2019 a periódusos rendszer nemzetközi éve
Az ENSZ-közgyűlés és az UNESCO, annak a tiszteletére, hogy Dmitrij Mengyelejev orosz tudós 150 éve alkotta meg a kémiai elemek periódusos rendszerét, a 2019-es évet a periódusos rendszer nemzetközi évének hirdette meg. Dmitrij Mengyelejev, alig 36 évesen, 1869-ben tette közzé a nevét is viselő Mengyelejev-táblázatot, amikor kémiai viselkedésük alapján és atomtömegük alapján sorokba és oszlopokba rendezte az akkor ismert 63 elemet.
A Mendelejev táblázat megjelenése előtti próbálkozások, eredmények
A világ felépítése, az anyagok összetevői és rendszerezése már az ókorban is foglalkoztatta gondolkodóinkat. Arisztotelész elmélete volt az első írott tudományos munka Európában a minket körülvevő világ felépítéséről, ő mindent a négy elem különböző arányú elegyeként írt le. A dolgok tulajdonsága pedig az elemekhez társított négy alaptulajdonságból tevődik össze. Minden elemhez két-két alaptulajdonság tartozott: Föld: száraz, hideg; Levegő: nedves, meleg; Tűz: száraz, meleg; Víz: nedves, hideg.
Az elemek rendszerezésének gondolata számos természettudóst foglalkoztatott, fontos lépés volt a periódusos rendszerhez Johan Woolfgang Döbereiner (1780-1849) német vegyész felismerése, aki 1829-ben felhívta a figyelmet a triádokra (pl. klór, bróm, jód). Megállapította, hogy az elemek atomtömegük szerint sorrendbe téve, bizonyos tulajdonságaik ismétlődnek, azaz periodicitás fedezhető fel:
John Alexander Reina Newlands (1837-1898) angol vegyész 1865-ben publikálta az oktáv törvényt, ezzel ő is hozzájárult a periódusos rendszer kialakításához. 56 elemet rendezett el növekvő atomtömegük alapján nyolcas csoportokba. Ő rámutatott arra, hogy minden elem hasonlít a tőle nyolcadik helyen lévő elemre. Analógiát vont a zenei skála hangjegyeivel.
Julius Lothar Meyer (1830-1895) német vegyész 1864-ben megjelent A kémia korszerű elmélete című művében közölt egy 28 elemből álló táblázatot, a vegyértékeik alapján csoportosítva. 1868-ban már egy 57 elemből álló rendszert készített, de azt csak Mengyelejev periódusos rendszerének megjelenése után tette közzé:
Dmitrij Mengyelejev
Az elemek periódusus rendszerét a világ talán leghíresebb katalógusát, a kémia tanításának szentelt osztálytermek falát világszerte borító periódusos rendszert a szibériai Tobolszkban született Dmitrij Mengyelejev alig 35 évesen dolgozta ki 1869-ben, amikor kémiai viselkedésük alapján sorokba és oszlopokba rendezte az akkor ismert 63 elemet.
Az orosz kémikus egy használható osztályozás kidolgozására törekedve kezdte vizsgálni a kémiai elemek atomtömegei közötti kapcsolatokat, az elemeket növekvő atomtömeg szerint sorba állítva, a táblázat a fizikai-kémiai jellemzők periodikusságát mutatja, ami lehetővé teszi a kémiai reakciók típusokba sorolását is. A kémiai viselkedésük alapján sorokba és oszlopokba rendezte az akkor ismert 63 elemet. Legfőbb újítása az volt, hogy meg sem próbálta egymás mellé erőltetni azt, ami nem illett össze. 1869-ben úgy foglalta egyetlen táblázatba az akkoriban ismert 63 elemet, hogy a periódusos rendszerében számos, akkor még ismeretlen elemnek hagyott ki helyeket, sőt még az oda illő új elemek tulajdonságait is meghatározta. A rendszer helyessége 1875-ben bizonyosodott be, amikor felfedezték a Mengyelejev által eka-aluminiumnak nevezett anyagot, a galliumot, amely fizikai tulajdonságaival pontosan beleillett az üresen hagyott rubrikába, majd néhány év múlva a germániumot és szkandiumot.
Mengyelejev rendszere korántsem aratott azonnal osztatlan sikert: táblázatát tudóstársai, nem kis mértékben épp az általa hagyott üres helyeknek köszönhetően, az orosz miszticizmus melléktermékének tekintették.
Rájött, hogy eredményei nemcsak oktatási, hanem tudományos szempontból is figyelemreméltóak, így folyóiratcikk formájában is publikálta azokat, először oroszul, majd a tudomány akkori legfontosabb nyelvén, németül. A munkáiban megjelent első periódusos rendszert ma rövid periódusos rendszerként említjük, és ritkán használjuk.
Mengyelejev által leírt periódusos rendszer:
Mengyelejev periódusos rendszere – 1869
Német nyelvű változata a Mengyelejev féle táblázatnak – 1871
Nevét a periódusos rendszer 101-es rendszámú eleme, a mendelevium Md őrzi
Érdekes, hogy az eredeti periódusos rendszer is egy olyan tudományos ötleten alapult, ami utóbb tévesnek bizonyult. Az elemek periodicitását, vagyis kémiai tulajdonságaik ismétlődését ugyanis nem az atomtömegük, hanem az elektronhéj-szerkezetük határozza meg. Sőt, magát az elektront is csak a periódusos rendszer megalkotása után három évtizeddel fedezték fel. Henry Moseley 1913-ban rendelte az elemek mellé azok rendszámait, vagyis azt a számot, ami a periodicitásért valójában felel. A rendszámból derül ki, hogy az elemek egy-egy atomjának a magjában mennyi proton, illetve az elektronhéjaikon mennyi elektron van.
Mengyelejev periódusos rendszerét azóta új elemek felfedezésével és a kémiai viselkedést leíró újabb modellekkel bővítették és finomították.
Hogyan néz ki ma a periódusos rendszer? Ma már minden hely betelt.
A periódusos rendszer ma is ismert, elnyújtott alakját, amelyben a periódusokat, vagyis a vízszintes sorokat itt-ott eltérő számú elem alkotja, az 1913-ban Nobel-díjjal elismert svéd Alfred Werner alkotta meg. Egy másik fontos változás pedig a ritkaföldfémek már említett elszeparálása volt.
-
- év alatt nem csinált jobbat senki
A modell olyan jól sikerült, hogy az elmúlt 150 évben sokan próbáltak alternatív periódusos rendszereket piacra dobni, de ezek egyike sem terjedt el. Heinrich Baumhauer német kémikus például alig egy évvel Mengyelejev táblázatának megjelentetése után állt elő spirál alakú rendszerével. Az övét számos további spirális elrendezésű táblázat követte: Hugo Erdmann német vegyészé 1902-ben, az amerikai Charles Nodderé 1920-ban, illetve honfitársáé, bizonyos O. J. Stewarté 1928-ban.
Vannak érdekes periódusos rendszerek, melyek kiemelik bizonyos tulajdonságait az elemeknek:
Periódusos rendszer, mely mutatja az egyes elemek radioaktivitását
Az elemek elektronszerkezetének kiépülése szerint színezett periódusos rendszer
Ez a rendszer helyileg szétválasztva tünteti fel a különböző pályák beépülésével létrejött elemeket, megadva a szabad atomok elektronelrendeződését. A bal oldalon két lépcsős választóvonal található, amely az atomok közötti kötéstípusok lényeges különbségének köszönhető.
Az elemek Szabó–Lakatos-féle periódusos rendszere
Végezetül, kérném nézzék meg az EMT által – román és magyar nyelven – kiadott periódusos rendszert. A rendszer hátoldalán a mértékrendszerek rövid összefoglalója látható.
Az A4-es méretű, fóliázott periódusos rendszer ára: 3 lej.
Megrendelhető az EMT kolozsvári titkárságán:
Bd. 21 Decembrie 1989, nr. 116.
400604 – Cluj Napoca / Kolozsvár, jud. Cluj, Romania
Tel.: +40-264-590825
www.emt.ro, emt@emt.ro
