https://bodybydarwin.com
Slider Image

Ennen kausittaista taulukkoa oli kaaos

2020

elementit - jaksollinen taulukko - saumaton malli "

Seuraavassa katkelmassa "Mendelejevin unelma: Elementtien etsintä" -kirjailija Paul Strathern kuvaa kemian tilaa vuosina, jotka johtivat Dmitri Mendelejevin keksintöön modernista jaksotaulusta.

18-18-luvulla useita elementtejä löydettiin melkein joka vuosikymmen. Tämä uusien elementtien runsaus, jolla on jatkuvasti laajeneva ominaisuusvalikoima, alkoi pian herättää kysymyksiä. Juuri kuinka monta elementtiä siellä oli? Oliko suurin osa heistä jo löydetty? Vai osoittautuisivatko kenties lukemattomat elementit? Tämä johti pian perusteellisempiin spekulaatioihin. Jotenkin kaikkien näiden elementtien joukossa on oltava jonkinlainen perustavanlaatuinen järjestys. Dalton oli huomannut, että kunkin elementin atomilla oli eri paino - mutta varmasti sen piti olla enemmän kuin tämä? Berzelius oli huomannut, että elementeillä näytti olevan erilainen sähköinen affiniteetti. Samoin näytti olevan ryhmiä erityyppisiä alkuaineita, joilla on samanlaiset ominaisuudet - korroosiota kestävät metallit (kuten kulta, hopea ja platina), palavat alkalimetallit (kuten kalium ja natrium), värittömät, hajuttomat kaasut (kuten vety ja happea) ja niin edelleen. Onko mahdollista, että kaiken tämän takana oli jonkinlainen perustavanlaatuinen rakenne?

Kemia oli saavuttanut tieteellisen asemansa ja jatkuvan menestyksensä suurelta osin kokeilun avulla, ja tällaista teoreettista ajattelua pidettiin parhaimmillaan pelkkänä keinotteluna. Miksi elementtien välillä pitäisi olla jonkinlainen järjestys? Loppujen lopuksi sellaisesta asiasta ei ollut todellista näyttöä? Mutta järjestyksen raivo on ihmisen perusominaisuus, ei vähiten tutkijoiden keskuudessa. Ja nämä spekuloinnit alkoivat lopulta löytää tukea, jos vain todisteiden jäljennöksistä.

Ensimmäinen niistä tuli Jenan yliopiston kemian professorilta Johan Dobereinerilta. Dobereiner oli valmentajan poika ja oli suurelta osin itsekoulutettu. Hän onnistui saamaan farmaseutin tehtävän ja osallistui innokkaasti säännöllisiin paikallisiin tieteen luentoihin. Vuonna 1829 hän huomasi, että äskettäin löydetyllä bromilla oli ominaisuuksia, jotka näyttivät olevan kloorin ja jodin valinnan välissä. Paitsi, että sen atomipaino oli tarkalleen puolivälissä näiden kahden alkuaineen välillä.

Dobereiner alkoi tutkia tunnettujen alkuaineiden luetteloa, tallentaa niiden ominaisuudet ja atomipainot, ja löysi lopulta kaksi muuta ryhmää elementtejä, joilla oli sama kuvio.

Strontium makaa puolivälissä (atomipaino, väri, ominaisuudet ja reaktiivisuus) kalsiumin ja bariumin välillä; ja seleeni voitaisiin sijoittaa samalla tavalla rikin ja telluurin väliin. Dobereiner nimitti nämä ryhmät kolmikokoisiksi ja aloitti laajan etsinnän elementeistä lisäesimerkkejä varten, mutta ei löytänyt enempää. Dobereinerin "kolmilaki" näytti soveltuvan vain yhdeksään viidestäkymmenestä neljästä tunnetusta tekijästä, ja hänen aikakautensa hylkäsivät sen pelkkänä sattumana.

Ja niin se toistaiseksi oli. Kemia oli kärsinyt tarpeeksi virheellisistä teorioista (neljä elementtiä, phlogiston jne.). Tie eteenpäin on nyt kokeilun kautta.

Olisi yli kolmekymmentä vuotta Dobereinerin triadslain jälkeen, ennen kuin uutta merkittävää yritystä löydettiin kuvio elementeistä. Valitettavasti tämän panoksen piti saada tiedemies, jonka kirkkauteen sopivat vain hänen tapansa.

Alexandre-Emile Beguyer de Chancourtois syntyi Pariisissa vuonna 1820. Hänen ensimmäinen rakkautensa oli geologia. De Chancourtois ei kääntänyt huomattavia kykyjään kemiaan, ennen kuin hän oli neljäkymmentäluvulla. Vuonna 1862 hän julkaisi paperin, joka kuvaa hänen nerokasta "telluurista ruuvia", joka osoitti, että elementtien sisällä todellakin näytti olevan jonkinlainen kuvio. De Chancourtoisin "telluurinen ruuvi" koostui sylinteristä, jolle vedettiin laskeva kierteinen viiva. säännöllisin väliajoin tätä linjaa pitkin de Chancourtois piirsi kaikki elementit atomipainonsa mukaan. Hän oli kiinnostunut havaitsemaan, että näiden elementtien ominaisuuksilla oli taipumus toistua, kun elementit luettiin pystysuorissa sarakkeissa sylinterin alapuolella. Näytti siltä, ​​että jokaisen jälkeen Kuusitoista atomipainoyksikköä, vastaavien elementtien ominaisuuksilla oli taipumus olla silmiinpistäviä yhtäläisyyksiä sylinterissä niiden yläpuolella pystysuunnassa olevien kanssa. De Chancourtoisin paperi julkaistiin asianmukaisesti, mutta valitettavasti hän päätti palata takaisin geologisiin termeihin viittaamalla tiettyihin alkuaineisiin ja yksi vaihe esitteli jopa oman versionsa numerologiasta (matematiikan alkemia, jossa tietyillä lukuilla on omat esoteeriset s ignificance). Vielä pahempaa, julkaisijat eivät sisällyttäneet de Chancourtois'n kuvaa sylinteristä, joten artikkeli oli käytännössä käsittämätön kaikille paitsi kaikkein pysyväimmälle ja tietoisimmalle lukijalle.

Tämä aihe houkutteli ilmeisesti tietyn tyyppistä tieteellistä ajattelijaa, joka oli saanut pilkaamaan. Vuonna 1864 nuori englantilainen kemisti John Newlands keksi omat elementtikuvionsa, tietämättä de Chancourtoisin salauksen tutkimuksista. John Newlands syntyi Lontoossa vuonna 1837, Presbyterian ministerin poika.

Newlands havaitsi, että jos hän luetteloi elementit niiden atomipainojen nousevassa järjestyksessä, seitsemässä pystysuorassa linjassa, elementtien ominaisuudet vastaavia vaakasuoria viivoja pitkin olivat huomattavasti samanlaisia. Hänen sanoessaan: "Toisin sanoen, kahdeksas kappale, joka alkaa tietystä, on eräänlainen ensimmäisen toisto, kuten kahdeksas nuotti musiikin oktaavissa." Hän nimitti tämän "oktaavien laki". Taulukoidussa luettelossa alkalimetallinatrium (kuudes raskain alkuaine) seisoi vaakasuorassa hyvin samankaltaisen kaliumin (13. raskain) vieressä. Samoin magnesium (10.) oli rivillä samanlaisen kalsiumin (17.) vieressä. Kun Newlands laajensi pöytäänsä sisällyttämään kaikki tunnetut elementit, hän havaitsi, että halogeenit, kloori (15.), bromi (29.) ja jodi (42.), joilla oli asteittain samanlaiset ominaisuudet, kaikki putosivat samaan vaakasuoraan sarakkeeseen. Kun taas magnesiumin (kymmenes), hilja (12) ja rikki (14), joilla oli myös asteikolla samankaltaisia ​​ominaisuuksia, trio putosi samassa pystysuorassa linjassa. Toisin sanoen, hänen oktaavien laki näytti myös sisällyttävän hajallaan olevat muistutukset, jotka todettiin Dobereinerin kolmikuntalaissa.

Valitettavasti Newlandin taulukoidussa oktaavien laissa oli myös puutteita. Joidenkin alkuaineiden, etenkin niiden, joiden atomipaino on suurempi, ominaisuudet eivät yksinkertaisesti vastanneet toisiaan. Silti Newlandin oktaavien laki oli selvä edistysaskel kaikissa aikaisemmissa ajatuksissa. Itse asiassa monet pitävät sitä nyt ensimmäisenä vakaana todisteena siitä, että elementteihin oli todellakin olemassa kattava malli. Vuonna 1865 Newlands kertoi havainnoistaan ​​Lontoon Chemical Society -yhdistykselle, mutta hänen ideansa osoittautuivat aikansa edellä. Kokoonpanot arvokkaat vain pilkkasivat hänen oktaavien lakiaan. Yleisen iloisuuden keskellä yksi kysyi häneltä jopa sarkastisesti, onko hän yrittänyt järjestää elementit aakkosjärjestykseen. Se olisi ollut neljäsosa vuosisataa ennen kuin Newlandsin saavutus lopullisesti tunnustettiin, kun kuninkaallinen yhdistys myönsi hänelle Davy-mitalin vuonna 1887.

Dobereinerilla oli havaittu samankaltaisuuksia eristettyjen ryhmien välillä. De Chancourtois oli havainnut tietyn toistuvien ominaisuuksien mallin. Newlands oli laajentanut tätä mallia ja sisällyttänyt jopa Dobereinerin ryhmät. Mutta silti hänen oktaavien laki ei toiminut yleisesti. Tämä johtui osittain erilaisten atomipainojen nykyisistä virheellisistä laskuista ja osittain siitä syystä, että Newlands ei antanut varauksia tähän asti havaitsemattomille elementeille. Mutta se johtui myös siitä, että Newlandin oktaavijärjestelmän jäykkyys ei vain sopeutunut.

Oli yhä selvempää, että elementeille oli olemassa jonkinlainen malli, mutta vastaus oli selvästi monimutkaisempi. Kemia näytti olevan houkuttelevan lähellä vilkaisemalla niiden elementtien suunnitelmaa, joihin se perustui. Euclid oli rakentanut geometrian perustan, Newtonin painovoima oli selittänyt maailmalle fysiikan ja Darwin oli vastannut kaikkien lajien kehitystä - voisiko kemia löytää nyt salaisuuden, joka vastasi aineen monimuotoisuutta? Tässä mahdollisesti oli linjapinssi, joka voisi yhdistää kaiken tieteellisen tiedon.

Lähettäjä MENDELEYEV'S DREAM, kirjoittanut Paul Strathern. Uusintapainos Pegasus Books -yrityksen luvalla.

Applen uusi Face ID -järjestelmä käyttää tunnistusstrategiaa, joka juontaa juurensa vuosikymmenien ajan

Applen uusi Face ID -järjestelmä käyttää tunnistusstrategiaa, joka juontaa juurensa vuosikymmenien ajan

Sinun ei tarvitse poistaa Facebookia, mutta voit ehdottomasti käyttää sitä paremmin

Sinun ei tarvitse poistaa Facebookia, mutta voit ehdottomasti käyttää sitä paremmin

Kuinka vaihtaa puhelimia menettämättä mitään

Kuinka vaihtaa puhelimia menettämättä mitään