Op 6 maart 1869 presenteerde Dmitry Mendeleev aan de Russian Chemical Society een methode voor het organiseren van chemische elementen. Het meest interessante is dat de Russische chemicus niet kon weten waarom zijn tafel er precies zo uitzag, maar toch de chemische elementen volgens het juiste principe bestelde en zelfs de ontdekking voorspelde van drie elementen die nog niet bekend waren, schrijft "Dagens Nycheter".
Op 6 maart 1869 presenteerde Dmitry Mendeleev aan de Russian Chemical Society een methode voor het organiseren van chemische elementen. Om de 150ste verjaardag van dit evenement te vieren, hebben de Algemene Vergadering van de VN en de UNESCO 2019 uitgeroepen tot Internationaal Jaar van het Periodiek Systeem.
Toen de Franse chemicus Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran in 1875 de mineralen van de Pyreneeën onderzocht, ontdekte hij een nieuw element dat hij gallium noemde naar de Romeinse naam voor Frankrijk. Hij meldde zijn ontdekking, maar kreeg al snel een brief waarin hem werd gevraagd de dichtheid van het element nogmaals te onderzoeken, omdat hij het waarschijnlijk verkeerd heeft gemeten. De Boisbaudran deed dat en ontdekte dat de afzender van de brief, de Russische chemicus Dmitry Mendeleev, gelijk had. De dichtheid van het element was niet 4,7 gram per vierkante centimeter, zoals hij oorspronkelijk dacht, maar 5,9 - bijna hetzelfde als Mendelejev voorspelde.
"Hierna werd het periodiek systeem beroemd over de hele wereld", zegt Michael Gordin, professor moderne geschiedenis aan Princeton University en auteur van A Well-Ordered Thing: Dmitry Mendeleev and the Shadow of the Periodic Table: Dmitrii Mendeleev en de schaduw van het periodiek systeem).
Het begon allemaal in februari 1869 in Sint-Petersburg. Dmitry Mendeleev schreef een leerboek over scheikunde in twee delen. Het eerste deel was al klaar: hij wijdde de eerste 500 pagina's van het boek aan de vier elementen: koolstof, zuurstof, waterstof en stikstof. In het laatste hoofdstuk beschrijft Mendelejev de zogenaamde halogenen: fluor, chloor, broom en jodium - een groep elementen waarvan de eigenschappen sterk op elkaar lijken. Ze reageren bijvoorbeeld gemakkelijk met metalen en vormen zouten zoals natriumchloride, een gewoon zout van voedingskwaliteit.
Het tweede deel moest niet minder dik zijn. Maar van de 63 bekende elementen vertelde de chemicus in het eerste deel er slechts ongeveer acht.
“Hij had nog 55 elementen over om in het tweede deel te presenteren. Dus probeerde hij een manier te vinden om ze zo te organiseren dat hij ze zo economisch mogelijk kon omschrijven”, zegt Michael Gordin.
Om te beginnen dacht Dmitry Mendeleev aan alkalimetalen - lithium, natrium, kalium en rubidium. Dit zijn allemaal zachte en lichte metalen die actief in wisselwerking staan met water en een alkalische base vormen, met andere woorden, een oplossing met een hoge pH. Door hun atoomgewicht of atoommassa (een maat voor hoeveel een atoom van een stof weegt) te vergelijken, ontdekte hij dat het verschil tussen twee alkalimetalen sterk lijkt op het verschil tussen twee halogenen.
Promotie video:
"Hij begon te denken dat er misschien een natuurlijk systeem is om dit fenomeen te verklaren", zegt Michael Gordin.
Er zijn veel gemeenschappelijke mythen over hoe Dmitry Mendelejev op het idee van het periodiek systeem kwam. Sommigen zeggen dat hij een kaartspel had met de eigenschappen van chemische elementen op de kaarten, terwijl anderen zeggen dat de uiteindelijke beslissing in een droom tot hem kwam. Maar volgens Michael Gordin is dit niet waar. De documenten van Mendeleev geven aan dat hij de tafel stap voor stap bouwde, tijdens het werk begon hij met halogenen en alkalimetalen en probeerde vervolgens geschikte plaatsen te vinden voor andere elementen.
Eindelijk besefte hij dat alles klaar was, herschreef het manuscript en stuurde het naar de pers. Het werk werd op 17 februari 1869 gepubliceerd, wat eigenlijk 1 maart 1869 betekent, want toen was Rusland nog niet overgeschakeld op de Gregoriaanse kalender. Dmitri Mendeleev schreef de titel in het Russisch en Frans: "Ervaring met de classificatie van elementen op basis van hun atoomgewicht en chemische overeenkomst" (de neiging om te reageren met andere elementen). Toen bedacht hij zich en schrapte het woord "classificatie", waarbij hij in plaats daarvan "systeem" schreef, maar vergat het artikel in de Franse versie te veranderen: une van classificatie ("classificatie", vrouwelijk) in plaats van un voor système ("systeem", mannelijk) …
"Dit is waar de typfout in de allereerste gedrukte versies van het periodiek systeem vandaan kwam", legt Michael Gordin uit.
De eerste tafel van Dmitri Mendeleev was niet zoals de periodieke systemen die nu in elke klasse van scheikunde over de hele wereld hangen. Maar zijn idee was correct, en de doorbraak in de wetenschap was zo belangrijk dat de Algemene Vergadering van de VN en UNESCO 2019 uitriepen tot het Internationale Jaar van het Periodiek Systeem om zijn 150ste verjaardag te vieren.
Het meest verrassende van alles was dat Mendelejev niet had kunnen weten waarom zijn tafel er zo uitziet. De elementen erin zijn geordend op atoomnummer, dat wil zeggen op het aantal protonen in de kern van het atoom. Maar de Britse natuurkundige Henry Moseley ontdekte het pas in 1913 - zes jaar na de dood van Mendelejev. In welke kolom een element valt, wordt bepaald door de organisatie van de elektronen in de valentieschil van het atoom, maar elektronen werden pas in 1897 ontdekt door Joseph John Thomson, een andere Britse natuurkundige.
“Mendelejev behandelde elektronen met grote achterdocht, hij besloot niet om erin te geloven of niet. En hij wist zeker niets van de kwantummechanica. Pas in 1923 formuleerde Niels Bohr het periodiek systeem in termen van kwantumtheorie”, zegt Michael Gordin.
Vanaf het allereerste begin realiseerde Dmitry Mendeleev zich dat zijn tafel minstens drie elementen miste. Toen hij in 1871 een verbeterde versie van de tabel publiceerde, noemde hij ze ekabor, ekaaluminium en ekasilicon, waar eka in het Sanskriet één betekent. Hij deed ook zeer gedetailleerde voorspellingen over hun eigenschappen en hoe ze zouden kunnen worden gedetecteerd. Daarom was hij er zo zeker van dat Boisbaudran de dichtheid van gallium verkeerd had gemeten, omdat al zijn andere eigenschappen hetzelfde waren als eka-aluminium. Toen in 1879 scandium werd ontdekt, en in 1886 - germanium.
“Eerst en vooral leek germanium ongelooflijk veel op ekosilicium. Toen het werd ontdekt, was het een schitterend succes van het periodieke systeem, dat Mendelejev werkelijk overal ter wereld verheerlijkte”, zegt Michael Gordin.
Maria Gunther
