1. Du husker måske det periodiske system af grundstoffer som et trist skema på væggen i dit klasseværelse. I så fald har du aldrig gættet på dets egentlige formål: Det er et kæmpe snydeark.
2. Systemet har tjent kemistuderende siden 1869, hvor det blev oprettet af Dmitry Mendeleyev, en gnaven professor ved universitetet i Sankt Petersborg.
3. Da en deadline for et forlag var nært forestående, havde Mendeleyev ikke tid til at beskrive alle de 63 elementer, der dengang var kendt. Så han vendte sig mod et datasæt af atomvægte, som andre omhyggeligt havde indsamlet.
4. For at bestemme disse vægte havde videnskabsmænd sendt strømme gennem forskellige opløsninger for at splitte dem op i deres bestanddele i atomer. Ved at reagere på et batteris polaritet ville atomerne i et element gå den vej, atomerne i et andet element den vej. Atomerne blev samlet i separate beholdere og derefter vejet.
5. Ud fra denne proces bestemte kemikerne de relative vægte – hvilket var alt, hvad Mendelejev havde brug for for at kunne opstille en brugbar rangordning.
6. Han var glad for kortspil og skrev vægten for hvert grundstof på et separat kartotekskort og sorterede dem som i solitaire. Elementer med lignende egenskaber dannede en “kulør”, som han placerede i kolonner ordnet efter stigende atomvægt.
7. Nu havde han en ny periodisk lov (“Elementer ordnet efter værdien af deres atomvægte præsenterer en klar periodicitet af egenskaber”), der beskrev ét mønster for alle 63 elementer.
8. Hvor Mendelejevs tabel havde tomme felter, forudsagde han korrekt vægtene og den kemiske adfærd for nogle manglende grundstoffer – gallium, scandium og germanium.
9. Men da argon blev opdaget i 1894, passede det ikke ind i nogen af Mendelejevs kolonner, så han benægtede dets eksistens – ligesom han gjorde det for helium, neon, krypton, xenon og radon.
10. I 1902 erkendte han, at han ikke havde forudset eksistensen af disse oversete, utroligt ureaktive grundstoffer – ædelgasserne – som nu udgør hele den ottende gruppe i tabellen.
11. Nu sorterer vi grundstofferne efter deres antal protoner, eller “atomnummer”, som bestemmer et atoms konfiguration af modsat ladede elektroner og dermed dets kemiske egenskaber.
12. Ædelgasser (yderst til højre i det periodiske system) har lukkede elektronskaller, og derfor er de næsten inerte.
13. Atomkærlighed: Tag et moderne periodisk system, klip de komplicerede midterste kolonner ud, og fold det én gang langs midten af grundstofferne i gruppe 4. De grupper, der kysser, har komplementære elektronstrukturer og vil kombinere sig med hinanden.
14. Natrium rører ved klor – bordsalt! Du kan forudsige andre almindelige forbindelser som kaliumklorid, der bruges i meget store doser som en del af en dødelig indsprøjtning.
15. Elementerne i gruppe 4 (vist som IVA ovenfor) i midten binder let med hinanden og med sig selv. Silicium + silicium + silicium ad infinitum binder sig sammen til krystallinske gitter, der bruges til at fremstille halvledere til computere.
16. Kulstofatomer – også gruppe 4 – binder sig i lange kæder, og voilà: sukkerstoffer. Det er kulstoffets kemiske fleksibilitet, der gør det til livets nøglemolekyle.
17. Mendelejev antog fejlagtigt, at alle grundstoffer er uforanderlige. Men radioaktive atomer har ustabile kerner, hvilket betyder, at de kan bevæge sig rundt i diagrammet. For eksempel henfalder uran (grundstof 92) gradvist til en hel række lettere grundstoffer, der ender med bly (grundstof 82).
18. Ud over kanten: Atomer med atomnumre højere end 92 findes ikke naturligt, men de kan skabes ved at bombardere grundstoffer med andre grundstoffer eller dele af dem.
19. De to nyeste medlemmer af det periodiske system, de endnu ikke navngivne grundstoffer 114 og 116, blev officielt anerkendt i juni sidste år. Nummer 116 henfalder og forsvinder på millisekunder. (Tre grundstoffer, 110 til 112, blev også officielt navngivet tidligere i denne måned.)
20. Fysikeren Richard Feynman forudsagde engang, at nummer 137 definerer tabellens ydre grænse; tilføjelse af flere protoner ville give en energi, der kun kan kvantificeres ved et imaginært tal, hvilket ville gøre element 138 og højere umuligt. Måske.