Am 6. März 1869 präsentierte Dmitry Mendeleev der Russischen Chemischen Gesellschaft eine Methode zur Organisation chemischer Elemente. Das Interessanteste ist, dass der russische Chemiker nicht wissen konnte, warum sein Tisch genau so aussah, aber dennoch die chemischen Elemente nach dem richtigen Prinzip ordnete und sogar die Entdeckung von drei Elementen vorhersagte, die noch nicht bekannt waren, schreibt "Dagens Nycheter".
Am 6. März 1869 präsentierte Dmitry Mendeleev der Russischen Chemischen Gesellschaft eine Methode zur Organisation chemischer Elemente. Um den 150. Jahrestag dieser Veranstaltung zu feiern, haben die Generalversammlung der Vereinten Nationen und die UNESCO 2019 zum Internationalen Jahr des Periodensystems erklärt.
Als der französische Chemiker Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran 1875 die Mineralien der Pyrenäen untersuchte, entdeckte er ein neues Element, das er nach dem römischen Namen für Frankreich Gallium nannte. Er berichtete über seine Entdeckung, erhielt jedoch bald einen Brief, in dem er gebeten wurde, die Dichte des Elements erneut zu untersuchen, da er es wahrscheinlich falsch gemessen hatte. De Boisbaudran tat dies und stellte fest, dass der Absender des Briefes, der russische Chemiker Dmitry Mendeleev, Recht hatte. Die Dichte des Elements betrug nicht 4,7 Gramm pro Quadratzentimeter, wie er ursprünglich dachte, sondern 5,9 - fast die gleiche, wie Mendeleev vorausgesagt hatte.
"Danach wurde das Periodensystem auf der ganzen Welt berühmt", sagt Michael Gordin, Professor für moderne Geschichte an der Princeton University und Autor von A Well-Ordered Thing: Dmitrii Mendeleev und der Schatten des Periodensystems).
Alles begann im Februar 1869 in St. Petersburg. Dmitry Mendeleev schrieb ein Lehrbuch über Chemie in zwei Bänden. Der erste Teil war bereits fertig: Er widmete die ersten 500 Seiten des Buches den vier Elementen Kohlenstoff, Sauerstoff, Wasserstoff und Stickstoff. Im letzten Kapitel beschreibt Mendeleev die sogenannten Halogene: Fluor, Chlor, Brom und Jod - eine Gruppe von Elementen, deren Eigenschaften sehr ähnlich sind. Zum Beispiel reagieren sie leicht mit Metallen und bilden Salze wie Natriumchlorid, das übliches Salz in Lebensmittelqualität ist.
Der zweite Band sollte nicht weniger dick sein. Aber von 63 bekannten Elementen erzählte der Chemiker im ersten Teil nur etwa acht.
„Er hatte noch 55 Elemente im zweiten Band zu präsentieren. Deshalb hat er versucht, sie so zu organisieren, dass er sie so wirtschaftlich wie möglich beschreiben kann “, sagt Michael Gordin.
Zunächst dachte Dmitry Mendeleev über Alkalimetalle nach - Lithium, Natrium, Kalium und Rubidium. All dies sind weiche und leichte Metalle, die aktiv mit Wasser interagieren und eine alkalische Base bilden, dh eine Lösung mit einem hohen pH-Wert. Beim Vergleich ihres Atomgewichts oder ihrer Atommasse (ein Maß für das Gewicht eines Atoms einer Substanz) stellte er fest, dass der Unterschied zwischen zwei Alkalimetallen dem Unterschied zwischen zwei Halogenen sehr ähnlich ist.
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"Er begann zu glauben, dass es ein natürliches System geben könnte, um dieses Phänomen zu erklären", sagt Michael Gordin.
Es gibt viele verbreitete Mythen darüber, wie Dmitry Mendeleev auf die Idee des Periodensystems kam. Einige sagen, dass er ein Kartenspiel mit den Eigenschaften chemischer Elemente auf den Karten hatte, während andere sagen, dass die endgültige Entscheidung in einem Traum zu ihm gekommen ist. Laut Michael Gordin ist dies jedoch nicht der Fall. Aus Mendeleevs Dokumenten geht hervor, dass er den Tisch Schritt für Schritt baute, dabei von Halogenen und Alkalimetallen ausging und dann versuchte, geeignete Stellen für andere Elemente zu finden.
Schließlich stellte er fest, dass alles fertig war, schrieb das Manuskript neu und schickte es an die Presse. Das Werk wurde am 17. Februar 1869 veröffentlicht, was eigentlich den 1. März 1869 bedeutet, da Russland damals noch nicht auf den Gregorianischen Kalender umgestellt hatte. Dmitri Mendeleev schrieb den Titel auf Russisch und Französisch: "Erfahrung in der Klassifizierung von Elementen anhand ihres Atomgewichts und ihrer chemischen Ähnlichkeit" (Tendenz, mit anderen Elementen zu reagieren) Dann änderte er seine Meinung und löschte das Wort "Klassifikation", schrieb stattdessen "System", vergaß jedoch, den Artikel in der französischen Version zu ändern: Un von der Klassifikation ("Klassifikation", weiblich) anstelle von un für System ("System", männlich). …
"Hierher kam der Tippfehler in den ersten gedruckten Versionen des Periodensystems", erklärt Michael Gordin.
Der erste Tisch von Dmitri Mendeleev war nicht wie die Periodensysteme, die heute in jeder Klasse der Chemie auf der ganzen Welt hängen. Aber seine Idee war richtig und der Durchbruch in der Wissenschaft war so bedeutend, dass die Generalversammlung der Vereinten Nationen und die UNESCO 2019 zum Internationalen Jahr des Periodensystems erklärten, um sein 150-jähriges Bestehen zu feiern.
Am überraschendsten war, dass Mendeleev nicht wissen konnte, warum sein Tisch so aussieht. Die Elemente darin sind nach der Ordnungszahl geordnet, dh nach der Anzahl der Protonen im Atomkern. Der britische Physiker Henry Moseley fand es jedoch erst 1913 heraus - sechs Jahre nach Mendeleevs Tod. In welche Säule ein Element fällt, hängt von der Organisation der Elektronen in der Valenzschale des Atoms ab. Die Elektronen wurden jedoch erst 1897 von Joseph John Thomson, einem anderen britischen Physiker, entdeckt.
„Mendeleev hat Elektronen mit großem Misstrauen behandelt, er hat sich nicht entschieden, ob er an sie glauben soll oder nicht. Und er wusste bestimmt nichts über Quantenmechanik. Erst 1923 formulierte Niels Bohr das Periodensystem quantentheoretisch “, sagt Michael Gordin.
Von Anfang an stellte Dmitry Mendeleev fest, dass seinem Tisch mindestens drei Elemente fehlten. Als er 1871 eine verbesserte Version der Tabelle veröffentlichte, nannte er sie ekabor, ekaaluminium und ekasilicon, wobei eka auf Sanskrit eins bedeutet. Er machte auch sehr detaillierte Vorhersagen über ihre Eigenschaften und wie sie erkannt werden könnten. Deshalb war er sich so sicher, dass Boisbaudran die Dichte von Gallium falsch gemessen hatte, weil alle anderen Eigenschaften mit denen von Eka-Aluminium identisch waren. Dann wurde 1879 Scandium entdeckt und 1886 Germanium.
„In erster Linie war Germanium dem Ekosilicium unglaublich ähnlich. Als es entdeckt wurde, war es ein brillanter Erfolg des Periodensystems, das Mendeleev auf der ganzen Welt wirklich verherrlichte “, sagt Michael Gordin.
Maria Gunther
