, но изглежда не му хареса. Само няколко години преди Менделеев да седне с колода си самоделни карти, Джон Нюландс също създаде таблица, в която класифицира елементите според техните свойства.

Геният на Менделеев се крие в това, което той е оставил от диаграмата си. Той осъзна, че някои елементи не присъстват, тъй като тепърва трябваше да бъдат открити, така че там, където Далтън, Нюландс и други бяха изложили това, което беше известно, той остави място за неизвестното. Освен това той имаше способността да прогнозира, още по-удивително, свойствата на липсващите елементи.

Погледнете въпросителните знаци в таблицата точно над тези редове. Например до елемента "Към”(Алуминий) има място за неизвестен метал. Менделеев прогнозира, че потенциалното откритие ще има атомна маса 68, плътност шест грама на кубичен сантиметър и много ниска точка на топене. Шест години по-късно, Paul Émile Lecoq de Boisbaudran Той изолира галий, който се вписва идеално в подреденото пространство с атомна маса 69,7, плътност 5,9 g/cm³ и точка на топене толкова ниска, че става течност в ръката. Менделеев направи същото със скандий, германий и технеций (което беше открито едва през 1937 г., 30 години след смъртта на руския учен).

На пръв поглед масата на Менделеев не много като таблицата, с която сме запознати. Една от причините е, че съвременната периодична таблица съдържа няколко елемента, които Менделеев е пропуснал и за които не е оставил място, особено благородните газове (като хелий, неон и аргон). От друга страна, таблицата, произведена от руския химик, има различна организация от тази, която познаваме, в която сега поставяме елементи заедно в колони, подредени в редове.

Но ако таблицата на Менделеев се завърти на 90 градуса, приликата със съвременната версия е очевидна. Например, халогените флуор (F), хлор (Cl), бром (Br) и йод (I, представен в таблицата на Менделеев с буквата J) се появяват заедно. В момента те се намират в 17-та колона на таблицата или, както химиците предпочитат да го наричат, група 17.

Експерименталният период

Може да изглежда много малка стъпка, но години след постовете на Менделеев беше широко преживян с алтернативни дизайни за локализиране на различните елементи. Още преди масата да бъде установена в сегашното си устройство, имаше хора предполагащи някои странни и прекрасни обрати.

Особено поразителен пример е спиралата на Хайнрих Баумхауер, публикуван през 1870 г., в центъра на който е водородът. Елементите преминават през спиралата, докато атомната им маса се увеличава, а тези, които попадат върху всеки радиус на колелото, споделят свойства по същия начин, както елементите, които са в една и съща колона (или група) на съвременната периодична таблица. Не трябва да забравяме странния принос на Хенри Басет: маса във формата на странна камбана.

В началото на 20-ти век обаче таблицата възприе хоризонталния формат, който всички познаваме, с изненадващо модерната версия Хайнрих Вернер проектиран през 1905 г. За първи път благородни газове се появяват в сегашното си положение, най-вдясно на масата. Вернер се опита да имитира предположенията на Менделеев, като остави празни пространства, но той отиде твърде далеч в своите прогнози: той предположи, че ще се появят елементи, по-леки от водорода и ще се появи такъв, който ще заеме мястото си между водорода и хелия. Разбира се, нито един от елементите, на които се осмели Вернер, не съществува.

Въпреки модерния външен вид на дъската, все пак бяха извършени някои необходими модификации. Справедливо е да се разгледа версията на Чарлз Жанет като най-влиятелната. Като използва физически подход, той използва наскоро открита квантова теория по онова време, за да създаде дизайн, базиран на електронни конфигурации. Резултатът беше таблица с ляво стъпало, която все още е предпочитана от много физици днес. Интересното е, че и Джанет оставено място за до 120 артикула, въпреки факта, че по това време са били известни само 92. В момента имаме доказателства за съществуването на 118 елемента.

Окончателният дизайн

Модерната таблица е пряко развитие на версията на Джанет. The алкални метали (групата, покрита с литий) и алкалоземните метали (покрити с берилий) бяха изместени от крайното дясно наляво, създавайки периодична таблица с много удължена форма. Проблемът с този формат е, че той не се побира на страница или плакат, така че поради естетически причини елементите на блок f обикновено се изрязват и депонират под основната маса. Ето как стигнахме до таблица, каквато я познаваме понастоящем.

Това не означава, че хората не са експериментирали с други възможни дизайни, често в опит да подчертаят корелациите между елементите, които не са очевидни в конвенционалната таблица. Те съществуват буквално, стотици вариации (Можете да проверите базата данни на Mark Leach, за да проверите), като най-популярните са тези под формата на спирала или 3D, без да забравяме най-много иронично.

Какво ще кажете за моето сливане на два емблематични дизайна? Масата на Менделеев и лондонската подземна карта на Хенри Бек!

Има шеметно разнообразие от имитации, които се стремят да дадат научно усещане за категоризацията на каквото и да било, от бира до герои от Дисни, до любимата ми: тази, която описва и организира „ирационални глупости”. Тези забавни примери служат, за да покажат, че периодичната таблица на елементите се е превърнала в един от емблематични научни символи.

Марк Лорч е професор по научна комуникация и химия в университета в Хъл

Тази статия първоначално е публикувана на английски в The Conversation