Dmitri Mendeleev dan jadual berkala 1869

Siapakah Dmitri Mendeleev?

Dmitri Ivanovich Mendeleev dilahirkan pada 1834 di Tobolsk, Siberia, anak bongsu dalam keluarga besar. Beliau belajar di St. Petersburg, menjalankan penyelidikan di Heidelberg, Jerman, dan pada 1860 menghadiri Kongres Karlsruhe, tempat ahli kimia membincangkan cara mengukur berat atom dengan boleh dipercayai. Menjelang lewat 1860-an, beliau menjadi profesor kimia di Universiti St. Petersburg.

Masalah buku teks

Pada lewat 1860-an Mendeleev sedang menulis buku teks baharu, Principles of Chemistry. Beliau memerlukan susunan yang logik untuk membentangkan unsur, yang diketahui hanya lebih daripada 60. Beliau mengumpulkan berat atom dan sifat kimianya, seperti formula oksidanya dan bilangan atom hidrogen atau klorin yang bergabung dengannya, dan mencari corak yang dapat mengaitkan kesemuanya.

Bagaimana beliau membina jadual itu

Pada awal 1869 Mendeleev menyusun unsur mengikut tertib berat atom yang meningkat dan melihat bahawa sifat yang serupa berulang pada sela yang tetap. Beliau menyusun unsur dalam grid supaya keluarga seperti logam alkali dan halogen sejajar. Kertas kerjanya dibentangkan kepada Persatuan Kimia Rusia pada Mac 1869, dibacakan bagi pihaknya oleh rakan sekerjanya Nikolai Menshutkin, dan ringkasannya tidak lama kemudian muncul dalam bahasa Jerman, yang membawa idea itu merentasi Eropah.

Mendeleev menyatakan apa yang dipanggilnya hukum berkala: sifat unsur bergantung secara berkala pada berat atomnya. Menjelang 1871 beliau menerbitkan jadual yang diperbaiki, yang keluarganya menurun dalam lapan kumpulan menegak, susun atur yang jauh lebih hampir dengan yang digunakan hari ini.

Kimia sebelum tertib berat

Mendeleev lebih mempercayai kelakuan kimia berbanding angka. Apabila tertib berat yang ketat akan meletakkan sesuatu unsur dalam keluarga yang salah, beliau mengalihkannya, meletakkan telurium sebelum iodin yang sedikit lebih ringan supaya iodin dapat menyertai halogen yang lain. Beliau juga menegaskan bahawa beberapa berat atom yang diterima umum sebenarnya salah. Beliau menggandakan nilai uranium daripada kira-kira 120 kepada 240, menaikkan nilai indium daripada kira-kira 76 kepada 113 dan menurunkan nilai berilium daripada kira-kira 14 kepada 9. Ukuran kemudian menunjukkan beliau betul tentang kesemua tiga, walaupun telurium sebenarnya lebih berat daripada iodin, teka-teki yang tidak diselesaikan sehingga 1913.

Ruang kosong dan unsur eka

Ciri jadual yang paling berani ialah ruang kosongnya. Mendeleev meninggalkan ruang kosong yang tiada unsur diketahui sesuai, dan pada 1871 menerangkan tiga unsur yang hilang dengan terperinci. Beliau menamakannya dengan menambah awalan Sanskrit eka-, bermaksud “satu,” kepada unsur di atas setiap ruang kosong dalam jadualnya: eka-aluminium terletak satu tempat di bawah aluminium, eka-boron di bawah boron dan eka-silikon di bawah silikon. Bagi setiap satu, beliau menganggarkan berat atom, ketumpatan serta formula dan sifat sebatiannya.

Ramalan yang disahkan

Pada 1875 ahli kimia Perancis Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran menemui galium. Berat atomnya, kira-kira 69.7, hampir dengan 68 yang diberikan Mendeleev kepada eka-aluminium. Lecoq mula-mula mengukur ketumpatan galium sebagai 4.7 gram per sentimeter padu, tetapi Mendeleev menulis bahawa ia sepatutnya hampir dengan 5.9 yang diramalkannya; dengan sampel yang lebih tulen, Lecoq memperoleh 5.9.

Pada 1879 ahli kimia Sweden Lars Fredrik Nilson menemui skandium, dan rakan sekerjanya Per Teodor Cleve menunjukkan bahawa ia sepadan dengan eka-boron, yang dijangka Mendeleev berberat atom 44 (berat atom skandium kira-kira 45). Pada 1886 Clemens Winkler menemui germanium, yang sangat sepadan dengan eka-silikon: Mendeleev telah meramalkan berat atom 72 dan ketumpatan 5.5, dan nilai germanium ialah 72.6 dan 5.3.

Bukan semua ramalannya menjadi kenyataan, dan beliau tidak menjangka seluruh keluarga, iaitu gas adi. Tetapi ketiga-tiga kejayaan ini meyakinkan kebanyakan ahli kimia bahawa hukum berkala itu nyata.

Jadual selari Lothar Meyer

Mendeleev bukan satu-satunya ahli kimia yang menjejaki perkara ini. Ahli kimia Jerman Lothar Meyer merangka jadual yang serupa pada 1868, walaupun ia tidak diterbitkan sehingga selepas kematiannya, dan pada 1870 beliau menerbitkan jadual berkala bersama graf isi padu atom melawan berat atom yang naik dan turun dalam gelombang tetap. Namun, Meyer lebih berhati-hati dan tidak menerbitkan ramalan terperinci tentang unsur yang hilang. Ramalan Mendeleev yang yakin merupakan sebahagian besar sebab namanya yang paling rapat dikaitkan dengan jadual itu.

Pengiktirafan dan mendelevium

Pada 1882 Royal Society di London menganugerahkan Pingat Davy kepada Mendeleev dan Meyer, dan pada 1905 Mendeleev menerima anugerah tertua persatuan itu, Pingat Copley. Beliau dicalonkan untuk Hadiah Nobel dalam Kimia tetapi tidak pernah menerimanya, dan meninggal dunia di St. Petersburg pada 1907.

Pada 1955 satu pasukan di Universiti California, Berkeley, termasuk Albert Ghiorso dan Glenn Seaborg, menghasilkan unsur 101 dengan menembak einsteinium dengan zarah alfa dan menamakannya mendelevium sempena beliau. Ia penghormatan yang luar biasa: unsur yang ditemui di Amerika Syarikat, dinamakan sempena saintis Rusia pada zaman Perang Dingin.