Το 1869, ο Dmitri Mendeleev τοποθέτησε τα μέχρι τότε γνωστά στοιχεία σε έναν πίνακα και άφησε κενά για όσα δεν είχαν ακόμη ανακαλυφθεί - Το αξιοσημείωτο είναι ότι η χημεία είχε οργανωθεί αρκετά ώστε να προβλέπει τα ελλείποντα κομμάτια της πραγματικότητας (Science Daily)
Τον Μάρτιο του 1869, ο Dmitri Mendeleev παρουσίασε στη Ρωσική Χημική Εταιρεία έναν τρόπο διάταξης περίπου εξήντα στοιχείων που ήταν τότε γνωστά.
Τα ταξινόμησε κατά ατομικό βάρος και χώρισε τη σειρά σε γραμμές, ώστε στοιχεία με παρόμοια χημική συμπεριφορά να βρίσκονται στις ίδιες στήλες.
Στην περίπτωση που το πρότυπο απαιτούσε ένα στοιχείο που ακόμη δεν υπήρχε, ο Mendeleev δεν «έκλεισε» το κενό
Αντιθέτως, άφησε τον χώρο κενό και περιέγραψε τι θα έπρεπε τελικά να τον συμπληρώσει.
Η διάταξη είναι σήμερα τόσο οικεία ώστε τα κενά είναι εύκολο να παραβλεφθούν. Αυτά είναι το σημείο στο οποίο αξίζει να σταθεί κανείς.
Άλλοι είχαν ήδη παρατηρήσει ότι τα στοιχεία επαναλαμβάνουν τις ιδιότητές τους σε τακτά διαστήματα. Αυτό που έκανε ο Mendeleev με αυτή την επανάληψη ήταν διαφορετικό ως προς τον βαθμό: εμπιστεύτηκε το πρότυπο αρκετά ώστε να στοιχηματίσει εναντίον του υπάρχοντος καταλόγου και να δηλώσει, δημοσίως, ότι ο κατάλογος ήταν ελλιπής σε συγκεκριμένα σημεία και κατά συγκεκριμένες ποσότητες.
Πάνω σε τι βασίστηκε ο πίνακας
Η οργανωτική ιδέα ήταν η περιοδικότητα. Αν διατρέξει κανείς τα στοιχεία με σειρά αυξανόμενου ατομικού βάρους, οι ιδιότητές τους δεν αλλάζουν σταθερά, αλλά επαναλαμβάνονται κυκλικά.
Ένα δραστικό ελαφρύ μέταλλο ακολουθείται λίγα βήματα αργότερα από ένα άλλο δραστικό ελαφρύ μέταλλο, ένα έντονα οσμηρό αέριο από ένα άλλο έντονα οσμηρό αέριο.
Ο Mendeleev διέταξε τις γραμμές έτσι ώστε αυτές οι επαναλήψεις να στοιβάζονται σε κατακόρυφες ομάδες, με το λίθιο πάνω από το νάτριο πάνω από το κάλιο και ούτω καθεξής.
Το ατομικό βάρος ήταν η μοναδική ποσότητα που είχε στη διάθεσή του για ταξινόμηση. Δεν γνώριζε τι προκαλούσε την περιοδικότητα, επειδή η δομή του ατόμου απείχε ακόμη δεκαετίες από την ανακάλυψή της.
Εργαζόταν με μετρημένα βάρη και παρατηρούμενες χημικές ιδιότητες, τακτοποιώντας και τα δύο μέχρι οι στήλες να αποκτήσουν χημικό νόημα.
Σε ορισμένες περιπτώσεις τα βάρη και η χημεία διαφωνούσαν και εκείνος επέλεξε τη χημεία, τοποθετώντας ένα στοιχείο εκεί όπου ταίριαζε η συμπεριφορά του, ακόμη και όταν το μετρημένο βάρος του υποδείκνυε διαφορετική θέση.
Τα κενά και οι προβλέψεις
Για τρία από τα κενά σημεία, ο Mendeleev προχώρησε πέρα από το να αφήσει απλώς έναν κενό χώρο. Έδωσε στα άγνωστα στοιχεία προσωρινές ονομασίες βασισμένες στο σανσκριτικό πρόθεμα eka, που σημαίνει «ένα», έτσι ώστε το eka-αλουμίνιο να σημαίνει το στοιχείο μία θέση κάτω από το αλουμίνιο.
Για καθένα από αυτά εκτίμησε ένα ατομικό βάρος, μια πυκνότητα και ένα σύνολο χημικών ιδιοτήτων, αντλώντας τις πληροφορίες από τα γειτονικά στοιχεία που περιέβαλλαν το κενό.
Οι εκτιμήσεις ήταν αρκετά ακριβείς ώστε να μπορούν να ελεγχθούν. Το eka-αλουμίνιο εμφανίστηκε το 1875, όταν ο Γάλλος χημικός Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran απομόνωσε ένα νέο μέταλλο που ονόμασε γάλλιο. Η πυκνότητά του, όταν μετρήθηκε προσεκτικά, ταυτιζόταν με την τιμή που είχε δώσει ο Mendeleev.
Το eka-βόριο εμφανίστηκε το 1879 ως σκάνδιο, το οποίο ταυτοποιήθηκε από τον Lars Fredrik Nilson στη Σουηδία.
Το eka-πυρίτιο εμφανίστηκε το 1886 ως γερμάνιο, που ανακαλύφθηκε από τον Clemens Winkler στη Γερμανία, και οι ιδιότητές του αντιστοιχούσαν στην πρόβλεψη τόσο στενά ώστε η συμφωνία αυτή εξακολουθεί να διδάσκεται ως το κλασικό παράδειγμα αυτού του επεισοδίου.
Τρεις επιβεβαιωμένες προβλέψεις μέσα σε δεκαεπτά χρόνια έκαναν περισσότερα για τον πίνακα από όσα θα μπορούσε οποιοδήποτε επιχείρημα.
Ένα σύστημα που απλώς τακτοποιούσε τα γνωστά στοιχεία θα ήταν μία ευκολία ανάμεσα σε πολλές άλλες. Ένα σύστημα που ονόμαζε άγνωστα στοιχεία και περιέγραφε τις ιδιότητές τους πριν τα δει κανείς ήταν πολύ δυσκολότερο να απορριφθεί.
Δεν ήταν ο μόνος, και αυτό έχει σημασία
Ο Mendeleev δεν επινόησε την ιδέα ότι τα στοιχεία σχηματίζουν μια περιοδική σειρά.
Ο Alexandre-Émile Béguyer de Chancourtois τα είχε τοποθετήσει σε μια σπείρα το 1862. Ο John Newlands, στο Λονδίνο, είχε δημοσιεύσει τον «νόμο των οκτάβων» στα μέσα της δεκαετίας του 1860, παρατηρώντας ότι κάθε όγδοο στοιχείο έμοιαζε με το πρώτο, και είχε χλευαστεί γι’ αυτό.
Ο Γερμανός χημικός Lothar Meyer ανέπτυσσε τον δικό του πίνακα σχεδόν την ίδια περίοδο με τον Mendeleev και, ενδεχομένως, είχε αποτυπώσει πιο καθαρά την περιοδικότητα των φυσικών ιδιοτήτων.
Αυτό που ξεχώριζε την εκδοχή του Mendeleev δεν ήταν η προτεραιότητα αλλά το θάρρος.
Ο Newlands είχε αφήσει τα γνωστά στοιχεία να καθορίσουν το μήκος του προτύπου του. Ο Mendeleev άφησε το πρότυπο να καθορίσει το μήκος και αντιμετώπισε τις ασυμφωνίες ως ένδειξη ότι έλειπε κάποιο στοιχείο ή ότι ένα μετρημένο βάρος ήταν λανθασμένο, αντί να τις θεωρήσει απόδειξη εναντίον του συστήματος.
Ο ιστορικός Eric Scerri, ο οποίος έχει γράψει τη βασική σύγχρονη μελέτη για την ανάπτυξη του πίνακα, έχει υποστηρίξει ότι αυτή η προθυμία να υποταχθούν τα δεδομένα στο σύστημα και στη συνέχεια να διατυπωθούν επαληθεύσιμες προβλέψεις αποτελεί την καλύτερη εξήγηση για το γιατί το όνομα του Mendeleev συνδέθηκε με το αποτέλεσμα.
Πού έκανε λάθος ο πίνακας του 1869
Η ιστορία συνήθως παρουσιάζεται ως μια αδιάκοπη σειρά επιτυχημένων προβλέψεων. Δεν ήταν τόσο απλή.
Ο Mendeleev προέβλεψε στοιχεία που δεν ανακαλύφθηκαν ποτέ, συμπεριλαμβανομένων ελαφρών στοιχείων που πίστευε ότι θα βρίσκονταν πριν από το υδρογόνο, συνδεδεμένων αργότερα με την εσφαλμένη πεποίθησή του περί φωτοφόρου αιθέρα.
Αρκετές από τις άλλες παρεμβολές του επίσης δεν επιβεβαιώθηκαν όπως τις είχε περιγράψει.
Δύο μεγαλύτερα προβλήματα βρίσκονταν εντελώς έξω από τον πίνακα του 1869: Τα ευγενή αέρια, το αργό και τα συγγενικά του στοιχεία, ανακαλύφθηκαν τη δεκαετία του 1890 και σχημάτισαν μια ολόκληρη στήλη που το αρχικό σύστημα δεν είχε προβλέψει. Ο Mendeleev αρχικά δίσταζε να τα αποδεχθεί.
Και η ίδια η αρχή της ταξινόμησης ήταν ελλιπής. Ορισμένα ζεύγη στοιχείων, μεταξύ αυτών το τελλούριο και το ιώδιο, βρίσκονταν στη σωστή χημική θέση αλλά με λανθασμένη σειρά ως προς το βάρος.
Η εξήγηση έγινε σαφής μόνο το 1913, μετά τον θάνατο του Mendeleev, όταν ο Henry Moseley έδειξε ότι τα στοιχεία ταξινομούνται σωστά όχι με βάση το βάρος αλλά με βάση το πυρηνικό φορτίο, δηλαδή τον ατομικό αριθμό.
Ο πίνακας που ο Mendeleev κατασκεύασε μέσω χημικής διαίσθησης αποδείχθηκε ότι παρακολουθούσε ένα φυσικό μέγεθος που δεν είχε κανέναν τρόπο να μετρήσει.
Αυτή είναι η πραγματική εικόνα. Τα κενά ήταν το επίτευγμα, και τα σημεία που συμπλήρωσε λανθασμένα ανήκουν στην ίδια αφήγηση με τα σημεία που συμπλήρωσε πριν από οποιονδήποτε άλλο.
Το σημείο που αξίζει να διατηρηθεί
Μέχρι το 1869 η χημεία των στοιχείων είχε οργανωθεί αρκετά ώστε ένα ελλείπον κομμάτι να μπορεί να περιγραφεί πριν ακόμη ανακαλυφθεί.
Πρόκειται για ένα ιδιαίτερο είδος βεβαιότητας, και είναι σπανιότερο απ’ ό,τι δείχνει ο ολοκληρωμένος πίνακας.
Απαιτεί ένα πρότυπο αρκετά αξιόπιστο ώστε να επιτρέπει την εξαγωγή συμπερασμάτων πέρα από τα γνωστά δεδομένα, και κάποιον πρόθυμο να ελεγχθεί απέναντι σε ένα κενό τετράγωνο.
Ο Mendeleev ήταν πρόθυμος να ελεγχθεί και, κατά τη διάρκεια της ζωής του, τρία από τα κενά τετράγωνα συμπληρώθηκαν πολύ κοντά σε εκείνα τα σημεία όπου είχε πει ότι θα βρίσκονταν.
Εκείνα που δεν συμπληρώθηκαν ποτέ, καθώς και ο βαθύτερος κανόνας που αποκαλύφθηκε μόνο μετά τον θάνατό του, αποτελούν μέρος του λόγου για τον οποίο ο πίνακας είναι ενδιαφέρων και όχι απλώς χρήσιμος.
Ήταν αρκετά σωστός ώστε να επιτρέπει προβλέψεις, αλλά και λανθασμένος με τρόπους που υπέδειξαν τη φυσική που κρυβόταν από κάτω
www.worldenergynews.gr
