Združeni narodi so leto 2019 razglasili za leto periodnega sistema elementov, kar sovpada s 150. obletnico njegovega odkritja in 230. obletnico Lavoisierjeve razvrstitve 33 elementov, kar je bila ena izmed prednic sistema, kot ga poznamo danes. Ob vprašanju kdo je prvi zapisal periodni sistem, večina ljudi pomisli na ruskega kemika Dimitrija Ivanoviča Mendelejeva, vendar je odgovor bolj zapleten.
Mendelejev ni bil prvi, ki je poskusil urediti kemijske elemente
Raziskovanja povezav med lastnostmi kemijskih elementov se je lotilo več kemikov že pred Mendelejevim. Leta 1789 je Antoine Lavosier razvrstil 33 do takrat znanih elementov v kategorije plini, nekovine, kovine in “zemlje”. Med drugimi je k nastanku periodnega sistem pomembno prispeval tudi Johann Doebereiner, ki je leta 1829 pokazal, da lahko določene elemente na osnovi podobnih lastnosti razvrsti v skupine po tri, v t.i. triade (npr. litij, natrij, kalij). Drugi znanstveniki njegovemu delu niso pripisovali večjega pomena, saj so menili, da so te povezave zgolj naključne.
Pomemben korak k razvoju periodnega sistema se je zgodil leta 1860, ko je Stanislao Cannizzaro na prvem mednarodnem kemijskem kongresu v Nemčiji predstavili idejo o uporabi atomskih mas pri razvrščanju kemijskih elementov. Njegova predstavitev je navdušila mlada kemika Juliusa Lothra Meyerja in Dimitrija Mendelejeva, ki takrat še nista vedela, da bosta postala najpomembnejši figuri pri razvoju periodnega sistema. Slednja sta namreč leta 1869 (Mendelejev) in 1870 (Meyer) neodvisno eden od drugega objavila periodni sistem, v katerem sta elemente razvrstila glede na njihovo atomsko maso.
Od kemijske pasjanse do periodnega sistema
Dimitrij Ivanovič Mendelejev (1834-1907) je bil najmlajši izmed sedemnajstih otrok. Njegova mati je bila odločena, da mu bo omogočila visoko izobrazbo, zato ga je pri njegovih petnajstih letih odpeljala iz domače vasi v Sibiriji v Sankt Peterburg, kjer je kasneje magistriral in se nato posvetil raziskavam na področju organske kemije.
Mendelejev se je pričel ukvarjati z razvrščanjem elementov leta 1867, ko je bil imenovan za vodjo Katedre za kemijo na Univerzi v Sankt Peterburgu. Bil je tudi predan učitelj in zaradi pomanjkanja dobrih kemijskih učbenikov v ruščini se je odločil, da bo sam napisal učbenik, ki bo vseboval tudi tabelo do takrat znanih kemijskih elementov.
Organiziranja elementov se je lotil tako, da je zapisal lastnosti elementov na kartonske kartice in jih na dolgih potovanjih z vlakom razvrščal, podobno kot bi z njimi igral pasjanso. Ko je elemente razvrščal na podlagi atomske mase, je našel določene vzorce in jih na osnovi tega razdelil v skupine. Največja lepota njegovega periodnega sistema je v tem, da je na podlagi atomskih števil predvidel kje v periodnem sistemu se bodo nahajali novi elementi, ki jih takrat še niso poznali in na podlagi njihove pozicije je celo predvidel njihove lastnosti.
Mendelejev je leta 1869 objavil učbenik Osnove kemije v ruščini, v katerega je vključil tudi periodni sistem. Ta v Mendelejevih očeh ni bil izjemno odkritje, temveč predvsem pripomoček za učitelje, ki so lahko tako na enostaven način predstavili veliko količino informacij.
Periodni sistem je nato objavil tudi v reviji ruskega kemijskega društva (Journal of the Russian Chemical Society) in ker so bili v tistem času jeziki znanosti angleščina, francoščina ter nemščina, se je odločil objaviti tudi v nemški Reviji za kemijo in farmacijo (Zeitschrift fuer Chemie und Pharmacie), da bi s tem dosegel širše občinstvo. V naslednjih petnajstih letih so kemiki odkrili tri od petih elementov, ki jih je predvidel v periodnem sistemu in ko so se njegova predvidevanja glede njihovih lastnosti izkazala za izjemno natančna, je to Mendelejevu prineslo veliko spoštovanje s strani kemikov s celotnega sveta.
Istočasno kot Mendelejev, je periodni sistem razvijal tudi Julius L. Meyer
Julius Lothar Meyer (1830-1895) je bil nemški kemik, ki je, tako kot pred njim angleški kemik John Newlands, ugotovil, da lahko elemente na podlagi njihovih atomskih mas razvrstimo v skupine, ki imajo določene skupne kemijske in fizikalne lastnosti. Že leta 1864 je objavil knjigo Die modernen Theorien der Chemie, v kateri je predstavil zgodnjo verzijo periodnega sistema, ki je vključeval 28 elementov, razvrščenih v šest skupin na podlagi njihove valenčnosti.
Mendelejev z njegovim delom ni bil seznanjen in raziskovalca se nista poznala niti še štiri leta pozneje, ko je Meyer pripravil posodobljeno verzijo periodnega sistema. Ta je bila zelo podobna Mendelejevemu periodnemu sistemu, vendar je bil njegov periodni sistem objavljen šele leta 1870, torej nekaj mesecev za Mendelejevim.
Meyer je sicer (tako kot Mendelejev) predvideval mesta v periodnem sistemu, kjer naj bi se nahajali še neodkriti elementi, vendar sam teh vrzeli ni zapolnil s predvidevanji o lastnostih elementov. To je eden izmed glavnih argumentov zgodovinarjev, zakaj največ zaslug za razvoj periodnega sistema pripisujejo Mendelejevu.
Meyerjev periodni sistem (vir: Kislakov center za posebne izdaje, redke knjige in rokopise, Univerza v Pensilvaniji).
Spor za priznanje
Po objavi obeh periodnih sistemov se je med znanstvenikoma vnel hud spor za priznanje. Raziskovalca sta še dolga leta v nemških kemijskih revijah razpravljala o svojih zaslugah, pri čemer je Meyer vztrajal, da je pomembno prispeval k procesu razvoja periodnega sistema, medtem ko mu Mendelejev ni želel priznati nobenih zaslug.
Takrat so mnogi raziskovalci pripisovali zasluge obema in leta 1882 sta celo skupaj prejela Davyjevo medaljo Kraljeve družbe (angl. Royal society) za razvoj periodnega sistema. Njuna bitka se je končala šele leta 1895 s smrtjo Meyerja. Mendelejev je do svoje smrti leta 1907 vztrajno promoviral svoje mnenje, da je le on zaslužen za razvoj periodnega sistema.
Mendelejev za svoje delo nikoli ni prejel Nobelove nagrade
Navkljub temu, da je Mendelejev užival veliko spoštovanje s strani mnogih znanstvenikov po celotni Evropi in prejel več evropskih priznanj za svoje delo, se mu je največje znanstveno priznanje, Nobelova nagrada, izmuznilo.
Mendelejev je bil leta 1905 izvoljen za člana Kraljeve švedske akademije znanosti in nato leta 1906 s strani kemijskega odbora Kraljeve švedske akademije predlagan za prejemnika Nobelove nagrade za kemijo. Običajno so predstavniki Kraljeve švedske akademije znanosti predlog kemijskega odbora potrdili, vendar je tokrat Peter Klason, član odbora, ki je nasprotoval nominaciji Mendelejeva, predlagal, da bi nagradili Henrija Moissana.
Njegov predlog je podprl tudi Svante Arrhenius, ki sicer ni bil član kemijskega odbora, vendar je bil vpliven član akademije in je nominaciji Mendelejeva nasprotoval z argumentom, da naj bi od razvoja periodnega sistema minilo že preveč časa. Slednji naj bi gojil zamero do Mendelejeva zato, ker naj bi ta javno kritiziral Arrheniusovo teorijo elektrolitske disociacije.
Na koncu so Nobelovo nagrado za kemijo leta 1906 podelili Moissanu, Mendelejeva pa so ponovno poskusili nominirati prihodnje leto, vendar so tudi tokrat naleteli na močan odpor Arrheniusa, zaradi česar je šla Nobelova nagrada za kemijo leta 1907 v roke Eduardu Buchnerju. Leta 1908 je Mendelejev umrl in s tem se je končala tudi bitka za njegovo Nobelovo nagrado.
Literatura
- Rouvray D.H., 2004. Elements in the history of the periodic table. Endeavour, 28(2):69-74.
- Science History Institute, 2017. Julius Lothar Meyer and Dmitri Ivanovich Mendeleev. Science History Institute (https://www.sciencehistory.org/historical-profile/julius-lothar-meyer-and-dmitri-ivanovich-mendeleev).
- Meyer M., 2013. An Element of Order. Distillations (https://www.sciencehistory.org/distillations/magazine/an-element-of-order).
- Sacks O., 1999. Best invention: Everything in its place. The New York Times Magazine.
