Periyodik tablo tarihçesi
,_black_and_white.png)
Periyodik tablo, atom numaraları, elektron konfigürasyonları ve yinelenen kimyasal özellikleri temelinde düzenlenen kimyasal elementlerin bir düzenlemesidir. Elemanlar artan atom sayısı sırasına göre sunulmuştur. Tablonun standart formu, periyot adı verilen satır ve grup adı verilen sütunlardan oluşan bir ızgaradan oluşur.
Periyodik tablonun tarihi, Antoine-Laurent de Lavoisier, Johann Wolfgang Döbereiner, John Newlands, Julius Lothar Meyer, Dmitri Mendeleev ve Glenn T. Seaborg'un katkılarıyla, kimyasal özelliklerin anlaşılmasındaki iki asırdan fazla bir büyümeyi yansıtmaktadır.
Erken tarihçe
Bir dizi fiziksel unsur (platin, civa, kalay ve çinko gibi), eski hallerinde bulundukları ve ilkel araçlarla madeni için göreceli olarak basit oldukları için eskiden bilinmektedir. MÖ 330'larda, Yunan filozofu Aristo, her şeyin Sicilyalı filozof Empedokles tarafından ilk başta önerilmiş olan bir fikir olan bir ya da daha fazla kaynağın karışımından oluştuğunu öne sürdü. Plato tarafından daha sonra yeniden adlandırılan dört kaynak toprak, su, hava ve ateşdi. Bu dört unsur hakkında da benzer fikirler Hint felsefesi gibi diğer eski geleneklerde de mevcuttu.
İlk kategoriler
Periyodik tablonun tarihi aynı zamanda kimyasal elementlerin keşfedilme tarihidir. Tarihte yeni bir unsur keşfeden ilk kişi, iflas etmiş bir Alman tüccar olan Hennig Brand idi. Marka, ucuz baz metalleri altına çevirmesi gereken efsanevi bir nesne olan Felsefe Taşı'nı keşfetmeye çalıştı. 1669'da (veya daha sonra), damıtılmış insan idrarı ile yaptığı deneyler, "soğuk ateş" (kaltes Feuer) olarak adlandırdığı, parlayan beyaz bir maddenin üretimiyle sonuçlandı. Robert Boyle'un fosforu yeniden keşfetmesi ve bulgularını yayınlamasıyla 1680 yılına kadar keşfini gizli tuttu. Fosfor keşfi, bir maddenin element olması için ne anlama geldiği sorusunu gündeme getirmeye yardımcı oldu.
1661'de Boyle bir elementi “karışımlarının oluşturduğu söylenen ve nihayetinde çözüldüğü ilkel ve basit Organları” olarak tanımladı.
Lavoisier'in 1789'da yazılan ve yazar Robert Kerr tarafından İngilizce'ye çevrilen ilk kimya dersi olan Chitie'nin Traité Élémentaire de Chimie'si kimya ile ilgili ilk modern ders kitabı olarak kabul edilir. Lavoisier, bir elementi kimyasal bir reaksiyonla daha basit bir maddeye parçalanamayan bir madde olarak tanımladı. Bu basit tanım bir asır boyunca görev yaptı ve atomaltı parçacıkların keşfine kadar sürdü. Lavoisier'ın kitabı, Lavoisier'in daha fazla parçalanamayacağına inandığı “modern maddelerin listesi için temeli oluşturan oksijen, azot, hidrojen, fosfor, cıva, çinko ve kükürt içeren“ basit maddelerin ”bir listesini içeriyordu. Lavoisier'in listesi aynı zamanda o sırada maddi maddeler olduğuna inanılan “hafif” ve “kalorili” de içeriyordu. Bu maddeleri metallere ve metal olmayanlara sınıflandırdı. Birçok önde gelen kimyager Lavoisier'in yeni vahiylerine inanmayı reddetmiş olsa da, İlkel Antlaşma genç nesli ikna edecek kadar iyi yazılmış. Bununla birlikte, Lavoisier'in elementleriyle ilgili tanımlamaları tam değildir, çünkü onları sadece metal ve metal olmayan olarak sınıflandırır.
1815'te İngiliz hekim ve kimyager William Prout, atomik ağırlıkların hidrojenin katları gibi göründüğünü fark etti.
1817 yılında, bir kimyager olan Johann Wolfgang Döbereiner, elementleri sınıflandırmak için en erken girişimlerden birini formüle etmeye başladı. 1829'da, bazı unsurların bazılarını üçlü gruplar halinde oluşturabileceğini, her grubun üyeleriyle ilgili özelliklere sahip olduğunu buldu. Bu gruplara triadlar adını verdi.
Triad yasasının tanımı: - "Atom ağırlıkları sırasına göre artan kimyasal düzenlenmiş elementler, orta elemanın atom ağırlığının genellikle diğerinin atom ağırlığının aritmetik ortalaması olduğu tespit edilen üçlü Triad adı verilen gruplar oluşturdu Triaddaki iki element.
- klor, brom ve iyot
- kalsiyum, stronsiyum ve baryum
- kükürt, selenyum ve tellür
- lityum, sodyum ve potasyum
1860 yılında, Karlsruhe'deki bir konferansta gözden geçirilmiş elementlerin ve atom kütlelerinin bir listesi sunuldu. Daha kapsamlı sistemlerin yaratılmasına yardımcı oldu. Bu tür ilk sistem iki yıl içinde ortaya çıktı.
Kapsamlı formalizasyonlar
Fransız jeolog Alexandre-Emile Béguyer de Chancourtois, atom ağırlıkları tarafından sıralandığında elementlerin düzenli aralıklarla benzer özellikler gösterdiğini fark etti. 1862'de, şeması merkezinin yakınına düşen “tellürik sarmal” adlı üç boyutlu bir çizelge hazırladı. Atomik ağırlığın artması sırasına göre silindir üzerinde spiral şeklinde düzenlenmiş elemanlar ile de Chancourtois, benzer özelliklere sahip elemanların dikey olarak sıralandığını gördü. Comptes Rendus de l'Académie des Sciences’taki Chancourtois’ten alınan orijinal makale bir grafik içermiyor ve kimyasal terimler yerine jeolojik olarak kullanılıyordu. 1863'te çalışmalarını bir tablo ekleyerek, iyonlar ve bileşikler ekleyerek genişletti.
Bir sonraki girişim 1864'te yapıldı. İngiliz kimyager John Newlands, altmış iki bilinen öğenin sınıflandırmasını sundu. Newlands, elementlerin fiziksel özelliklerinde tekrar eden eğilimlerin kütleli sayının sekizden çoğunun tekrarlayan aralıklarında olduğunu fark etti; bu gözlemi temel alarak, bu öğelerin sınıflandırmasını sekiz gruba ayırdı. Her grup benzer bir ilerleme gösterdi; Newlands bu gelişmeleri notaların ilerlemesine bir müzikal ölçekte benzetmiştir. Newlands'ın taplosu gelecekteki muhtemel unsurlar için herhangi bir boşluk bırakmadı ve bazı durumlarda aynı oktav içindeki iki elemanı aynı pozisyona koymak zorunda kaldı. Newlands'ın taplosu bazı çağdaşları tarafından gülünçtü. Kimya Birliği çalışmalarını yayınlamayı reddetti. Birlik başkanı William Odling, toplumun kararını, böyle 'teorik' konuların tartışmalı olabileceğini söyleyerek savundu; Hatta toplumun içinden daha sert bir muhalefet vardı, bu da öğelerin alfabetik olarak sıralanabileceğini öne sürüyordu. O yılın ilerleyen saatlerinde Odling kendi başına bir tablo önerdi ancak Newlands'ın taplosuna karşı oynadığı rolün ardından tanıma konusunda başarısız oldu.
Alman kimyager Lothar Meyer, periyodik aralıklarla tekrarlanan benzer kimyasal ve fiziksel özelliklerin dizilerini de belirtti. Ona göre, atom ağırlıkları koordinat olarak çizilirse ve atom abscissas olarak hacimlenirse - eğri, atom ağırlıkları sırasına göre eğrinin zirvesinde görünen en elektropozitif elementler olan bir dizi maksimum ve minimum değerleri elde etti. 1864 yılında bir kitabı yayınlandı; periyodik tablonun 28 elementi içeren erken bir versiyonunu, değerlerini altı aileye sınıflandırılmış elemanları - ilk defa, değerlerine göre gruplandırılmış elemanları içermektedir. Elementlerin atom ağırlığına göre düzenlenmesi üzerinde çalışmalar, atom ağırlıklarının yanlış ölçülmesiyle oyalandı. 1868'de tabloyu revize etti, ancak bu taslak tablo ancak ölümünden sonra yayınlandı. Meyer, 1870'in başlarında ortaya çıkan 1869 Aralık tarihli bir makalede, Meyer, alkali toprak metal grubunun bir elemanı tarafından periyotlar dizisinin uygun şekilde sonlandırıldığı 55 elementten oluşan yeni bir periyodik tablo yayınladı. Belge ayrıca, elementlerin fiziksel özelliklerinin periyodik ilişkilerini gösteren ve Meyer'e elementlerin periyodik tablosunda nerede görünmesi gerektiğine karar vermesinde yardımcı olan göreceli atomik hacimlerin bir çizgi grafiğini de içeriyordu. Bu zamana kadar Mendeleev'in ilk periyodik tablonun yayınını görmüştü, ancak çalışmaları büyük ölçüde bağımsız görünüyordu.
Rus kimyager Dmitri Mendeleev elemanları göreceli molar kütleye karşılık gelen atom kütlesi ile düzenledi. Bazen, uzun tren yolculuğunda, bilinen unsurlarla ilgili çeşitli gerçeklere sahip kartları kullanarak "kimyasal solitaire" oynadığı söylenir. Diğer bir olasılık, kısmen, bir dilbilimci Otto von Böhtlingk tarafından kendisine işaret edilen Sanskritçe alfabesinin periyodikliğinden ilham almış olmasıdır. Mendeleev, bazı elementlerin atomik ağırlıklarının yanlış olduğunu ve buna bağlı olarak yerlerini değiştirdiğini önermek için gördüğü eğilimleri kullandı: örneğin, çalışmalarında 120'lik kütle ile üç değerlikli bir uranyum için yer olmadığını ve hem de atomu iki katına çıkardığını düşünüyordu. uranyumun ağırlığı ve değerliği, bunun 240'luk atom ağırlığına sahip bir altı değerli eleman olduğunu gösterir. Mendeleev ayrıca düzendeki bazı noktaların eşleşecek bir unsuru olmadığını fark etti ve özelliklerini belirlemek için eksik olanlardan önceki ve sonraki öğeleri kullanarak, bu unsurların gelecekteki keşifleri nedeniyle boşluklar bıraktı. 1869'da ilk çalışmasını tamamladı ve yayınladı. Mendeleev ayrıca Meyer de dahil olmak üzere birçok tanınmış kimyagerine gönderdi; bu, Meyer'in Mendeleev'in önceliğini onaylayan ve birkaç ay sonra yayınladığı ilk kapsamlı periyodik tablodan önceydi. Mendeleev sıralamasını geliştirmeye devam etti; 1870’de tablo şeklinde bir şekil kazandı ve 1871’de “periyodik tablo” olarak adlandırıldı. Bazı değişiklikler yeni revizyonlarla da gerçekleşti, bazı unsurlar pozisyonları değiştirdi.
Mendeleev'in tahminlerinden ilki, galyum keşfedildiğinde 1875'te doğrulandı; özellikleri Mendeleev'in eka-alüminyum dediği şey için yaptığı tahminlere yakındı. Tahminlerinden iki kişi daha on yıl içinde doğrulandı. Mendeleev tahminleri ile bazı ilk ölçümleri bile düzeltebildi. Daha sonra kimyagerler bunu Mendeleev'in tablosonu haklı çıkarmak için kullandılar.
Sonrası
1882'de, hem Meyer hem de Mendeleev, periyodik yasadaki çalışmalarıyla Kraliyet Cemiyeti'nden Davy Madalyası aldı. Newlands'in analizinin önemi sonunda Mendeleev'in çalışmalarını tanıdıktan beş yıl sonra Kimya Birliği tarafından Altın Madalya ile tanındı. İlerleyen yüzyıla kadar değildi, Gilbert N. Lewis'in değer bağlanma teorisi (1916) ve Irving Langmuir'in sekizli kimyasal bağlanma teorisi (1919) ile sekizli dönemselliğin öneminin kabul edilmesi değildi.