Pierwiastki i układ okresowy – co to takiego?
Małe prostokąciki ułożone jeden koło drugiego, pasujące do siebie jak elementy idealnej układanki. Czy to wszystko to tylko zbieg okoliczności, zwykły fart, czy może najlepiej przemyślane puzzle na świecie i kim tak naprawdę był ten znany Mendelejew?
Spis treści
Czym są pierwiastki? Historia i teraźniejszość
W tym wypadku warto zacząć od początków. Przez bardzo długi czas pierwiastki pozostawały nieodkryte, a więc i nienazwane. Jednymi z pierwszych osób, które wykorzystały to słowo, był Platon i jego uczeń Arystoteles. W tamtych czasach znane było twierdzenie, że cały wszechświat, materię tworzą cztery żywioły: woda, powietrze, ogień i ziemia.
Inaczej do sprawy podchodzili inni uczeni w starożytnej Grecji. Oni uważali, że świat zbudowany jest z integralnych cząstek nazywanych atomami, co znaczyło w ich języku „niepodzielny”. Jak można łatwo się domyślić, naukowcy już dawno obalili obie teorie i znaleźli lepsze, jednak zarówno słowo „pierwiastek”, jak i „atom” pozostały z nami do dziś. Choć ich definicje udoskonalano na przestrzeni lat mnóstwo razy!
Obecnie pierwiastek to substancja chemiczna, która zbudowana jest z takich samych atomów. Każdy atom składa się z jądra, w którym znajduje się charakterystyczna dla danego pierwiastka liczba protonów. Oprócz tego w jądrze znajdziemy cząstki nazywane neutronami. Suma mas protonów i neutronów wyznacza masę pierwiastka. Dodatkowo wokół jądra na tak zwanych orbitach przemieszczają się elektrony.
To właśnie w ten sposób chemicy na całym świecie odróżniają dane składniki od siebie. Znając liczbę protonów (inaczej nazywaną liczbą atomową) lub liczbę masową, mogą określić, z jakim pierwiastkiem mają tym razem do czynienia. Każdy z nich cechuje się także innymi charakterystycznymi właściwościami chemicznymi i fizycznymi. Wszystkie pierwiastki znajdują idealnie posegregowane w układzie okresowym zwanym także tablicą Mendelejewa.
Słynny naukowiec do tablicy – ten, który wymyślił układ okresowy
Obecnie znanych jest dokładnie 118 pierwiastków chemicznych. Jednak odkrycie ich wszystkich zajęło ogromną ilość czasu i pracy naukowców. Początki były naprawdę ciężkie. W pewnym momencie do pierwiastków zaliczano na przykład ogień czy światło, co oczywiście było kompletną pomyłką. Z biegiem lat liczba znanych pierwiastków sukcesywnie się powiększała. Coraz więcej uczonych zaczęło się zastanawiać i poszukiwać sposobu na ich organizację.
Dmitrij Mendelejew był wybitnym naukowcem, który zmienił oblicze nauk chemicznych na zawsze. Spod jego pióra wyszło ponad tysiąc artykułów, w których wyjaśniał i odkrywał nowe zależności w świecie nauk przyrodniczych.
Mimo wielu osiągnięć jest jedna rzecz dzięki, której zapamiętany jest do dziś! Co to takiego? Za jego czasów znanych było o połowę mniej pierwiastków niż obecnie. Jednak tyle wystarczyło, by wielu uczonych zaczęło je grupować i kategoryzować, niektórzy nawet próbowali je posegregować w formie spiral czy piramid. Mimo tego, że powstało wiele takich schematów, to właśnie tablica przygotowana przez Mendelejewa była przełomowa!
To też Cię zainteresuje: Jak powstał wszechświat?
Na początku zebrał on wszystkie znane pierwiastki i zaczął układać zgodnie z rosnącą wartością mas atomowych. Podczas tego zauważył, że jeżeli dodatkowo weźmie się pod uwagę ich właściwości chemiczne to, co interesujące, powtarzają się one cyklicznie co jakiś czas.
Ostatecznie Mendelejew ułożył dwie pierwsze linijki po kilka pierwiastków i kolejne już po kilkanaście, tym samym grupując je. Tam, gdzie nie potrafił dopasować odpowiedniego pierwiastka, pozostawiał puste miejsca. Nagle wszystko zaczęło się układać w całość. 6 marca 1869 roku opublikował swój pierwszy układ okresowy, który jeszcze wielokrotnie poprawiał i modyfikował. Zresztą nie tylko on, ostatnie poprawki wprowadzano nawet w 2016 roku, zapełniając ostatnie puste luki w układzie.
Co ciekawe, pamięć o tym wybitnym uczonym nie pozostała tylko w układzie okresowym. Na jego cześć nazwano jeden ze sztucznie uzyskanych pierwiastków, jego liczba porządkowa to 101. Dodatkowo jego nazwisko wylądowało nawet na księżycu. Jak to? Jeden z kraterów został nazwany tak na jego cześć!
Układ okresowy – jakie informacje w sobie skrywa?
Pierwsze pytanie, które od razu przychodzi na myśl to: Czemu akurat układ okresowy, a nie na przykład układ pierwiastków? Właśnie ze względu na cyklicznie, okresowo, zmieniające się właściwości. Z tego względu jest ogromną skarbnicą informacji.
Znając jedynie podstawy chemii i fakty na temat części pierwiastków, można wywnioskować właściwości innych. Na przykład czy występują naturalnie w postaci gazu, cieczy, a może twardego ciała stałego. Można dowiedzieć się, czy dany składnik będzie chętnie reagował z innymi i jeżeli tak, to w jaki sposób. Da się również oszacować wielkość jednych pierwiastków względem innych i wiele innych cennych dla chemika informacji.
Tablica Mendelejewa jest doskonale znana i często zdarza się, że nam się już opatrzyła. Warto jednak spojrzeć na nią i poszukać, ile ciekawych sekretów skrywa czy niezwykłych nazw pierwiastków. Jest ona prawdziwym kluczem do wiedzy chemicznej, który każdy z nas może ot, tak trzymać w swoim ręku!
Literatura:
https://www.thoughtco.com/essential-element-facts-in-chemistry-606629
https://mytutorsource.com/blog/facts-about-periodic-table/
https://centrumnaukiec1.pl/aktualnosci/historia-powszechnie-znanego-ukladu
http://piekniejszastronanauki.pl/uklad-okresowy-pierwiastkow/
https://www.malecki.chemia.us.edu.pl/data/documents/pierwiastki_malecki.pdf
https://sady.up.krakow.pl/fil.arystoteles.powstniszcz.htm
https://depot.ceon.pl/bitstream/handle/123456789/12455/historia%20chemii.pdf?sequence=3
https://www.asbmb.org/asbmb-today/science/020721/a-brief-history-of-the-periodic-table
Monika Tarasek
Życie w świetle i ciemności, czyli czemu jedni śpią w nocy, a inni w dzień
Newsletter NTL Junior
Zostaw nam swój adres email i otrzymuj wartościowe materiały dla dzieci.
Podcasty NTL
