Interesująca karta z historii chemii
Równolegle z tym odkrywano pierwiastki według grup. Jeszcze w 1868 r. astrofizyk angielski Lockyer odkrył w widmie słonecznym linie nowego pierwiastka, nieznanego na Ziemi. Pierwiastek ten nazwano helem. W 1896 r. chemik angielski Ramsay wykrył ten pierwiastek w jednym z minerałów uranowych. Nieco wcześniej, w 1894 r. ten sam Ramsay wraz z Rayleigh’em, badając przyczynę rozbieżności między gęstością azotu, otrzymanego z różnych źródeł, odkryli w powietrzu nowy składnik – pierwiastek argon. Zarówno argon jak i hel ujawniły całkowitą niezdolność do wstępowania w jakiekolwiek połączenia chemiczne. Ta obojętność chemiczna stanowi ich cechę szczególną. Toteż zaszła potrzeba wydzielenia dla nich oddzielnej grupy, którą nazwano później „zerową“. Umieściwszy hel i argon według ich ciężarów atomowych w tej grupie zerowej, Ramsay natychmiast stwierdził jedno puste miejsce między nimi i co najmniej dwa lub trzy miejsca poniżej argonu. Idąc w ślady Mendelejewa, Ramsay przewidział istnienie nowych pierwiastków, które powinny były zająć owe puste miejsca; przy tym. powinny były posiadać w przybliżeniu takie same własności jak argon, a więc być gazami szlachetnymi. Gdzie należało ich szukać? Oczywiście, jeśli są one gazami obojętnymi, to ostatecznie, niezależnie od tego skąd się one wydzielały, powinny się skupić w atmosferze Tutaj też należało ich szukać. W tym czasie znaleziono metody skraplania powietrza. Pozwalając wyparować azotowi, tlenowi i argonowi, można było oczekiwać otrzymania w pozostałości poszukiwanych gazów. Tak istotnie się stało. W latach 1897 — 8 Ramsay wraz ze swym pomocnikiem odkrył neon, krypton i ksenon. Można powiedzieć iż zostało to osiągnięte dzięki uwzględnieniu szczególnych własności całej grupy gazów szlachetnych przy czym same te własności były wprzód przypisane tym pierwiastkom dzięki wskazaniu położenia miejsca w układzie periodycznym, nie tylko poszczególnych nieznanych pierwiastków lecz i całej ich grupy.
Jednocześnie odkryto zjawisko promieniotwórczości. Okazało się ono cechą szczególną wszystkich ciężkich pierwiastków, znajdujących się na samym końcu układu periodycznego. Ponieważ przy rozpadzie promieniotwórczym wyrzucane są cząstki naładowane elektrycznie (ujemne elektrony lub dodatnie cząstki alfa), to przy pomocy prostego elektroskopu można wykrywać obecność pierwiastka promieniotwórczego. Tą drogą w 1898 r. małżonkowie Maria Skłodowska – Curie i Piotr Curie odkryli nowy pierwiastek polon, a w dwa lata później rad. Po upływie kilku lat odkryto inne pierwiastki promieniotwórcze — emanację radową (radon) i aktyn. Dopiero jednak w 1913 r. odkrycia w tej dziedzinie zostały powiązane z układem Mendelejewa. Wtedy na zasadzie tak zwanego prawa przesunięć, przepowiedziano, a następnie w 1919 r odkryto nowy pierwiastek, protaktyn.
W 1923 r. odkryto hafn, na zasadzie ogólnego prawa periodyczności, interpretowanego w nowy, elektronowy sposób; wrócimy do tego w końcu artykułu. W 1925 r. niemieccy geochemicy Noddack i Taske, biorąc pod uwagę puste miejsca w układzie periodycznym, odkryli pod manganem przewidziany przez Mendelejewa pierwiastek ren. Nicią przewodnią było w tym odkryciu to samo ogólne prawo periodyczności, które pozwoliło wprzódy obliczyć względne rozpowszechnienie nowego pierwiastka we wszechświecie.
Wreszcie w latach 1940 — 45 na zasadzie ogólnego prawa periodyczności, lecz w jego pogłębionym sijęciu fizykalnym, sztucznie otrzymano w Stanach Zjednoczonych cztery nowe pierwiastki, występujące w układzie Mendelejewa za uranem, a przeto nazwane transuranowymi: neptun, pluton, ameryk i kiur, Tą samą sztuczną drogą odkryto, a ściślej mówiąc wytworzono, pierwiastki 43, 85, 87 i pierwiastek ziem rzadkich 61.
Pozostaje nam bliżej wyjaśnić w jaki sposób Mendelejew wysnuwał swoje przepowiednie i jak ustalał on z góry własności nieznanych jeszcze pierwiastków. Aby to zrozumieć, musimy kilka słów poświęcić charakterowi układu periodycznego.
W układzie tym pierwiastki podzielone zostały na 9 grup pionowych i na 10 periodów (szeregów poziomych). W każdej kratce, utworzonej przez przecięcie się grupy z szeregiem znajduje się jeden pierwiastek. Wyjątek stanowią trzy kratki grupy VIII, które zawierają po 3 pierwiastki każda, a także kratka utworzona przez przecięcie grupy III i szeregu 8, w którym znajduje się 15 pierwiastków nazywanych pierwiastkami ziem rzadkich lub lantanowcami (oraz ostatnie pierwiastki, poczynając od aktynu włącznie, należące najprawdopodobniej do III grupy).
Na pierwszym miejscu układu znajduje się wodór (1,008) *), który wykazuje pewne podobieństwo zarówno do pierwiastków alkalicznych jak i do chlorowców. Następny pierwiastek hel (4)— gaz szlachetny zamyka pierwszy period.
Drugi period rozpoczyna się od pierwiastka alkalicznego — litu, następnie idzie pierwiastek ziem alkalicznych beryl (9), mniej zasadowy niż lit; dalej idą pierwiastki niemetaliczne bor (11), węgiel (12), azot (14), tlen (16) i fluor (19); przy posuwaniu się wzdłuż periodu od strony lewej ku prawej słabnie charakter alkaliczny pierwiastków, zaś potęguje się charakter kwasotwórczy; np. kwas węglowy jest kwasem znacznie słabszym od azotowego. Wreszcie na końcu drugiego periodu znajduje się neon (20! o własnościach analogicznych do helu; mieści li« on akurat pod helem w grupie zerowej.