Στη Χημεία, τι είναι ο Περιοδικός Νόμος;

Ο περιοδικός νόμος είναι ένα από τα θεμέλια της χημείας. Ο νόμος προτείνει ότι τα στοιχεία, όταν είναι διατεταγμένα κατά ατομικό βάρος, τείνουν να έχουν παρόμοια χαρακτηριστικά σε ορισμένα διαστήματα μεταξύ τους. Τα εύσημα για την επισημοποίηση του περιοδικού νόμου πάνε σχεδόν πάντα στον Ντμίτρι Μεντελέγιεφ, έναν Ρώσο χημικό. Στην πραγματικότητα, η ανακάλυψη ήταν το αποτέλεσμα σχεδόν ενός αιώνα ξέφρενης εργασίας διαφόρων επιστημόνων, που όλοι είχαν εμμονή με τον προσδιορισμό των ιδιοτήτων και ακόμη και την ανακάλυψη των δικών τους στοιχείων. Ο σύγχρονος περιοδικός πίνακας, βασικό στοιχείο σε κάθε σχολική αίθουσα επιστήμης, είναι στην πραγματικότητα μια επανειλημμένα εκλεπτυσμένη και αναδιοργανωμένη εκδοχή του αρχικού χάρτη του Mendeleyev.

Κατά τον 18ο και τον 19ο αιώνα, ένα νέο στοιχείο φαινόταν να αναδύεται κάθε εβδομάδα. Με προηγμένες μεθόδους χημείας που επιτρέπουν την καλύτερη εξέταση των μικροσκοπικών ουσιών, η αναζήτηση των στοιχείων έγινε ένα ατελείωτο κυνήγι για πολλούς από τους μεγαλύτερους επιστήμονες της εποχής. Με μια τέτοια αφθονία στοιχείων που ανακαλύπτονται και περιγράφονται, σύντομα έγινε η ενασχόληση πολλών να οργανώσουν τα στοιχεία σε μια λίστα που είχε κάποιο είδος λογικής λογικής.

Τα στοιχεία περιγράφονται κυρίως από μερικά καθοριστικά χαρακτηριστικά: τον αριθμό των πρωτονίων στον πυρήνα, από τον οποίο προκύπτει ο ατομικός αριθμός, οι υπολογισμοί της μάζας που καθορίζουν το ατομικό βάρος και τη συμπεριφορά. Έγιναν πολλές διαφορετικές προσπάθειες να τακτοποιηθούν τα στοιχεία έτσι ώστε οποιοσδήποτε από αυτούς τους παράγοντες να ευθυγραμμιστεί με λογικό τρόπο, αλλά σαν ένα κινούμενο παζλ, κάθε φορά που ένα κομμάτι βάζονταν σε τάξη, τα άλλα γίνονταν άτακτα. Ο περιοδικός νόμος, μια θεωρία που θα παρατάξει ανόμοιες πληροφορίες σε έναν τακτοποιημένο πίνακα, φαινόταν απρόσιτος.

Αν και ο Mendeleyev δικαίως αξίζει τα εύσημα για τον σύγχρονο περιοδικό πίνακα και το τράβηγμα όλων των νημάτων που σχηματίζουν τον περιοδικό νόμο, δεν ήταν ο πρώτος που προσπάθησε, με κανένα τρόπο. Ο John Newlands, ένας Άγγλος χημικός, σημείωσε την τάση των στοιχείων να έχουν παρόμοια συμπεριφορά όταν παρατάσσονται κατά ατομικό βάρος. Σημειωτέον, ότι κάθε 8 διαστήματα εμφανιζόταν μια ασυνήθιστη ομοιότητα. Η «θεωρία των οκτάβων» του παρομοίασε τα στοιχεία με τα πλήκτρα ενός πιάνου, όπου κάθε οκτώ πλήκτρα σχηματίζει ένα επαναλαμβανόμενο σύνολο. Ένας Γάλλος επιστήμονας, ο Alexandre-Emile Béguyer de Chancourtois, σημείωσε επίσης τις επαναλαμβανόμενες ιδιότητες και επινόησε έναν πίνακα που τακτοποίησε τα στοιχεία σε σχήμα έλικα. Η εργασία και των δύο ανδρών αγνοήθηκε σε μεγάλο βαθμό από την επιστημονική κοινότητα και ο Newlands γελοιοποιήθηκε συχνά για τη σύγκριση του.

Ο πίνακας του Mendeleyev απεικόνισε τον περιοδικό νόμο με μια ματιά, ευθυγραμμίζοντας τα στοιχεία οριζόντια κατά ατομικό βάρος και κατακόρυφα με παρόμοιες ιδιότητες. Έτσι, τα αλκαλικά μέταλλα του λιθίου, του νατρίου, του καλίου, του ρουβιδίου, του καισίου και του φραγκίου σχηματίζουν μια τακτική σειρά κάτω από την αριστερή πλευρά του τραπεζιού, ενώ παραμένουν σε σειρά κατά ατομικό βάρος. Δεδομένου ότι δεν ανακαλύφθηκαν όλα τα στοιχεία τη στιγμή του σχηματισμού των πινάκων, ο Mendeleyev απλώς άφησε κενά στον πίνακα για εκείνα τα στοιχεία που θα έπρεπε να ταιριάζουν, σύμφωνα με τη θεωρία του.

Ο περιοδικός νόμος έδωσε μια εικόνα για ένα σύστημα οργάνωσης εντός της χημείας που προηγουμένως μόνο υποψιαζόταν. Μετατρέποντας την οργάνωση των στοιχείων σε έναν τακτοποιημένο πίνακα χρησιμοποιώντας τον περιοδικό νόμο, ο Mendeleyev κατέστησε προφανές με μια ματιά ποια στοιχεία μοιράζονταν ορισμένες ιδιότητες. Αν και ο πίνακας αναδιαμορφώθηκε αργότερα και αναδιοργανώθηκε από τον Βρετανό φυσικό John Moseley, τα συμπεράσματα και η θεωρία του Mendeleyev παραμένουν σε μεγάλο βαθμό αδιαμφισβήτητα περισσότερο από έναν αιώνα μετά τον θάνατό του.