Της Καμέλια Σινταχμέτ
Στις 8 Φεβρουαρίου 1834 γεννήθηκε ο Ρώσος χημικός Ντμίτρι Ιβάνοβιτς Μεντελέγιεφ, ο πατέρας του περιοδικού πίνακα των χημικών στοιχείων. Οι περισσότεροι θα έχετε δει κάποια στιγμή τον διάσημο πίνακα. Αυτό που δεν είναι, όμως, τόσο γνωστό είναι πως δεν πρόκειται για μια απλή «λίστα», αλλά για ένα σημαντικό και συνεχώς εμπλουτιζόμενο επιστημονικό εργαλείο, για την κατασκευή του οποίου έχουν προηγηθεί μελέτες εκατοντάδων ετών.
Ο περιοδικός πίνακας χρησιμοποιείται όχι μόνο για την οργανωμένη μελέτη των στοιχείων, αλλά και για την πρόβλεψη δομών, πιθανών αντιδράσεων και φυσικοχημικών ιδιοτήτων, όπως η πυκνότητα, η σκληρότητα και το σημείο τήξης.
Ο Μεντελέγιεφ πραγματοποίησε τις σπουδές του στη Ρωσία και τη Γερμανία και, στη συνέχεια, εργάστηκε στην Αγία Πετρούπολη ως καθηγητής και ερευνητής. Εκτός από την κατασκευή του πρώτου περιοδικού πίνακα, ο Ρώσος χημικός ασχολήθηκε και με τη φυσικοχημεία, τη χημεία του πετρελαίου και την έννοια του αιθέρα, του συστατικού που πιστευόταν πως περιβάλλει τη Γη και γεμίζει το «κενό» στο Σύμπαν, ενώ υπήρξε συνιδρυτής της Ρωσικής Χημικής Εταιρείας και διευθυντής του Γραφείου Μέτρων και Σταθμών. Πέθανε το 1907 και το στοιχείο με ατομικό αριθμό 101 ονομάστηκε αργότερα Μεντελέβιο, προς τιμήν του.
Ο άνθρακας, το θείο και αρκετά μέταλλα ήταν γνωστά από την αρχαιότητα. Περισσότερα στοιχεία ανακαλύφθηκαν από τους αλχημιστές του Μεσαίωνα, ενώ οι ανακαλύψεις αυξήθηκαν ραγδαία τον 18ο και τον 19ο αιώνα. Στις αρχές του 19ου αιώνα έγιναν οι πρώτες ομαδοποιήσεις γνωστών στοιχείων με κοινές ιδιότητες και, μερικά χρόνια αργότερα, οι πρώτες προσπάθειες ταξινόμησης με βάση το ατομικό βάρος.
Το 1869 ο Μεντελέγιεφ υποστήριξε πως υπάρχει περιοδικότητα στις παρατηρούμενες ομοιότητες των ιδιοτήτων των στοιχείων, τη συσχέτισε με το ατομικό βάρος και έφτιαξε τον πρώτο περιοδικό πίνακα, με τα γνωστά στοιχεία κατανεμημένα σε γραμμές και στήλες, τον οποίο αναθεώρησε το 1871. Σ' αυτή την έκδοση του πίνακα, άφησε κενά στα σημεία όπου πίστευε πως θα προστεθούν νέα στοιχεία.
Μάλιστα, έκανε προβλέψεις για τις ιδιότητες που θα είχαν αυτά, με βάση τις ιδιότητες των γνωστών γειτονικών, οι οποίες αποδείχθηκαν πολύ επιτυχημένες! Η χρήση του περιοδικού πίνακα ως εργαλείο πρόβλεψης ήταν και η μεγαλύτερη καινοτομία του χημικού.
Η δομή των ατόμων βρέθηκε στις αρχές του 20ού αιώνα και το 1913 ο Χένρι Μόζελεϊ πρότεινε τον ατομικό αριθμό, δηλαδή τον αριθμό των πρωτονίων ενός ατόμου του στοιχείου, ως κριτήριο για την ταξινόμηση. Η νέα δομή του περιοδικού πίνακα αιτιολογούσε όλες τις περιοδικές ομοιότητες, διορθώνοντας ανακρίβειες, και οι κενές θέσεις του Μεντελέγιεφ συμπληρώθηκαν τα επόμενα χρόνια.
Ο σύγχρονος περιοδικός πίνακας είναι μια κατανομή τόσο των στοιχείων που βρέθηκαν στη φύση, όσο και αυτών που έχουν συντεθεί από εμάς, με σειρά αύξοντα ατομικού αριθμού. Αποτελείται από 7 οριζόντιες γραμμές, τις περιόδους, και 18 κάθετες στήλες, που ονομάζονται ομάδες, με τα στοιχεία καθεμιάς να έχουν παρόμοιες ιδιότητες.
Οι δύο ξεχωριστές σειρές που απεικονίζονται στο κάτω μέρος περιλαμβάνουν στοιχεία που τοποθετούνται στην τρίτη στήλη της έκτης και έβδομης περιόδου, αντίστοιχα. Πρόκειται για τις λανθανίδες, σπάνια παρόμοια μεταξύ τους μέταλλα, και τις ακτινίδες, ραδιενεργά μέταλλα.
Οι τελευταίες προσθήκες
Το πρώτο τεχνητό στοιχείο φτιάχτηκε το 1937 και ονομάστηκε τεχνήτιο. Ηταν ένα από τα στοιχεία την ύπαρξη των οποίων είχε προβλέψει ο Μεντελέγιεφ και την ανακάλυψή του ακολούθησε η προσθήκη πολλών τεχνητών στοιχείων στον περιοδικό πίνακα. Το 2016 προστέθηκαν τέσσερα νέα, συμπληρώνοντας την έβδομη περίοδο. Πρόκειται για τα χημικά στοιχεία με ατομικούς αριθμούς 113, 115, 117 και 118, τα οποία ονομάστηκαν νιχόνιο, μοσκόβιο, τενέσιο και ογκανέσσιο, αντίστοιχα.
Το νιχόνιο ανακαλύφθηκε στην Ιαπωνία και πήρε το όνομά του από τις ιαπωνικές λέξεις που σημαίνουν «χώρα του ανατέλλοντος ηλίου», το όνομα της Ιαπωνίας. Τα υπόλοιπα τρία στοιχεία προέκυψαν από έρευνες που πραγματοποιήθηκαν στη Μόσχα και το Τενεσί των ΗΠΑ, πόλεις που έδωσαν τα όνομά τους στα δύο πρώτα, ενώ το ογκανέσσιο πήρε το όνομά του από τον Ρώσο πυρηνικό φυσικό που ηγήθηκε των ερευνών και έχει συμβάλει καθοριστικά στην ανάπτυξη τεχνικών ανακάλυψης στοιχείων.
Τα τέσσερα στοιχεία κατασκευάστηκαν σε μικρές ποσότητες στο εργαστήριο και είναι πολύ ασταθή υπερβαρέα μέταλλα, που αποσυντίθενται σε μερικά δευτερόλεπτα. Συνεπώς η σύνθεσή τους έχει καθαρά ερευνητική αξία και όχι κάποια πρακτική εφαρμογή. Κατά τη διάσπασή τους εκπέμπεται ραδιενέργεια, την οποία μετράμε με ειδικά όργανα, για να επιβεβαιώσουμε την παρουσία τους.
* Κάθε ημέρα, οι συνεργάτες του μη κερδοσκοπικού οργανισμού επικοινωνίας επιστημονικών θεμάτων στο ευρύ κοινό SciCo παρουσιάζουν με απλά λόγια ένα θέμα που φέρνει την επιστήμη πιο κοντά μας.
** Το άρθρο δημοσιεύθηκε στην εφημερίδα «Φιλελεύθερος», αρ. φύλλου 55.
