Периодическая таблица глядит вниз от стен почти в каждой лаборатории химии. Таблица составлена Дмитрием Менделеевым , русским химиком, который в 1869 году записал на карточках известные элементы (которых в то время было 63), а затем расположил их в столбцах и строках в соответствии с их химическими и физическими свойствами. Чтобы отпраздновать 150-летие этого поворотного момента в науке, ООН провозгласила 2019 год Международным годом Периодической таблицы .

Но периодическая таблица фактически не начиналась с Менделеева. Многие возились с расстановкой элементов. Десятилетиями ранее химик Джон Далтон пытался создать таблицу, а также некоторые довольно интересные символы для элементов (они не завоевали популярность). И всего за несколько лет до того, как Менделеев сел со своей колодой самодельных карт, Джон Ньюлендс также создал таблицу, сортирующую элементы по их свойствам.

Гениальность Менделеева заключалась в том, что он оставил вне своего стола. Он признал, что некоторые элементы отсутствовали, но еще не были обнаружены. Поэтому, когда Далтон, Ньюлэндс и другие изложили то, что было известно, Менделеев оставил место для неизвестного. Еще более удивительно, что он точно предсказал свойства недостающих элементов.

Заметьте вопросительные знаки в его таблице выше? Например, рядом с Al (алюминий) есть место для неизвестного металла. Менделеев предсказал, что он будет иметь атомную массу 68, плотность шесть грамм на кубический сантиметр и очень низкую температуру плавления. Шесть лет спустя Пол Эмиль Лекок де Буасбаудран выделил галлий и убедился, что он прорезал щель прямо в зазоре с атомной массой 69,7, плотностью 5,9 г / см³ и температурой плавления настолько низкой, что он становится жидким в вашей руке . Менделеев сделал то же самое для скандия, германия и технеция (который не был обнаружен до 1937 года, 30 лет после его смерти).

На первый взгляд таблица Менделеева не очень похожа на ту, с которой мы знакомы. Во-первых, в современном столе есть куча элементов, которые Менделеев упустил из виду (и не смог освободить место), прежде всего благородные газы (такие как гелий, неон, аргон). И таблица ориентирована иначе, чем наша современная версия, с элементами, которые мы теперь размещаем вместе в столбцах, расположенных в строках.

Но как только вы дадите столу Менделеева поворот на 90 градусов, сходство с современной версией станет очевидным. Например, галогены — фтор (F), хлор (Cl), бром (Br) и йод (I) (символ J в таблице Менделеева) — появляются рядом друг с другом. Сегодня они расположены в 17-м столбце таблицы (или 17-й группе, как химики предпочитают называть это).

Период экспериментирования

Это может показаться небольшим скачком от этой привычной схемы, но спустя годы после публикаций Менделеева было много экспериментов с альтернативными схемами расположения элементов. Еще до того, как стол получил постоянный поворот под прямым углом, люди предложили несколько странных и замечательных поворотов.

Один особенно поразительный пример — спираль Генриха Баумхауэра , опубликованная в 1870 году, с водородом в центре и элементами с возрастающей атомной массой, спиральными наружу. Элементы, которые попадают на каждую спицу колеса, имеют общие свойства, так же как и элементы в столбце (группе) в сегодняшней таблице. Была также довольно странная формулировка Генри Бассета 1892 года.

Тем не менее, к началу 20-го века стол утвердился в привычном горизонтальном формате с поразительно современной версией Генриха Вернера в 1905 году. Впервые благородные газы оказались в их теперь привычном положении в крайнем правом углу. стола. Вернер также попытался взять листок из книги Менделеева, оставив пробелы, хотя он, скорее, переусердствовал в работе по догадкам с предложениями об элементах, более легких, чем водород, и о другом положении между водородом и гелием (ни один из которых не существует).

Несмотря на эту довольно современно выглядящую таблицу, предстояло еще немного переставить. Особенно влиятельной была версия Чарльза Джанет . Он применил подход физика к столу и использовал недавно открытую квантовую теорию для создания схемы, основанной на электронных конфигурациях. Получившаяся таблица « левого шага » все еще предпочитается многими физиками. Интересно, что Джанет также предоставила место для элементов вплоть до числа 120, несмотря на то, что в то время было известно только 92 (сейчас у нас всего 118).

Современная таблица на самом деле является прямой эволюцией версии Джанет . Щелочные металлы (группа, увенчанная литием) и щелочноземельные металлы (увенчанные бериллием) сместились из крайнего правого в крайнее левое положение, чтобы создать очень широкую (длинную форму) периодическую таблицу. Проблема с этим форматом заключается в том, что он плохо помещается на странице или плакате, поэтому в основном по эстетическим соображениям элементы f-блока обычно вырезаются и размещаются под основной таблицей. Вот так мы и подошли к столу, который узнаем сегодня.

Это не значит, что люди не работали с макетами, часто как попытка выделить корреляции между элементами, которые не всегда очевидны в обычной таблице. Существуют буквально сотни вариантов (см. Базу данных Марка Лича ), в которых особенно популярны спирали и 3D-версии , не говоря уже о нецензурных вариантах.

Как насчет моего собственного сочетания двух знаковых графиков , таблицы Менделеева и карты лондонского метро Генри Бека ниже?

Или головокружительный набор имитаций, целью которых является научный подход к категоризации всего, от пива до персонажей Диснея , и моей любимой « иррациональной чепухи». Все это показывает, как периодическая таблица элементов стала символом науки.