جدول مندلیف ۱۵۰ ساله شد

periodic table حق نشر عکس Getty Images

نسلها است که در کتاب‌های درسی دنیا جدولی است که برای از بر کردن آن شعرها ساخته شده و نامش با خاطره مدرسه و کودکی پیوند خورده است.

در صد و پنجاهمین سالگرد ابداع این جدول، سازمان ملل سال ۲۰۱۹ را "سال جهانی جدول تناوبی عناصر" نامیده و "یکی از بزرگترین دستاوردهای بشر" را گرامی داشته است، دستاوردی که "پایه نه فقط شیمی بلکه پایه فیزیک، زیست‌شناسی و تمام علوم پایه" است. تقریبا همه ما این جدول به نام مبتکرش می‌شناسیم، دیمیتری مندلیف.

در کودکی شاید زیبایی‌ این جدول را نمی‌دیدیم و دچار عذاب حفظ کردنش بودیم اما بیشتر آنچه مندلیف ارائه کرد از آزمون زمان سربلند بیرون آمده در حالی که در آن زمان تقریبا درباره عناصری که تمام مواد را می‌سازند چیز زیادی نمی دانستیم.

موجودات فضایی

دکتر پیتر وترز متخصص جدول تناوبی در دانشگاه کمبریج است. او کلاس‌های آموزش این جدول را در دانشگاه اداره می‌کند و معتقد است:

"اگر موجودات فضایی به کره زمین می‌آمدند، این پرچم دانش از نظرشان دور نمی‌ماند."

او فکر می‌کند که موجودات فضایی هم باید جدول مندلیف داشته باشند:

"برای اینکه این جدول اساس همه چیز است، فقط مخلوق بشر نیست، چیزی بنیادی و ذاتی در آن هست، اساس قوانین فیزیک و شیمی است."

حق نشر عکس Getty Images
Image caption مندلیف چند سال پیش از ارائه جدولش

قانون شیمی

مندلیف (۱۹۰۷-۱۸۳۴) دانشمند روس اولین جدول تناوبی را در سال ۱۸۶۹ ابداع کرد. او ۶۳ عنصری را که در آن زمان شناخته شده بودند بر اساس جرم اتمی در جدولی مرتب کرد. او اولین کسی نبود که چنین می‌کرد اما خلاقیتی شگرف به خرج داد، عناصر با ویژگی‌های مشابه را هم‌گروه کرد و جای عناصری که کشف نشده بودند را خالی گذاشت تا بعد پر شوند.

دکتر وترز می‌گوید: "مدتها بود که دیگران هم همین کار می‌کردند اما سرانجام یک اساس طبیعی برای آن پیدا شد، قانونی که نشان می‌داد عناصر باید به این شکل مرتب شوند."

حق نشر عکس WELLCOME COLLECTION
Image caption جدولی مشابه جدول مندلیف

"روشن است که مندلیف در آن زمان درباره ساختار درونی اتم چیزی نمی‌دانست و فقط بر اساس وزن (جرم) اتم آنها را مرتب کرد."

بعد از کشف پروتون، دانشمندان فهمیدند که عدد اتمی هر عنصر با تعداد پروتون‌ها در هسته اتم برابر است. بنابراین در جدول مندلیف مدرن، عناصر بر اساس عدد اتمی مرتب شده‌اند نه بر اساس جرم اتمی."

در جدول مندلیف امروزی حدود صد عنصر بر اساس افزایش عدد اتمی مرتب شده‌اند و خواص عناصر الگویی تکرار شونده دارند و به همین دلیل هم به آن جدول تناوبی می گویند.

در حال حاضر تناوب (ردیف) هفتم جدول با اضافه شدن چهار عنصر در سال ۲۰۱۵ کامل شده است.

حق نشر عکس Getty Images
Image caption جدول مندلیف امروزی

کامل شدن ردیف هفتم سبب شده که دکتر وترز جدول فعلی را "کامل و زیبا" بداند:

"در این لحظه، دقیقا در همین سال، ما این افتخار را داریم که جدول تناوبی را در کاملترین شکلش ببینیم، شاید هم در کاملترین شکلش برای همیشه."

"الان برای ساخت اتم‌های سنگین‌تر کار می‌شود و اگر موفق شوند جدول تناوبی دوباره تغییر می‌کند."

"اولین عنصری که کشف شود باعث اضافه شدن ردیف هشتم می‌شود و جدول زیبایی‌اش را از دست می‌دهد و به نظرم اشتباه نیست که بگویم ردیف هشتم کامل نخواهد شد."

حق نشر عکس UNIVERSITY OF ST ANDREWS
Image caption یک جدول تناوبی که اخیرا در دانشگاه سنت اندروز پیدا شد و ده سال پیش از جدول مندلیف تهیه شده است

آیا می دانستید که:

  • دهکده ای کوچک در نزدیکی استکلهم به نام هنربی زادگاه چهار عنصر جدول تناوبی است. ایتریوم (Y۳۹)، تربیوم (Tb۶۵)، اربیوم( Er۶۸) و ایتربیوم (Yb۷۰). این عناصر در نمونه‌ای یافت شدند که از معدنی در نزدیکی این روستا گرفته شده بود.
  • توریم ( Th۹۰) عنصری طبیعی با فعالیت رادیو اکتیو ضعیف نامش را از تور- خدای تندر در اساطیر اروپای شمالی گرفته است. این عنصر را یونس یاکوب برزلیوس شیمیدان سوئدی کشف کرد. توریم در مقادیر کم در بیشتر سنگ و خاک یافت می‌شود و سه برابر فراوانتر از اورانیوم است. این عنصر به عنوان جانشین اورانیوم برای نیروگاه‌های هسته‌ای شناخته می‌شود.
  • تنها یک دانشمند که نامش بر روی عنصری در جدول تناوبی گذاشته شده زنده است، یوری اُگانسیان شیمیدان روس-ارمنی. به او لقب آقای عنصر ۱۱۸ داده‌اند. اگانسیان و همکاران روسش این عنصر -با علامت اختصاری Og- را در سال ۲۰۰۲ ساختند. او در کنار اینشتین و نیلز بور یکی از پانزده دانشمندی است که نامشان بر عناصر جدول گذاشته شده است. فقط دو دانشمند در طول حیات به این افتخار رسیده‌اند، اولی گلن سیبورگ (۱۹۹۹-۱۹۱۲) که نامش را بر عنصر مصنوعی سیبورگیوم (Sg۱۰۶) گذاشت و دومی اگانسیان که هشتاد و پنج سال دارد.
Image caption یوری اُگانسیان
  • دو عنصر نام زنان دانشمند را بر خود دارند، کوریوم (Cm۹۶) که به نام ماری کوری نامیده شده و میتنریوم (Mt۱۰۹) که نامش را از لیز میتنر گرفته است (نفر سوم از چپ در عکس پایین). میتنر با اتو هان شیمیدان اتریشی کار می‌کرد که برنده جایزه نوبل شد. میتنر در دانشگاه وین و بعد در دانشگاه برلین کار کرد و در سال ۱۹۳۸ به دلیل تبار یهودی‌اش مجبور شد از آلمان نازی به سوئد برود اما ارتباطش را با اتو هان حفظ کرد. این دو روندی را کشف کردند که به شکافت هسته‌ای معروف شد. نام او پس از مرگ بر عنصر مصنوعی میتنریوم گذاشته شد که در سال ۱۹۸۲ در آلمان کشف شد.

سال ۲۰۱۵ سال کم نظیری در تاریخ جدول تناوبی است که دسامبر آن سال چهار عنصر کشف شده است. این عناصر بعدا نیهونیوم (Nh۱۱۳)- برگرفته از کلمه نیهون، نامی که ژاپنی‌ها کشورشان را می‌نامند- موسکوویم (Mc۱۱۵) -برگرفته از نام مسکو پایتخت روسیه، تنسین (Ts۱۱۷)- برگرفته از نام ایالت تنسی آمریکا نامیده شدند. عنصر چهارم اُگانسون همانی بود که اُگانسیان کشف کرد.

موضوعات مرتبط