Interesująca karta z historii chemii

W 1827 r. chemik niemiecki Doebereiner wydzielił spośród pierwiastków kilka grup, z których każda zawierała po trzy pierwiastki o zbliżonych własnościach chemicznych. Jeśli pierwiastki każdej takiej trójki („triady“ — jak je nazywał Doebereiner) ustawimy w kolejności wzrostu ciężarów atomowych, to ciężar atomowy pierwiastka o pośrednich własnościach równa się połowie sumy ciężarów atomowych skrajnych pierwiastków trójki. Taką np. triadę tworzą trzy pierwiastki alkaliczne — lit, sód i potas. Ciężar atomowy sodu (23) równa się połowie sumy ciężarów atomowych litu (7) i potasu. Taką samą zależność znajdujemy w triadzie pierwiastków nazwanych chlorowcami — chlor, brom i jod. Brom, którego ciężar atomowy (80) równa się w przybliżeniu połowie sumy ciężarów atomowych chloru (35,5) i jodu (127), zajmuje pod względem własności pozycję pośrednią między tymi pierwiastkami. Nawet pod względem swego stanu skupienia (w zwykłej temperaturze) brom zajmuje pozycję środkową między skrajnymi pierwiastkami triady: jest cieczą, podczas gdy chlor jest gazem, zaś jod — ciałem stałym.

Klasyfikacja Doebereinera stanowi przykład rozbicia pierwiastków na grupy według ich szczególnych cech. W każdą taką grupę (triadę), np. chlorowców, łączono tylko pierwiastki, podobne pod względem chemicznym. Wszystkie inne pierwiastki należały już do innych grup i nie były niczym powiązane z triadą chlorowców. Dla chemików by-to rzeczą nienaturalną grupować razem pierwiastki różniące Się chemicznie. Toteż całą swoją uwagę skupili na rozpatrywaniu podobieństw między pierwiastkami. Tą drogą nie można jednak było dojść do ogólnego układu, obejmującego wszystkie pierwiastki, gdyż pierwiastki niepodobne rozdzielone były na niezależne od siebie grupy.

Nowy etap rozwoju chemii związany jest z imieniem wielkiego uczonego rosyjskiego Dymitra Mendelejewa. Odkrycie przez niego układu periodycznego pierwiastków, stanowiło zerwanie z jednostronnym ujęciem Doebereinera, na którym poprzestawali chemicy aż do końca siódmego dziesięciolecia ubiegłego wieku.

Mendelejew na początku 1869 r. zestawił tablicę, w której pierwiastki chemiczne zostały ugrupowane w kolejności rosnących ciężarów atomowych, i w ten sposób połączył je w jednolity układ W tymże 1869 roku ukazał się artykuł Mendelejewa „O zależności własności od ciężaru atomowego pierwiastków“, w którym po raz pierwszy sformułowano prawo periodyczności. Periodyczność własności oznacza, że przy przechodzeniu od jednego, pierwiastka do drugiego w kolejności wzrastających ciężarów atomowych, co pewien odstęp (period czyli okres) natrafiamy na pierwiastki o analogicznych własnościach chemicznych.

W tablicy Mendelejewa obok siebie ułożone zostały w poziomych szeregach pierwiastki o zbliżonych-ciężarach atomowych. Natomiast pierwiastki o podobnych własnościach chemicznych Mendelejew umieścił jeden nad drugim w grupach pionowych które odpowiadały dawnym grupom Doebereinera i innych chemików; przy tym grupy Mendelejewa były bardziej kompletne.

Można powiedzieć, że istota odkrycia Mendelejewa polegała na tym, iż nie zadowolił się on rozpatrywaniem pierwiastków z punktu widzenia tylko ich podobieństw chemicznych, lecz, przezwyciężywszy to przestarzałe podejście, doszedł do rozpatrywania ich z punktu widzenia ogólnych własności, obejmujących w równym stopniu podobieństwa jak i różnice.

Od tej chwili poszukiwanie nowych pierwiastków chemicznych nabrało zupełnie innego charakteru.

Mendelejew nie tylko odkrył prawo, wiążące ciężary atomowe pierwiastków z ich własnościami, lecz wysunął również niezmiernie śmiałe przypuszczenie o możliwości zastosowania tego prawa do korygowania ciężarów atomowych i odkrywania nowych pierwiastków. Przed Mendelejewem pierwiastki odkrywano raczej przypadkowo. Ich istnienia nikt nie mógł przedtem przewidywać. Opierając się na prawie periodyczności, Mendelejew nie tylko przewidział odkrycie nieznanych przedtem pierwiastków, lecz co więcej, w artykułach ogłoszonych w latach 1871 — 1872 dokładnie opisał własności trzech nieznanych pierwiastków, nazwanych przezeń „ekaglinem“, „ekaborem“ i „ekakrzemem“, które powinny były przypadać w układzie periodycznym odpowiednio pod glinem, borem i krzemem. Wielki uczony przewidział własności tych pierwiastków i ich związków na podstawie pozycji, odpowiadających im pustych miejsc w ogólnym układzie pierwiastków.

Upłynęły cztery lata od przepowiedni Mendelejewa, a już w 1875 r. chemik francuski Lecoq de Boisbaudran odkrył nowy pierwiastek — gal. Własności galu niemal zupełnie dokładnie zgadzały się z własnościami przewidzianymi przez Mendelejewa dla ekaglinu. Po upływie dalszych czterech lat w 1879 r. uczony szwedzki Nilson odkrył pierwiastek skand, który okazał się ekaborem i wreszcie w 1886 r. chemik niemiecki Winkler odkrył pierwiastek german, którego własności w zdumiewający sposób pokrywały się z własnościami przepowiedzianymi przez Mendelejewa dla ekakrzemu. Jak więc widzimy, poszukiwanie pierwiastków chemicznych stało się możliwe na drodze ich przepowiadania opartego na znajomości ogólnego prawa, któremu podporządkowane są wszystkie pierwiastki.

Leave a Comment

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *