1. Saatat muistaa alkuaineiden jaksollisen järjestelmän ikävänä taulukkona luokkahuoneesi seinällä. Jos näin on, et ole koskaan arvannut sen todellista tarkoitusta: se on jättimäinen huijauslappu.
2. Taulukko on palvellut kemian opiskelijoita vuodesta 1869 lähtien, jolloin sen loi Dmitri Mendelejev, kiukkuinen Pietarin yliopiston professori.
3. Kustantajan määräajan lähestyessä Mendelejev ei ehtinyt kuvata kaikkia 63:aa tuolloin tunnettua alkuainetta. Niinpä hän turvautui muiden huolellisesti keräämiin atomipainotietoihin.
4. Näiden painojen määrittämiseksi tutkijat olivat johtaneet virtoja erilaisten liuosten läpi hajottaakseen ne atomeiksi, joista ne koostuivat. Vastauksena pariston napaisuuteen yhden alkuaineen atomit menivät sinne päin, toisen tuonne päin. Atomit kerättiin erillisiin astioihin ja punnittiin.
5. Tämän prosessin perusteella kemistit määrittivät suhteelliset painot – ne olivat kaikki, mitä Mendelejev tarvitsi käyttökelpoisen paremmuusjärjestyksen laatimiseen.
6. Korttipeleihin ihastuneena hän kirjoitti kunkin alkuaineen painon erilliselle kortille ja lajitteli ne kuten pasianssissa. Ominaisuuksiltaan samankaltaiset alkuaineet muodostivat ”puvun”, jonka hän sijoitti sarakkeisiin, jotka oli järjestetty atomipainon mukaan nousevaan järjestykseen.
7. Nyt hänellä oli uusi jaksollinen laki (”Atomipainojensa arvon mukaan järjestetyt alkuaineet esittävät ominaisuuksiltaan selkeää jaksollisuutta”), joka kuvasi yhden kaavan kaikille 63 alkuaineelle.
8. Siinä missä Mendelejevin taulukossa oli tyhjiä kohtia, hän ennusti oikein joidenkin puuttuvien alkuaineiden – galliumin, skandiumin ja germaniumin – painot ja kemiallisen käyttäytymisen.
9. Mutta kun argon löydettiin vuonna 1894, se ei sopinut mihinkään Mendelejevin sarakkeeseen, joten hän kielsi sen olemassaolon – kuten hän teki heliumin, neonin, kryptonin, ksenonin ja radonin kohdalla.
10. Vuonna 1902 hän myönsi, ettei ollut ennakoinut näiden huomaamatta jääneiden, uskomattoman epäreaktiivisten alkuaineiden – jalokaasujen – olemassaoloa, jotka nyt muodostavat koko taulukon kahdeksannen ryhmän.
11. Nyt lajittelemme alkuaineet niiden protonien lukumäärän eli ”atomiluvun” mukaan, joka määrittää atomin vastakkaisesti varattujen elektronien konfiguraation ja siten sen kemialliset ominaisuudet.
12. Jalokaasuilla (jaksollisen järjestelmän oikealla puolella) on suljettu elektronikuori, minkä vuoksi ne ovat lähes inerttejä.
13. Atominen rakkaus: Ota moderni jaksollinen järjestelmä, leikkaa monimutkaiset keskimmäiset sarakkeet pois ja taita se kerran ryhmän 4 alkuaineiden keskellä. Suutelevilla ryhmillä on toisiaan täydentävät elektronirakenteet ja ne yhdistyvät keskenään.
14. Natrium koskettaa klooria – ruokasuolaa! Voit ennustaa muita yleisiä yhdisteitä, kuten kaliumkloridia, jota käytetään hyvin suurina annoksina osana tappavaa injektiota.
15. Keskellä olevat ryhmän 4 alkuaineet (kuvassa IVA yllä) sitoutuvat helposti toisiinsa ja itseensä. Pii + pii + pii ad infinitum linkittyy kideruuduiksi, joita käytetään puolijohteiden valmistukseen tietokoneissa.
16. Hiiliatomit – myös ryhmä 4 – sitoutuvat pitkiksi ketjuiksi, ja voilà: sokerit. Hiilen kemiallinen joustavuus tekee siitä elämän avainmolekyylin.
17. Mendelejev oletti virheellisesti, että kaikki alkuaineet ovat muuttumattomia. Mutta radioaktiivisilla atomeilla on epävakaat ytimet, mikä tarkoittaa, että ne voivat liikkua kaavion ympäri. Esimerkiksi uraani (alkuaine 92) hajoaa vähitellen koko sarjaksi kevyempiä alkuaineita päätyen lyijyyn (alkuaine 82).
18. Reunan takana: Atomeja, joiden järjestysluku on suurempi kuin 92, ei ole luonnossa olemassa, mutta niitä voidaan luoda pommittamalla alkuaineita toisilla alkuaineilla tai niiden osilla.
19. Jaksollisen järjestelmän kaksi uusinta jäsentä, vielä nimeämättömät alkuaineet 114 ja 116, tunnustettiin virallisesti viime kesäkuussa. Numero 116 hajoaa ja häviää millisekunneissa. (Myös kolme alkua, 110-112, nimettiin virallisesti aiemmin tässä kuussa.)
20. Fyysikko Richard Feynman ennusti aikoinaan, että numero 137 määrittelee taulukon uloimman rajan; jos siihen lisättäisiin lisää protoneja, syntyisi energia, jota voitaisiin mitata vain mielikuvitusluvulla, mikä tekisi alkuaineista 138 ja sitä suuremmat mahdottomiksi. Ehkä.