Si Henry Moseley at ang pagkatuklas ng atomic number

Ang problema sa atomic weight

Sa loob ng mahigit 40 taon pagkatapos ni Mendeleev, inayos ang periodic table ayon sa atomic weight, na may ilang awkward na eksepsiyon. Mas mabigat ang argon kaysa potassium, mas mabigat ang cobalt kaysa nickel at mas mabigat ang tellurium kaysa iodine, pero sa bawat pares, malinaw na ang mas mabigat na elemento ang dapat mauna. Hindi rin masabi ng mga kimiko kung ilang rare earth element ang naghihintay pang matuklasan, dahil napakalapit ng kanilang mga atomic weight sa isa't isa.

Noong 1911, ipinakita ni Ernest Rutherford na may maliit at positibong karga na nucleus ang atom. Hindi nagtagal, iminungkahi ng Dutch na siyentipikong si Antonius van den Broek na maaaring katumbas ng karga ng nucleus na iyon ang posisyon ng elemento sa table. Sinimulan ni Moseley na subukan ang ideya.

Ang eksperimento ni Moseley sa X-ray

Si Henry Gwyn Jeffreys Moseley, na isinilang noong 1887, ay sumali sa laboratoryo ni Rutherford sa University of Manchester pagkatapos mag-aral sa Oxford. Gumamit siya ng mga sample ng iba't ibang elemento bilang target sa isang X-ray tube at sinukat ang mga wavelength ng mga X-ray na inilabas ng bawat isa sa pamamagitan ng pagpapasalamin sa mga ito sa isang kristal, isang pamamaraang kamakailan lamang binuo nina William Henry Bragg at ng anak niyang si Lawrence. Noong huling bahagi ng 1913, inilathala niya ang mga resulta para sa mga elemento mula calcium hanggang zinc, at noong 1914 ay pinalawak niya ang gawain sa karamihan ng mga elemento mula aluminum hanggang gold.

Kamangha-manghang simple ang resulta. Ang square root ng frequency ng pinakamalakas na X-ray line ng bawat elemento ay tumataas sa halos pare-parehong hakbang mula sa isang elemento tungo sa susunod. Kilala na ngayon ang ugnayang ito bilang batas ni Moseley.

Ang atomic number na ang pumalit

Napagpasyahan ni Moseley na may isa pang yunit ng positibong karga sa nucleus ang bawat elemento kaysa sa nauna rito. Ang buong numerong iyon, ang atomic number, ang talagang nagtatakda ng lugar ng elemento; alam natin ngayon na katumbas ito ng bilang ng mga proton sa nucleus. Ang pag-aayos ayon sa atomic number ay naglagay sa argon bago ang potassium, cobalt bago ang nickel at tellurium bago ang iodine nang walang kailangang eksepsiyon, at binago ang pagkakasabi ng periodic law: umuulit ang mga katangian ayon sa atomic number, hindi sa atomic weight.

Nabunyag ang mga puwang

Dahil buong numero ang mga atomic number, nakapagbibilang ng mga elemento ang paraan ni Moseley. Ipinakita nito na nawawala pa ang mga elementong may atomic number na 43, 61, 72 at 75, at naging posible nitong lutasin kung ilang lanthanide ang umiiral sa pagitan ng lanthanum (57) at lutetium (71). Napunan ang mga puwang sa susunod na tatlong dekada: hafnium (72) noong 1923, rhenium (75) noong 1925, technetium (43) noong 1937 at promethium (61) noong 1945. Parehong natunton ang hafnium at rhenium gamit ang X-ray spectroscopy, ang pamamaraang pinasimulan ni Moseley.

Kamatayan sa Gallipoli

Nang magsimula ang Unang Digmaang Pandaigdig noong 1914, nagboluntaryo si Moseley sa British Army at naging signals officer sa Royal Engineers. Napatay siya sa labanan sa Gallipoli, sa kasalukuyang Turkey, noong Agosto 10, 1915, sa edad na 27. Isinulat ni Rutherford ang kanyang obitwaryo sa journal na Nature, at itinuring ng maraming siyentipiko ang kanyang pagkamatay na isa sa pinakamalaking pagkawala ng agham sa digmaan. Sa ilang taon lamang ng pananaliksik, naibigay ni Moseley sa periodic table ang pundasyong pinagpapahingahan pa rin nito.