Przystanek nauka - portal Uniwesytetu Śląskiego w Katowicach

XIX wiek był czasem tworzenia podstaw wiedzy, która w XX i XXI wieku konstytuuje świat. Tak, jak w Karol Darwin postawił kamień milowy w rozwoju biologii, Thomas Edison zelektryfikował świat, tak samo dokonania odkrycia Dmitrija Mendelejewa zmieniły na zawsze dziedzinę chemii. Oczywiście żaden z nich nie działał w odosobnieniu, a nawet więcej – wszystkich trzech łączy to, że w tym samym czasie ich największe odkrycia były „współodkrywane” zupełnie gdzie indziej przez kogoś innego. Poza tym też łączy ich to, że gdyby mieszkali obok siebie, to obchodziliby urodziny w kilka dni po sobie. Pierwszy byłby Mendelejew (8 lutego), potem Edison (11 lutego 1847 roku) a potem najstarszy Darwin (12 lutego 1809 roku).

O życiu Dmitrija Mendelejewa z całej trójki mówi się chyba najmniej, a szkoda, bo jego życie było niezwykle interesujące. Chociaż był prawdopodobnie najlepiej znaną na świecie postacią rosyjskiej nauki swojego czasu, to ze względu na skandale matrymonialne (nielegalny rozwód, za który udzielający mu go pop został wydalony ze stanu duchownego, ślub z ponad 20 lat młodszą żoną, pomimo niezgody jej rodziny i po samobójczych groźbach) i kontrowersyjne (jak na Rosję tamtego okresu) poglądy polityczne nigdy nie został przyjęty do Rosyjskiej Akademii Nauk. Natomiast jego kąśliwy język wobec innych naukowców, którym zraził sobie kilku znamienitych naukowców sprawił, że ominęła go Nagroda Nobla w dziedzinie chemii, chociaż był jej pewnym kandydatem przez ostatnie dwa lata swojego życia.

Do niezwykłości jego biografii naukowej warto dodać, że przez większość życia zajmował go alkohol i ropa naftowa – bardziej naukowo niż osobiście. Ponieważ miał doświadczenie w badaniu pól ropy naftowej, to brał też udział w powstawaniu pierwszej rosyjskiej rafinerii. Jego praca doktorska pt. „O połączeniu alkoholu z wodą” jest pionierska w zakresie opisu zjawiska kontrakcji objętości, czyli odmienności objętości roztworu dwóch substancji wobec sumy objętości obu substancji przed ich zmieszaniem. Akurat w przypadku połączenia alkoholu i wody objętość roztworu jest mniejsza niż suma objętości obu substancji, ponieważ nie zachodzi między nimi reakcja chemiczna, ruchliwość atomów się zmniejsza i mniejsze cząsteczki wody „mieszczą się” między cząsteczkami alkoholu etylowego. Dalsze badania nad alkoholem Mendelejewa sprawiły, że stał się autorytetem w tej dziedzinie. Okazuje się, że to właśnie jemu zawdzięczamy, że ustawowe określenie ilości alkoholu w wódce na poziomie 40 procent roztworu, w czasach kiedy był dyrektorem rosyjskiej Głównej Izby Miar i Wag.

Układ okresowy

Prawo okresowości pierwiastków chemicznych nie jest, jak to czasem bywa, efektem wyłącznie genialnej intuicji, ale wynika z długoletniego doświadczenia i skrupulatnej pracy Mendelejewa. Oczywiście, błyskotliwość też była konieczna, ale poprzedzona intensywną pracą. Naukowiec zestawił ze sobą wszystkie znane ówcześnie pierwiastki chemiczne w tabeli, uporządkowane wedle ich masy atomowej, czyli stosunku masy danego atomu do masy atomu węgla (a bardziej precyzyjniej – chodzi o uśrednioną masę różnych izotopów danego pierwiastka). Za podstawę odniesienia bierze się 1/12 masy atomu węgla i rozpoczyna się zawsze od masy atomowej wodoru, wynoszącej 1. Kiedy Mendelejew zestawił wszystkie atomy, to zauważył, że ich masa atomowa rośnie konsekwentnie i  układa się w sposób cykliczny.

Tabela, którą przygotował Mendelejew wyglądała inaczej niż to, co dziś nazywamy tablicą Mendelejewa, ale była ona podstawą tej ostatniej i opierała się na słusznej intuicji – że nierówności i braki w okresach pierwiastkowych wynikają z tego, że pewne pierwiastki należy jeszcze odkryć. W momencie, kiedy Rosjanin zestawiał pierwiastki chemiczne, znano tylko 56 z nich. Do dziś ta liczba wzrosła ponad dwukrotnie – do 118. I nadal dobrze wiemy, że jeszcze jest co odkrywać.

Zobacz więcej: Nowe pierwiastki na tablicy Mendelejewa.