Det periodiske system er 150 - men det kunne have set meget anderledes ud

Det periodiske system stirrer ned fra væggene i næsten alle kemilaboratorier. Æren for dens oprettelse går generelt til Dimitri Mendeleev, en russisk kemiker, der i 1869 skrev de kendte elementer (som der var 63 på det tidspunkt) ud på kort og derefter arrangerede dem i kolonner og rækker i henhold til deres kemiske og fysiske egenskaber. For at fejre 150 -årsdagen for dette centrale øjeblik i videnskaben, FN har udråbt 2019 til at være det internationale år for det periodiske system.

Men det periodiske system startede faktisk ikke med Mendeleev. Mange havde pillet med at arrangere elementerne. Årtier før, kemiker John Dalton forsøgte at skabe et bord samt nogle ret interessante symboler for elementerne (de fangede ikke). Og bare et par år før Mendeleev satte sig med sit kort med hjemmelavede kort, John Newlands lavede også en tabel, der sorterede elementerne efter deres egenskaber.

Mendelejevs geni var i det, han efterlod fra sit bord. Han erkendte, at visse elementer manglede, endnu ikke opdaget. Så hvor Dalton, Newlands og andre havde lagt det, man vidste, Mendeleev efterlod plads til det ukendte. Endnu mere overraskende, han forudsagde nøjagtigt egenskaberne af de manglende elementer.

Læg mærke til spørgsmålstegnene i hans tabel ovenfor? For eksempel, ved siden af ​​Al (aluminium) er der plads til et ukendt metal. Mendeleev forudsagde, at den ville have en atommasse på 68, en densitet på seks gram pr. kubikcentimeter og et meget lavt smeltepunkt. Seks år senere Paul Émile Lecoq de Boisbaudran, isoleret gallium og sikkert nok slidsede det lige ind i hullet med en atommasse på 69,7, en tæthed på 5,9 g/cm³ og et smeltepunkt så lavt, at det bliver flydende i din hånd. Mendelejev gjorde det samme for skandium, germanium og technetium (som ikke blev opdaget før i 1937, 30 år efter hans død).

Ved første øjekast ligner Mendeleevs bord ikke meget det, vi kender. For én ting, det moderne bord har en flok elementer, som Mendeleev overså (og undlod at efterlade plads til), især ædelgasserne (såsom helium, neon, argon). Og bordet er orienteret anderledes end vores moderne version, med elementer, vi nu placerer sammen i kolonner arrangeret i rækker.

Men når du først giver Mendeleevs bord en 90-graders drejning, ligheden med den moderne version bliver tydelig. For eksempel, halogenerne - fluor (F), chlor (Cl), brom (Br), og jod (I) (J -symbolet i Mendeleevs tabel) - alle vises ved siden af ​​hinanden. I dag er de arrangeret i tabellens 17. kolonne (eller gruppe 17 som kemikere foretrækker at kalde det).

Eksperimentperiode

Det kan virke som et lille spring fra dette til det velkendte diagram, men år efter Mendelejevs publikationer, der var masser af eksperimenter med alternative layout til elementerne. Selv før bordet fik sin permanente retvinklede vende, folk foreslog nogle underlige og vidunderlige vendinger.

Et særligt slående eksempel er Heinrich Baumhauer's spiral, udgivet i 1870, med brint i centrum og elementer med stigende atommasse, der spiraler udad. De elementer, der falder på hvert af hjulets eger, har fælles egenskaber ligesom dem i en kolonne (gruppe) gør det i dagens tabel. Der var også Henry Bassets ret mærkelige "dumb-bell" -formulering fra 1892.

Alligevel, i begyndelsen af ​​det 20. århundrede, bordet havde slået sig ned i et velkendt vandret format med den påfaldende moderne udgave fra Heinrich Werner i 1905. For første gang, ædelgasserne dukkede op i deres nu velkendte position yderst til højre på bordet. Werner forsøgte også at tage et blad ud af Mendeleevs bog ved at efterlade huller, selvom han snarere overdrev gætteværket med forslag til elementer, der er lettere end brint, og et andet, der sidder mellem brint og helium (hvoraf ingen findes).

På trods af dette temmelig moderne udseende bord, der var stadig lidt omlægning, der skulle gøres. Særligt indflydelsesrig var Charles Janets version. Han tog en fysikers tilgang til bordet og brugte en nyopdaget kvanteteori til at skabe et layout baseret på elektronkonfigurationer. Den resulterende "venstre trin" -tabel foretrækkes stadig af mange fysikere. Interessant nok, Janet gav også plads til elementer helt op til nummer 120 på trods af at kun 92 var kendt på det tidspunkt (vi er kun på 118 nu).

Afregning af et design

Det moderne bord er faktisk en direkte udvikling af Janets version. Alkalimetallerne (gruppen toppet med lithium) og jordalkalimetallerne (toppet af beryllium) blev forskudt fra højre til yderst til venstre for at skabe et meget bredt udseende (langformet) periodisk system. Problemet med dette format er, at det ikke passer pænt på en side eller plakat, så stort set af æstetiske årsager er f-blokelementerne normalt skåret ud og deponeret under hovedbordet. Sådan nåede vi frem til det bord, vi genkender i dag.

Det er ikke at sige, at folk ikke har puslet med layout, ofte som et forsøg på at fremhæve korrelationer mellem elementer, der ikke let fremgår af den konventionelle tabel. Der er bogstaveligt talt hundredvis af variationer (tjek Mark Leachs database), hvor spiraler og 3D-versioner er særligt populære, for ikke at tale om flere tunge-i-kind-varianter.

Hvad med min egen fusion af to ikoniske grafikker, Mendelejevs bord og Henry Beck's London Underground -kort herunder?

Eller det svimlende udvalg af efterligninger, der har til formål at give en videnskabelig fornemmelse til at kategorisere alt fra øl til Disney -figurer, og min særlige favorit "irrationel nonsens". Alle sammen går for at vise, hvordan det periodiske system med elementer er blevet det ikoniske videnskabssymbol.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons -licens. Læs den originale artikel.