La tavola periodica è diventata un'icona della scienza. Le sue righe e colonne forniscono un modo ordinato di mostrare gli elementi, gli ingredienti che compongono l'universo.

Sembra ovvio oggi, ma non era per generazioni di primi chimici. Le cose sono cambiate quando Dmitri Mendeleev ha iniziato a scrivere un libro di testo e ha riflettuto sui modi per raggruppare gli elementi insieme per alleggerire il suo carico.

Il chimico russo individuò uno schema elegante e potente:riconobbe che alcuni elementi mostravano tratti simili, e che questi tratti variavano regolarmente, o periodicamente, con l'aumentare del peso atomico.

Quindi il 17 febbraio 1869 (secondo il calendario giuliano in uso in Russia a quel tempo), Mendeleev pubblicò un grafico dei 60 elementi dispari conosciuti all'epoca, ordinati per peso e proprietà. Lo chiamò "Un tentativo di sistema di elementi, Basato sul loro peso atomico e affinità chimica."

È considerato uno dei più grandi contributi scientifici di tutti i tempi.

Ecco perché le Nazioni Unite e l'Unione internazionale di chimica pura e applicata celebrano il 150° anniversario della tavola periodica di Mendeleev. I festeggiamenti sono iniziati martedì a Parigi.

Il giornale Scienza festeggia l'occasione con un numero speciale sulla tavola, che include un saggio sulle sue origini di Michael Gordin, uno storico della scienza all'Università di Princeton. Gordin ha parlato con il Los Angeles Times dell'invenzione di Mendeleev e della sua eredità scientifica.

D:Perché la tavola periodica è durata 150 anni?

R:È uno strumento straordinario che può comprimere un'enorme quantità di informazioni in un unico formato. È una delle prime cose che le persone imparano sulla chimica. È in ogni libro di testo. È sul muro di quasi tutte le aule di chimica del mondo.

D:Come è successo?

A:Dmitri Mendeleev stava scrivendo un libro di testo quando gli è venuta l'idea. È stato uno schema che ha messo insieme per aiutare a organizzare gli elementi nelle famiglie in modo da non dover perdere tempo a fare ogni elemento individualmente.

D:Come ha funzionato?

A:La tabella è organizzata aumentando il peso atomico, ma suddiviso in righe. Quando Mendeleev lo fece, vide che alcuni elementi hanno proprietà molto simili:formano acidi che hanno una forza simile, formano cristalli che sembrano uguali.

Così, oltre ad aumentare il peso atomico, ha visto che c'è qualche altro schema che si ripete. È lui che ha inventato il termine "periodico".

D:Si è reso conto di essere su qualcosa di grosso?

A:Penso che abbia percepito uno schema che potrebbe essere una delle due cose. È solo un comodo strumento di insegnamento, o è un modello profondo in natura? Lo vedeva in entrambi i modi.

Col tempo, si convinse sempre di più di aver scoperto una legge di natura. È normale per le scoperte scientifiche:quando proponi qualcosa per la prima volta, non sai ancora che è vero

D:Diresti che Mendeleev ha "scoperto" la tavola periodica moderna?

R:Di solito dico che Mendeleev ha formulato o inventato il tavolo. Il motivo per cui non dico scoperto è che non è come una roccia o una montagna. È un insieme di relazioni tra cose che sono come rocce o montagne.

D:Ma non era l'unico chimico a lavorare su un tavolo 150 anni fa, era lui?

R:Esatto. C'erano sei diverse formulazioni della tabella nel 1860.

D:Cosa distingue il suo tavolo?

A:La prima cosa è che Mendeleev fa tutti gli elementi. Le persone precedenti ne avevano inserite molte o la maggior parte, ma non li avevano fatti tutti perché non erano sicuri dei pesi atomici. Mendeleev fece delle ipotesi sui loro pesi per adattarli al tavolo.

La seconda cosa è che ha predetto l'esistenza di nuovi elementi. Quando questi elementi vengono scoperti, il suo tavolo si distingue.

La terza ragione è che durante la sua vita è stato molto insistente nel meritare credito per la tavola periodica.

D:Torniamo indietro di un minuto. In che modo Mendeleev predisse l'esistenza di elementi sconosciuti?

R:Ci sono diverse ipotesi da parte degli storici perché non ha scritto il suo processo di pensiero.

Quando Mendeleev iniziò ad allineare elementi con proprietà simili in colonne, ha notato che, in alcuni posti, un elemento sembrava essere nel posto sbagliato e dovrebbe essere una colonna sopra. Quando l'ha spostato, tutto ha funzionato. Ma poi c'è un vuoto vuoto. ed è tipo, "OK, come spiego cosa c'è nel vuoto?"

D:E come lo ha spiegato?

R:Ha detto, "Bene, il suo peso atomico dovrebbe essere circa questo, perché posso fare la media degli elementi intorno e indovinarlo." E lui è tipo, "So quale dovrebbe essere la sua struttura cristallina. E so qualcosa sui tipi di acidi che formerebbe, perché ha quelle proprietà degli elementi sopra e sotto di esso."

Entro 15 anni, furono scoperti tre degli elementi da lui previsti in dettaglio. E avevano esattamente le proprietà che lui aveva detto che avrebbero avuto.

D:Quindi altri chimici non hanno fatto previsioni?

A:Altre persone hanno riconosciuto che c'era uno schema. Ma non hanno indovinato le proprietà degli elementi.

Il principale concorrente di Mendeleev è un tedesco di nome Lothar Meyer. Meyer ha realizzato alcune versioni di un tavolo simile nel 1860, ma non ha mai fatto previsioni. Pensava che fosse avventato indovinare. lui è come, "I chimici non dovrebbero farlo, perché non ne sappiamo ancora abbastanza".

D:Cosa stava succedendo negli anni 1860 che ha dato a tutti l'idea di creare tavole degli elementi?

R:Oggi, la tavola periodica è organizzata per numero atomico, che è il numero di protoni nel nucleo. Ma allora non sapevano dei protoni, quindi hanno organizzato tutto in base al peso atomico. Avevano quelli che pensavano fossero pesi atomici precisi per tutti gli elementi, ma alcuni di quei pesi sono stati misurati con sistemi diversi.

Quindi, nel 1860, c'è stato un incontro internazionale di chimici in Germania. Mendeleev era lì perché stava studiando nelle vicinanze. Propongono un modo unificato di organizzare i pesi atomici, e quando lo fanno, correggono un sacco di pesi atomici.

Entro un anno o due, la gente ha iniziato a vedere questi schemi.

D:Ci sono stati tentativi precedenti di organizzare gli elementi?

R:Sì. Un metodo era alfabetico, che era molto comune.

Gli altri elementi organizzati dalla loro capacità di legarsi insieme. Quindi creeresti una tabella e diresti, lo zolfo si lega molto bene con questo e questo e questo, in questo ordine. Sembrano tavole periodiche, ma sono totalmente diversi. Non elencano tutti gli elementi, e le cose appaiono più volte.

D:Sappiamo che tipo di ragazzo era Mendeleev?

A:In realtà sappiamo molto su di lui. È nato in una città siberiana chiamata Tobolsk, che è quasi nel centro esatto della Russia. Finì a San Pietroburgo per l'istruzione, e vi rimase la maggior parte della sua vita - insegnò all'Università di San Pietroburgo - ma viaggiò molto.

Era molto chiassoso, un po' divertente, pronto a perdere la calma, ma anche chiaramente molto carismatico e coinvolgente. Era anche molto attivo politicamente. Era molto sui giornali.

Dopo aver finito il tavolo, decise che avrebbe iniziato a conservare tutta la sua posta e tutte le sue lettere perché sapeva che sarebbe diventato famoso. È il tipo di persona che si preoccupava della sua eredità e pensava a se stesso abbastanza bene.

D:È diventato famoso durante la sua vita?

R:Sì. Fa la tavola quando ha 35 anni, nel 1869, e vive fino al 1907. Il tavolo diventa sempre più centrale per la chimica nel corso della sua vita, così diventa famoso a livello internazionale.

D:Gli scienziati non hanno veramente capito gli atomi fino alla morte di Mendeleev. Come ha cambiato il tavolo?

A:Ora organizziamo la tabella in base alla teoria quantistica, sulle posizioni che hanno gli elettroni nel guscio esterno di un atomo. Questo spiega le loro proprietà chimiche perché gli elettroni determinano come si legano ad altri elementi.

Mendeleev non ne sapeva nulla. L'elettrone fu scoperto nel 1897, e non gli piaceva quell'idea. Non gli piacevano molte di queste nuove idee. Quando le persone scoprivano cose nuove che lui non riusciva a mettere in tavola, era molto frustrato. Gli dava fastidio.

Ma dopo, Niels Bohr, il fisico danese che è uno degli architetti della teoria quantistica, ha pubblicato una versione molto interessante della tavola periodica che incorpora le intuizioni della visione quantistica dell'atomo per aiutare a spiegare come funziona il sistema. Ha messo a tacere coloro che pensavano che il tavolo fosse solo un'ipotesi fortunata.

D:Cos'altro è cambiato negli ultimi 150 anni?

A:Tutti questi nuovi elementi che sono stati scoperti, gli elementi molto pesanti. Sono principalmente il risultato dell'uso di collisori e cose del genere per realizzarli. Vivono per un periodo di tempo molto breve, microsecondi. Ma compilare la tabella ci ha insegnato molto su come funzionano i nuclei di questi atomi.

Ora capiamo perché ci sono tante colonne nella tabella quante ce ne sono, e quante righe possiamo scendere prima che l'atomo diventi troppo instabile. Ora abbiamo un tavolo senza spazi vuoti, e questo ci dà una vera sensazione di comprensione della natura.

D:La tabella è completa ora?

A:Sono sicuro che qualcuno proverà a creare nuovi elementi in modo che tu possa costruire ulteriori righe. Ma la domanda se valga la pena investire per la quantità di conoscenza che otteniamo è una domanda a cui scienziati e politici dovrebbero rispondere. Non è compito mio decidere.

D:C'è qualcosa nella tavola periodica moderna che avrebbe sorpreso Mendeleev?

A:Penso che sarebbe stato davvero sorpreso di quanto possano diventare pesanti gli elementi, che siamo riusciti ad arrivare al 118.

Ma penso che sarebbe stato molto gratificato dal fatto che il tavolo sia ancora onnipresente, che questa cosa che ha fatto sia ancora in giro.

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