Ποιος έφτιαξε τον Περιοδικό Πίνακα και γιατί;

Βρίσκεται σε τουλάχιστον έναν τοίχο σε κάθε τάξη και εργαστήριο επιστήμης στον κόσμο - τον περιοδικό πίνακα. Αυτή η λίστα των στοιχείων έχει γίνει τόσο βασικός στήριγμα στις σύγχρονες τάξεις, αλλά οι περισσότεροι από εμάς δεν γνωρίζουμε αυτήν την ιστορία αυτού του εμβληματικού κομματιού διακόσμησης τοίχων. Ποιος έφτιαξε τον περιοδικό πίνακα και γιατί τον χρειαζόταν η επιστημονική κοινότητα; Πώς έχει αλλάξει με τα χρόνια;

Ο εφευρέτης του περιοδικού πίνακα

Ο Dmitri Mendeleev παίρνει συχνά τα εύσημα για τη δημιουργία του περιοδικού πίνακα που χρησιμοποιούμε σήμερα. Δημιούργησε τον πίνακα του ταξινομώντας και οργανώνοντας τα στοιχεία με βάση το ατομικό τους βάρος. Αν και μπορεί να μοιάζει περισσότερο με τον πίνακα που χρησιμοποιούμε σήμερα, δεν είναι ο πρώτος περιοδικός πίνακας.

Αυτή η τιμή ανήκει σε έναν Γάλλο επιστήμονα ονόματι Alexandre-Emile Béguyer de Chancourtois. Δημοσίευσε μια εργασία με τη Γαλλική Ακαδημία Επιστημών το 1862 που περιέγραφε επίσης τη διάταξη των στοιχείων με βάση το ατομικό τους βάρος. Ανακάλυψε επίσης ότι αν χρησιμοποιούσε μια χαρτοταινία για να απαριθμήσει τα στοιχεία που ανακαλύφθηκαν αυτήν τη στιγμή, θα μπορούσε να τυλίγει την ταινία γύρω από έναν κύλινδρο και παρόμοια στοιχεία θα εμφανίζονταν ανά τρία στον κύλινδρο. Οι χημικοί αγνόησαν σε μεγάλο βαθμό το έγγραφό του, που κυκλοφόρησε περισσότερα από πέντε χρόνια πριν από τον πίνακα του Μεντελίεφ, καθώς ο ντε Σανκουρτουά ήταν γεωλόγος.

Άλλοι επιστήμονες, όπως ο John Newlands, παρατήρησαν ότι όταν το ατομικό τους βάρος τακτοποιούσε τα στοιχεία, ομαδοποιούνταν σε οκτώ με βάση τις ομοιότητές τους. Ο Νιούλαντς πρότεινε έναν Νόμο των Οκτάβων, αλλά ο πίνακας του Μεντελέεφ αργότερα τον αντικατέστησε.

Αλλαγές στον πίνακα για τη σύγχρονη επιστήμη

Ο περιοδικός πίνακας του Mendeleev μπορεί να παρείχε τα θεμέλια για τον πίνακα που βλέπουμε να κρέμεται στους τοίχους, αλλά στα τέλη του 1800, η ​​βασική δομή του ατόμου δεν είχε ανακαλυφθεί ακόμη. Οι χημικοί στη δεκαετία του 1800 δεν μπορούσαν να δουν τα μόρια και πράγματα όπως τα πρωτόνια και τα ισότοπα ήταν άγνωστα. Θα μπορούσαν να οργανώσουν στοιχεία με βάση το ατομικό τους βάρος αλλά όχι με βάση τις φυσικές τους ιδιότητες.

Εκείνη την εποχή υπήρχαν μόνο 50 περίπου στοιχεία στο τραπέζι, επίσης. Σήμερα, υπάρχουν 118 στοιχεία στον περιοδικό πίνακα και ανακαλύπτουμε περισσότερα νέα στοιχεία κάθε χρόνο.

Ανάγνωση του Περιοδικού Πίνακα

Λοιπόν, πώς διαβάζετε τον περιοδικό πίνακα;

Σε κάθε στοιχείο εκχωρείται ένα όνομα, ένα σύμβολο, ένα ατομικό βάρος και ένας ατομικός αριθμός. Τα στοιχεία ταξινομούνται με βάση τον ατομικό τους αριθμό, ο οποίος υποδεικνύει τον αριθμό των πρωτονίων μέσα στον πυρήνα του στοιχείου και τον αριθμό των ηλεκτρονίων που περιστρέφονται γύρω από τον πυρήνα. Ο αριθμός των πρωτονίων και των ηλεκτρονίων είναι σχεδόν πάντα ίσος. Το υδρογόνο, για παράδειγμα, έχει ατομικό αριθμό ένα που σημαίνει ότι έχει ένα πρωτόνιο και ένα ηλεκτρόνιο. Το οξυγόνο έχει ατομικό αριθμό οκτώ, επομένως έχει οκτώ πρωτόνια και οκτώ ηλεκτρόνια. Ένας αριθμός κάτω από το σύμβολο δείχνει την ατομική μάζα του στοιχείου. Αυτός ο αριθμός δείχνει τη μέση μάζα του αριθμού των διαφορετικών ισοτόπων που μπορεί να δημιουργήσει το στοιχείο.

Το σύμβολο για κάθε στοιχείο θα αντιστοιχεί συνήθως με το όνομα του στοιχείου, αλλά όχι όλα. Σίγουρα, έχετε H για το υδρογόνο, C για άνθρακα και O για οξυγόνο, αλλά από πού πήραν πράγματα όπως το K για το κάλιο ή το HG για τον υδράργυρο;

Μερικά από τα σύμβολα βασίζονται σε παλιά λεξικά. Το HG για τον υδράργυρο προέρχεται από μια παλιά ελληνική λέξη - hydrargyrum - που σημαίνει υγρό ασήμι. Το Potassium’s K προέρχεται από τη μεσαιωνική λατινική λέξη για την ποτάσα, η οποία ήταν kalium.

Η σημασία του πίνακα

Τώρα που ξέρουμε από πού προέρχεται ο περιοδικός πίνακας, γιατί είναι τόσο σημαντικός για τους σύγχρονους χημικούς; Ο λόγος είναι ότι είναι μια συντόμευση για να βρείτε μια δέσμη πληροφοριών για κάθε στοιχείο. Η θέση του στοιχείου στο τραπέζι διευκολύνει τους επιστήμονες να προβλέψουν το είδος των αντιδράσεων που θα έχει κάθε συστατικό με αυτά που το περιβάλλουν. Οι επιστήμονες οργάνωσαν τα στοιχεία με βάση μια τάση των ιδιοτήτων των στοιχείων. Μετακίνηση από αριστερά προς τα δεξιά σε οποιαδήποτε από τις σειρές ή από πάνω προς τα κάτω σε μία από τις στήλες εμφανίζει αυξήσεις ή μειώσεις σε:

• Ατομική ακτίνα
• Ενέργεια ιονισμού
• Συγγένεια ηλεκτρονίων
• Ηλεκτραρνητικότητα

Μελετώντας αυτές τις τάσεις, οι ερευνητές μπορούν να προβλέψουν το είδος των αντιδράσεων που θα δουν ανάμεσα σε δύο δεδομένα στο τραπέζι. Οι τρύπες στον πίνακα είναι χρήσιμες για την πρόβλεψη νέων στοιχείων.

Ακριβώς επειδή ο περιοδικός πίνακας εμφανίζεται στον τοίχο κάθε τάξης φυσικών επιστημών στην ιστορία, δεν σημαίνει ότι είναι κάτι που μπορούμε να θεωρήσουμε δεδομένο. Οι χημικοί και οι φοιτητές χημείας θεωρούν ότι το εργαλείο είναι ανεκτίμητο χρήσιμο για την πρόβλεψη των αποτελεσμάτων των χημικών αντιδράσεων εκτός από τη χρήση του στην πρόβλεψη νέων στοιχείων.

Την επόμενη φορά που θα ρίξετε μια ματιά στον περιοδικό σας πίνακα, δείτε τον με νέα μάτια και μια νέα εκτίμηση για όλη τη σκληρή δουλειά που έγινε μεταξύ του 1800 και τώρα για να γίνει πραγματικότητα αυτό το επιστημονικό εργαλείο.