У 2019 році знаменитій таблиці елементів виповнюється 150 років. Ось як вона змінювалася протягом своєї історії

Пов’язані новини

Періодична система присутня на стінах майже кожної хімічної лабораторії. Заслуга за їх створення зазвичай присуджується Дмитро Менделєєв, російський хімік, який в 1869 рік Він записав усі відомі елементи (63 до цього моменту) на картки, а потім розташував їх у стовпці та рядки відповідно до їх хімічних та фізичних властивостей. На святкування 150-ї річниці цього ключового для науки моменту ООН оголосила 2019 рік Міжнародним роком Періодичної системи .

дивні

Але періодична система починалася не з Менделєєва. До нього багато хто пробував власні таблиці елементів. Десятиліттями раніше хімік Джон Далтон Він спробував створити таблицю та кілька цікавих символів для ідентифікації елементів, але вони, здавалося, були йому не до вподоби. Буквально за кілька років до того, як Менделєєв сів зі своєю колодою саморобних карток, Джон Ньюлендс також створив таблицю, в якій класифікував елементи за їх властивостями.

Геній Менделєєва полягає в тому, що він залишив у своїй таблиці. Він усвідомив, що певних елементів немає, оскільки їх ще потрібно було виявити, тому там, де Далтон, Ньюлендс та інші викрили те, що було відомо, він залишив місце невідомому. Крім того, він мав здатність передбачати, що ще дивовижніше, властивості відсутніх елементів.

Подивіться на знаки питання в таблиці безпосередньо над цими рядками. Наприклад, поруч із пунктом "До”(Алюміній) є місце для невідомого металу. Менделєєв передбачав, що потенційне відкриття матиме атомну масу 68, щільність шість грамів на кубічний сантиметр і дуже низьку температуру плавлення. Через шість років, Пол Еміле Лекок де Буйсбодран Він виділив галій, який ідеально вписується в облаштований простір з атомною масою 69,7, щільністю 5,9 г/см³ і температурою плавлення настільки низькою, що стає рідким у руці. Менделєєв зробив те саме зі скандієм, германієм і технецієм (який був відкритий лише в 1937 році, 30 років після смерті російського вченого).

На перший погляд стіл Менделєєва не надто схожий на таблицю, яку ми знайомі. Одна з причин полягає в тому, що сучасна таблиця Менделєєва містить кілька елементів, за якими Менделєєв пропустив і не залишив місця, особливо благородні гази (такі як гелій, неон та аргон). З іншого боку, таблиця, виготовлена ​​російським хіміком, має іншу організацію, ніж ми знаємо, в якій ми тепер розміщуємо елементи разом у стовпцях, розташованих у рядки.

Але якщо таблицю Менделєєва повернути на 90 градусів, схожість із сучасною версією очевидна. Наприклад, галогени фтор (F), хлор (Cl), бром (Br) та йод (I, представлений у таблиці Менделєєва літерою J) виступають разом. На даний момент вони знаходяться в 17-й колонці таблиці або, як хіміки воліють називати це, у групі 17.

Період експериментів

Це може здатися дуже маленьким кроком, але через роки після публікацій Менделєєва був широко досвідчений з альтернативними конструкціями для розташування різних елементів. Ще до того, як стіл був встановлений у його нинішньому влаштуванні, були люди пропонуючи якісь дивні та чудові повороти.

Особливо яскравим прикладом є спіраль Генріх Баумгауер, опублікований в 1870 р., в центрі якого - водень. Елементи проходять крізь спіраль із збільшенням їх атомної маси, а ті, що потрапляють на кожен радіус колеса, діляться властивостями так само, як і елементи, що знаходяться в одному стовпці (або групі) сучасної періодичної таблиці. Не можна забувати про дивний внесок Росії Генрі Бассет: стіл у формі дивного дзвона.

Однак на початку 20 століття таблиця прийняла горизонтальний формат, який ми всі знаємо з напрочуд сучасною версією Генріх Вернер розроблений у 1905 р. Вперше благородні гази з’явились у їхньому поточному положенні, вкрай праворуч від столу. Вернер намагався наслідувати домисли Менделєєва, залишаючи порожні місця, але він зайшов занадто далеко у своїх передбаченнях: він припускав, що з'являться елементи, легші за водень, і з'явиться такий, який займе місце між воднем і гелієм. Звичайно, жоден з елементів, на які наважився Вернер, не існує.

Незважаючи на сучасний вигляд дошки, яку все-таки носили, все ж були проведені деякі необхідні модифікації. Справедливо розглянути версію Чарльз Джанет як найвпливовіший. Застосовуючи фізичний підхід, він застосував нещодавно відкриту квантову теорію в ті часи, щоб створити конструкцію на основі електронних конфігурацій. Результатом стала ліва ступінчаста таблиця, яку і сьогодні віддають перевагу багато фізиків. Цікаво, що Джанет теж залишилось місця до 120 предметів, незважаючи на те, що на той час було відомо лише 92. На сьогодні ми маємо докази існування 118 елементів.

Остаточний дизайн

Сучасна таблиця - це пряма еволюція версії Джанет. лужні метали (група, очолювана літієм), і лужноземельні метали (увінчані берилієм) були зміщені з крайнього правого боку вліво, створюючи таблицю Менделєєва з дуже видовженою формою. Проблема цього формату полягає в тому, що він не вміщується на сторінці чи плакаті, тому з естетичних міркувань елементи блоку f зазвичай вирізаються та розміщуються під основною таблицею. Ось як ми дійшли до таблиці, якою ми її знаємо в даний час.

Це не означає, що люди не експериментували з іншими можливими конструкціями, часто намагаючись висвітлити співвідношення між елементами, яких не видно в звичайній таблиці. Вони існують, буквально, сотні варіацій (Ви можете перевірити базу даних Марка Ліча, щоб перевірити), найпопулярнішими з яких є форма спіраль або 3D, не забуваючи про найбільше іронічно.

Як щодо мого злиття двох знакових дизайнів? Стіл Менделєєва та лондонська карта метро Генрі Бека!

Існує запаморочливе різноманіття імітацій, які прагнуть надати наукового відчуття категоризації чого завгодно, від пива до персонажів Діснея до мого улюбленого: того, що описує та організовує “ірраціональна нісенітниця". Ці цікаві приклади служать для того, щоб показати, що періодична система елементів стала однією з знакові символи науки.

Марк Лорч - професор наукових комунікацій та хімії в Університеті Халла

Ця стаття спочатку була опублікована англійською мовою в журналі The Conversation