1. Az elemek periódusos rendszerére talán úgy emlékszel, mint egy unalmas táblázatra az osztályterem falán. Ha így van, sosem gondoltad volna, mi a valódi célja: ez egy óriási puskatábla.
2. A táblázat 1869 óta szolgálja a vegyészhallgatókat, amikor Dmitrij Mendelejev, a Szentpétervári Egyetem mogorva professzora megalkotta.
3. Egy kiadói határidő közeledtével Mendelejevnek nem volt ideje mind a 63 akkor ismert elemet leírni. Ezért a mások által aprólékosan összegyűjtött atomsúlyok adataihoz fordult.
4. E súlyok meghatározásához a tudósok áramot vezettek át különböző oldatokon, hogy azokat alkotó atomjaikra bontsák. Az akkumulátor polaritására reagálva az egyik elem atomjai errefelé, a másik atomjai pedig arrafelé mozdultak el. Az atomokat külön tartályokba gyűjtötték, majd megmérték őket.
5. Ebből a folyamatból a kémikusok meghatározták a relatív súlyokat – ez volt minden, amire Mendelejevnek szüksége volt egy használható rangsor felállításához.
6. A kártyajátékok kedvelőjeként minden elem súlyát külön kartonlapra írta, és a pasziánszhoz hasonlóan rendezte őket. A hasonló tulajdonságokkal rendelkező elemek “színt” alkottak, amelyeket növekvő atomtömeg szerint rendezett oszlopokba helyezett.
7. Most már rendelkezett egy új periódustörvénnyel (“Az atomtömegük értéke szerint rendezett elemek tulajdonságaik egyértelmű periodicitását mutatják”), amely mind a 63 elemre egy mintát írt le.
8. Ahol Mendelejev táblázatában üres helyek voltak, ott helyesen jósolta meg néhány hiányzó elem – a gallium, a szkandium és a germánium – súlyát és kémiai viselkedését.
9. Amikor azonban 1894-ben felfedezték az argont, az nem fért bele Mendelejev egyik oszlopába sem, ezért tagadta a létezését – ahogyan a hélium, a neon, a kripton, a xenon és a radon esetében is tette.
10. 1902-ben elismerte, hogy nem számított ezeknek a figyelmen kívül hagyott, hihetetlenül nem reagáló elemeknek – a nemesgázoknak – a létezésére, amelyek ma a táblázat teljes nyolcadik csoportját alkotják.
11. Most az elemeket a protonok száma, vagyis az “atomszám” szerint rendezzük, ami meghatározza az atom ellentétes töltésű elektronok konfigurációját és ezáltal kémiai tulajdonságait.
12. A nemesgázok (a periódusos rendszer jobb szélén) zárt elektronhéjjal rendelkeznek, ezért szinte inaktívak.
13. Atomi szerelem: Vegyünk egy modern periódusos rendszert, vágjuk ki a bonyolult középső oszlopokat, és hajtsuk meg egyszer a 4. csoportba tartozó elemek közepe mentén. A csókolózó csoportoknak komplementer elektronszerkezetük van, és kombinálódni fognak egymással.
14. A nátrium összeér a klórral – asztali só! Megjósolhatsz más gyakori vegyületeket is, például a kálium-kloridot, amelyet nagyon nagy dózisban használnak a halálos injekció részeként.
15. A középen lévő 4. csoportba tartozó elemek (a fenti IVA ábrán) könnyen kötődnek egymáshoz és önmagukhoz. A szilícium + szilícium + szilícium a végtelenségig kristályrácsokká kapcsolódik, amelyeket a számítógépek félvezetőinek előállítására használnak.
16. A szénatomok – szintén a 4. csoportból – hosszú láncokba kötődnek, és voilá: cukrok. A szén kémiai rugalmassága teszi az élet kulcsmolekulájává.
17. Mendelejev tévesen feltételezte, hogy minden elem változatlan. De a radioaktív atomoknak instabil atommagjaik vannak, ami azt jelenti, hogy mozoghatnak a diagramon. Például az urán (92-es elem) fokozatosan könnyebb elemek egész sorára bomlik, és végül az ólommal (82-es elem) végződik.
18. A peremen túl: A 92-nél nagyobb atomszámú atomok a természetben nem léteznek, de létrehozhatók az elemek más elemekkel vagy azok darabjaival való bombázásával.
19. A periódusos rendszer két legújabb tagját, a még névtelen 114-es és 116-os elemeket tavaly júniusban ismerték el hivatalosan. A 116-os szám ezredmásodpercek alatt bomlik és tűnik el. (Három elemet, a 110-től 112-ig terjedő elemet szintén e hónap elején neveztek el hivatalosan.)
20. Richard Feynman fizikus egyszer megjósolta, hogy a 137-es szám határozza meg a táblázat külső határát; további protonok hozzáadása olyan energiát eredményezne, amelyet csak egy képzeletbeli számmal lehetne számszerűsíteni, ami lehetetlenné tenné a 138-as és magasabb elemet. Talán.