Kodėl chemikai nemėgsta J ir Q?    

Cheminių elementų pavadinimų istorija – įdomus užsiėmimas. Štai 1983 m. viename JAV Darendo miestelio savaitraštyje buvo išspausdinta žinutė, kad miesto vandentekyje aptikta nepaprastai pavojinga „dihidrogeno oksido“ (dihydrogen oxide) medžiaga, kuri patekusi į plaučius beveik visada sukelia mirtį, o tos medžiagos poros gali ant odos sukelti rimtus nudegimus. Tai buvo balandžio pirmosios pokštas, pasišaipantis iš chemofobų, bijančių visko, kas susiję su chemija – net vandens, jei jį pavadinsi „chemiškai“.

Chemijos kaip mokslo tapsmui nemažai įtakojo alchemija, kiauriai persmelkta mistikos ir ezoterikos. Iš vienos pusės, alchemikai mums pateikė nemažai praktinių metodikų ir sukaupė daug naudingos informacijos apie įvairių junginių savybes. O antra, visos jų žinios buvo paslėptos po storu slaptų simbolių ir prasmių sluoksniu, kad neįšventintieji netyčia nepagamintų filosofinio akmens. Daltono žymenys

Kaupiant žinias kilo poreikis jas sisteminti. Antroje 18 a. pusėje buvo atrasta beveik pora dešimčių naujų elementų, jų atradėjų pavadintų senovės dievų ar mitinių būtybių vardais arba pagal jų būdingas savybes. Cheminiams elementams priskirdavo ir susijusių mineralų pavadinimus, pirmenybę teikdami graikų kalbai. Įdomu, kad nė vienas mokslininkas, atradęs kokį nors elementą, jo nepavadino savo vardu, o tuo labiau monarcho, tuo metu buvusio vos ne kiekvienoje šalyje. Tos nerašytos nuostatos chemikai laikėsi ir per visą 19 a.

18 a. pabaigoje chemikai susimąstė, kad neblogai būtų visiems kalbėti viena chemine kalba, kad nesumaišytum kolbų su panašiais skysčiais ar vartyti žodynus kaskart, kai iš kitos šalies atsiųs mėgintuvėlį su etikete „vilko putos“. Idėja ne tokia jau nauja, atsižvelgiant į tai, kad dar 1735 m. K. Linėjus paskelbė „Gamtos sistemą“, tačiau prancūzų chemikas Gitonas de Morvo1) savo pirmąjį cheminės nomenklatūros variantą pasiūlė tik 1782-ais. Ir čia jau priėjome prie kai kurių raidžių vengimo elementų žymėjime.

1801 m. škotų chemikas Tomas Tomsonas2) pirmąkart, kaip teigiama, panaudojo raides cheminių elementų žymėjimui. Praktiškai tuo pat metu anglų fizikas, chemikas ir gamtininkas Džonas Daltonas3) ėmė kurti savąją atomistinę teoriją, teigiančią, kad visos medžiagos sudarytos iš labai smulkių nedalomų dalelių (atomų). Kartu Daltonas 1808 m. pasiūlė cheminius elementus žymėti simboliais – rutuliukais su tam tikru piešiniu viduje. Panašius simbolius naudojo jau alchemikai, o kitą dalį sudarė rutuliukai su pirma elemento pavadinimo raide, pvz., Z – cinkas (zinc), I – geležis (iron), S – sidabras (silver). Va tik knygų leidėjams tokia idėja nepatiko – jiems labai nesinorėjo į turimus šriftų rinkinius įtraukti naujus simbolius.

Galiausiai elementų žymėjimo klausimą 1813 m. užbaigė švedų chemikas Jonsas J. Bercelius4), visus elementų pavadinimus lotynų kalba sutrumpinęs iki vienos ar dviejų raidžių, kurių pirma visad didžioji, o antroji (jei yra) – mažoji. Su nežymiais pakeitimais ši sistema naudojama ir dabar.

J raidės nebuvimas paaiškinamas paprastai – jos nebuvo klasikinėje lotynų abėcėlėje (ji buvo įvesta tik Atgimimo laikotarpiu). Panašiai yra ir su Q raide – nors ji yra lotynų abėcėlėje, tačiau ja prasidedančių element nepasitaikė. Kita priežastimi galėjo būti ir J bei Q panašumas į I ir O (ypač lengva suklysti rašant ranka). Tik štai Q raidei į elementų žymenis vis tik pavyko prasibrauti.

20 a. pradžioje visi gamtoje egzistuojantys elementai jau buvo atrasti, tačiau dar liko dirbtiniai. 1911 m. buvo sukurta IUPAC sąjunga, kurios viena užduočių buvo cheminių elementų nomenklatūros standartizacija. Dar neturintiems pavadinimo elementams buvo naudojami laikini pavadinmai, sudaryti iš pirmųjų lotynų ar graikų abėcėlės skaitmenų pavadinimo, tad, pvz., elementas, kurio eilės numeris 104 vadintųsi unnilkvadijumi ir laikinai būtų žymimas Unq (iš tikro, jam jau priskirtas rezerfordijaus pavadinimas).

Tiesa sakant, ir J turėjo šansą – 113 elementas galėjo gauti žymenį Jp, - japonų siūlymu. Tačiau IUPAC nesutiko, ir galiausiai tas elementas tapo nichonijumi – pagal vieną iš Japonijos pavadinimų, Nichoną.


Mendelejevas ir jo periodinė elementų lentelė

Taip pat skaitykite Kelionė po cheminių elementų lentelę

Dmitrijus Mendelejevas (1834-1907) gimė Tobolsko gimnazijos direktoriaus šeimoje; jis buvo 17-u vaiku. Vaikystėje nepasižymėjo dideliu stropumu – gaudavo kuklius pažymius už lotynų kalbą ir tikybą. Noriai mokėsi tik matematiką ir fiziką. Tėvas mirė jam turint 10 m. Motinai atiteko nedidelis stiklo fabrikėlis; 1849 m. jis sudegė ir šeima persikėlė į Maskvą, o po to į Peterburgą.

Čia jam 1850 m. pavyko įstoti į Pedagoginio inst-to fizikos-matematikos fakultetą, bet ir čia tęsėsi mokymosi problemos – 1-me kurse neišlaikė visų dalykų išskyrus matematiką. Lūžis įvyko studijų gale – 1855 m. baigė aukso medaliu ir buvo paskirtas į Simferopolį Kryme. Čia susipažino su chirurgu N. Pirogovu. Dėl prasidėjusio karo persikėlė į Odesą, o 1856 m. grįžo į Peterburgą, kur apsigynė chemijos magistro, o 1865 m. ir daktarinę disertaciją. Po 2 m. jau vadovavo Peterburgo un-to neorganinės chemijos katedrai. Iki 1882 m. vedė jau 4 kartus; iš dviejų santuokų susilaukė 7 vaikų.

Peterburgo un-te Mendelejevas dirbo iki 1890 m. – ir būtent tuo metu jis sukūrė periodinę cheminių elementų lentelę, kai ruošdamasis „Chemijos pagrindų“ kursui pastebėjo tam tikrą periodiškumą cheminių elementų savybėse. Dėsningumas dar labiau išryškėjo, kai jis elementus išdėstė pagal jų atominius svorius. Apie tai straipsnį paskelbė 1869 m. Samagono restorano meniu

Jis suprato, kad jo atradimui būtinas tarptautinis pripažinimas, tad nedelsdamas išsiuntinėjo lentelę Europos kolegoms. Periodiškumo mokymą jis vystė iki 1871 m. pabaigos, o taip pat jis lankė aukštai vertinamus cheminius centrus, kur pristatydavo savo nuolat tobulinamą lentelę.

Beje, tuo metu prie išvados apie periodiškumą priėjo ir kiti mokslininkai, tarp kurių žinomiausi L. Mejeris5) Vokietijoje, anglas Dž. Niulendsas6) ir dar italas S. Kanicaro7), kurio likimas labai nepaprastas. Baigęs universitetus, sudalyvavo liaudies sukilime Sicilijoje, kur buvo nuteistas mirties bausme. Vėliau kaip švietimo tarybos narys kuravo mokslo vystymą Italijoje. O didžiausiu nuopelnu buvo pasiūlyta pagrindinių chemijos sąvokų sistema. Ir jis nustatė tuo metu tiksliausias atominių svorių reikšmes, paskatinusias periodinės lentelės sukūrimą: mat savo teoriją išdėstė brošiūroje, kurią išdalino kongreso Karlsrue 1860-ais dalyviams, tarp kurių buvo ir D. Mendelejevas.

1864 m. L. Mejeris paskelbė lentelę iš 28 elementų, išdėstytų į 6 stulpelius pagal jų valentiškumą. Aišku, kad toji lentelė rodė riboto elementų kiekio savybių artumą (išdėstytuose stulpeliuose). Tai ir sąlygojo elementų kiekio apribojimą – juk valentiškumas nėra vieninteliu pastovu dydžiu elementui.

Beveik tuo pat metu Dž. Niulendsas pasiūlė savo lentelės variantą, kai 1864 m. pradžioje perskaitė straipsnį, kad daugumos elementų atominiai svoriai daugiau ar mažiau kartotini 8-iems. Tai buvo klaidinga, tačiau Niulendsas nusprendė tęsti tyrinėjimus. Jis sudarė lentelę, kurioje elementus išdėstė pagal atominius svorius. 1864 m. rugpjūčio mėn. straipsnyje jis atkreipė dėmesį į „stebimą periodiškumą“ ir padarė išvadą „mažiausio grupės nario numerio ir sekančio jį skirtumas lygus 7; kitaip sakant, 8-as elementas, pradedant nuo to elemento, yra tam tikra prasme to pirmojo pakartojimu...“. Po metų jis paskelbė naują lentelę, ją pavadinęs „oktavų dėsniu“, o 1866 m. kovo 1 d. perskaitė pranešimą Londono chemijos draugijos posėdyje, tačiau nesulaukė susidomėjimo. Vis tik 1887 m. Karališkoji draugija jam skyrė vieną iš labiausiai prestižinių apdovanojimų – Devio medalį. Ir jis iš tikro buvo pirmuoju nurodžiusiu elementų periodiškumą.

Periodinė lentelė susijusi ir su geologija, pirmiausia, apie uolienų mokslais. Juk suprantama, kad minerologija veikė periodinės lentelės sukūrimą. Ir pati lentelė nurodė keletą siaurų vietų įsivaizdavimuose apie cheminius elementus. Vienu pirmųjų jos rezultatų buvo urano ir retųjų metalų atominių svorių peržiūrėjimas, o taip pat jų pervedimas iš dvivalenčių kalcio analogų į trivalenčius. Lentelė atsižvelgė ir į elementų savybes, tad jau Mendelejevas nuspėjo ekaaliuminijų (galį) ir ekasilicį (germanį), kurie netrukus ir buvo atrasti (1876 ir 1886 m.).

Tik štai elemento pozicija, nusakyta atominio svorio, ne visad atitiko jo savybes, kurioms Mendelejevas teikė pranašumą. Tad kilo klausimas, ar elementai neturi ir kitos fundamentalios savybės? Ir 1913 m. anglų fizikas H. Mozlis8) įvedė elemento atominio numerio sąvoką – branduolio teigiamą krūvį. Jo atlikti atominių spektrų paskaičiavimai leido atrasti dar 4 elementus: hafnį, renį, technecį ir prometį.

Periodinės lentelės vaidmenį mineralogijoje iškart įvertino V. Vernadskis, 19 a. pabaigoje sudaręs vadinamąsias Vernadskio eiles – izomorfiškai sukeičiamų elementų lentelę (tik nesulaukusią mineralogų pripažinimo). Tačiau 1926 m. V. Goldšmitas9) suformulavo izomorfinių sukeitimų taisyklę, nurodęs, kad sukeičiamų jonų dydis negali skirtis daugiau nei 10-15%. Taip periodinė lentelė pasipildė, po atominio svorio ir eilės numerio, dar ir jo joniniu spinduliu. Taip joje išsiskyrė dvi diagonalinės eilės, atitinkančios izomorfinius sukeitimus, kam didelį dėmesį skyrė A. Fersmanas. Pvz., tapo aišku, kodėl natris ir kalcis bet kokiomis proporcijomis susikeičia lauko špatuose.

O D. Mendelejevo gyvenimas rodo jį buvus labai įvairiapusiu. Vienu jo neįprastų pomėgių buvo aukšta kokybe pasižyminčių lagaminų gamyba – jais žavėjosi visi Maskvos ir Peterburgo pirkliai. Paslaptis glūdėjo ypatingame jo sukurtame klijų mišinyje.

Vėliau jis prisidėjo prie pirmojo un-to Sibire, Tomske, įsteigimo, o taip pat Kijevo Politechnikumo. 1866 m. jis buvo vienu iš chemikų draugijos steigėjų. 1890 m. palaikė studentų judėjimą ir buvo priverstas palikti Peterburgo un-tą – be to ir dėl nesutarimų su švietimo ministru. Tad jis tapo Matų ir svorių palatos saugotoju. 1905 m. gavo aukščiausią Londono Karališkosios draugijos apdovanojimą – Koplio medalį. Buvo triskart iškeltas kandidatu Nobelio premijai (1905, 1906, 1907), tačiau Rusijos Imperatoriškosios MA kaskart slapto balsavimo metu atmesdavo jo kandidatūrą. Per įvairias peripetijas jis jos taip ir negavo (1907-ais todėl, kad tais metais mirė, o premija įteikiama tik gyviems).

Įdomybės

Škotijos St. St Andrews un-to sandėlyje 2014 m. netikėtai buvo surasta seniausia išlikusi spausdinta (1885 m. Vienoje) Mendelejevo periodinė cheminių elementų lentelė. Buvo išsiaiškinta, kad ją iš Vokietijos už 3 markes nupirko 1888 m.
Sena lentelė Škotijoje


Trumpos biografijos

1) Gitonas de Morvo (Louis-Bernard Guyton-Morveau, 1737-1816) – prancūzų chemikas, aeronautas, politikos veikėjas. Jam priskiriama pirmosios cheminės nomenklakūros sukūrimas. Pradžioje buvo užkietėjęs flogistono teorijos šalininkas, todėl ir nomenklatūros pagrindu paėmė G. Štalio flogistono teoriją. Tačiau greitai atsisakė flogistono, priėmęs A. Lavuazjė deguonies teoriją. Jis pasiūlė aprūkymo chloru dezinfekavimo būdą (1773), organizavo salietros gamybą Dižone (1778-80), nagrinėjo galimybę pakeisti nuodingus švino baliklius cinko oksidu (1782). Vienas pirmųjų skraidė oro balionais, tyrinėjo aerostatų panaudojimo šviesos signalizacijai galimybes. Jo pasiūlymu buvo įsteigtas karinių oreivių kopusas. Dmitrijus Mendelejevas

2) Tomas Tomsonas (Thomas Thomson, 1773-1852) – škotų chemikas, minerologas, gydytojas. Jo darbai susiję su augalų cheminės sudėties tyrimais ir padėjo plisti Dž. Daltono atomistinei teorijai. Taip pat tyrinėjo gyvulinės kilmės medžiagas bei dažančias medžiagas. Šiomis temomis rašytų straipsnių pagrindu parengė knygą „Chemijos sistema“ (1802), o „Chemijos elementuose“ (1810) parodė, kaip atomistiniu būdu sąveikauja skirtingų dujų tūriai. Kritikavo Dž. Hutono geologinę teoriją.

3) Džonas Daltonas (John Dalton, 1766-1844) – anglų chemikas, meteorologas ir fizikas. Išgarsėjo išvystydamas atomo teoriją ir nustatęs regėjimo sutrikimą, kuriam būdingas spalvų neskyrimas. Įvedė „atominio svorio“ sąvoką. Savo teorijos vizualizacijos panaudojo savą simbolių sistemą, pristatyta ir „Chemijos filosofijos naujojoje sistemoje“ (1808).

4) Jonsas Bercelius (Jöns Jacob Berzelius, 1779-1848) – švedų chemikas ir minerologas, įvedęs šiuolaikinius cheminių elementų žymenis. Atrado cerį (1803), seleną (1817) ir torį (1828). Įvedė alotropijos, izomerijos, katalizės ir kt. terminus. Išvystė elektrocheminę teoriją, 1803 m. pasirodžius darbui apie elektrolizę. 1815 m. išvedė acto, gintaro, vyno ir kitų rūgščių formules.

5) Lotaras Mejeris (Julius Lothar Meyer, 1830-1895) – vokiečių chemikas. Moksliniai darbai daugiausia teorinės ir fizikinės chemijos pobūdžio, reikšmingas indėlis į cheminių elementų sisteminimą. Laikomas Periodinės lentelės bendraautoriumi. 1872 m. pirmasis pasiūlė, kad 6-i anglies atomai benzole sujunti tik viena jungtimi. Jo garbei pavadintas mineralas lotarmejeritas ir dar 4-i artimai susiję mineralai.

6) Džonas Niulendsas (John Alexander Reina Newlands, 1837-1898) – britų chemikas, dirbęs su cheminių elementų periodiškumu. 1868 m. įsidarbino cukraus rafinavimo fabrike, kur tobulino cukraus gamybos technologinį procesą. 1884 m. savo pagrindinius straipsnius surinko į knygą ir iškėlė pretenzijas dėl Periodinės lentelės atradimo prioriteto.

7) Stanislao Kanicaro (Stanislao Cannizzaro, 1826-1910) – italų chemikas, vienas atominio-mokuliarinio mokymo kūrėjų. 1851 m. gavo cianamidą ir tyrė jo savybes, terminę polimerizaciją ir iš jo išgavo karbamidą. O 1853 m atrado benzilo spiritą. O didžiausiu nuopelnu tapo jo pasiūlyta chemijos sąvokų Sistema. Jo garbei pavadintas krateris nematomoje Mėnulio pusėje.

8) Henris Mozlis (Henry Gwyn Jeffreys Moseley, 1887-1915) – anglų fizikas, vienas rentgeno spektroskopijos pradininkų. 1913 m. po eilės eksperimentų nustatė priklausomybė tarp rentgeno spinduliavimo spektro linijų dažnio ir ir spinduliuojančio elemento atominio numerio. Tais pačiais metais sukūrė ir pirmąjį radioizotopinį elektros šaltinį (Beta Cell) radžio pagrindu. Jo garbei pavadintas krateris Mėnulyje.

9) Viktoras Goldšmitas (Victor Moritz Goldschmidt, 1888-1947) – šveicarų kilmės norvegų minerologas, vienas geochemijos ir kristalų chemijos pradininkų, sukūręs Goldšmito elementų geocheminę klasifikaciją. Iškėlė vieną pirmųjų teorijų apie Žemės gelmių sandarą, gana gerai pasitvirtinusią. Vienas pirmųjų nustatė viršutinės Žemės plutos sudėtį. Į Norvegiją jo šeima persikėlė 1901 m. Svarbiausias jo veikalas „Geochemija” suredaguotas po jo mirties 1954-ais.

Triukšmai
Kvantinis chaosas
Metalinis vandenilis
Šaltoji branduolių sintezė
Galvaninės teorijos pradžia
Vilniaus Universiteto chemikai
3-iojo tūkstantmečio mokslas
Laplasas: asmenybė ir veikla
Lutecis: paskutinis iš lantanoidų
VU 19 a. pradžios kultūrinės idėjos
Kelionė po cheminių elementų lentelę
Celuloidas – plastmasių prosenelis
Kvantinė chemija – ateities mokslas?
Mokslo riboženkliai: 1867-ieji – kartų kaita
Už ką Nobelio premijos negavo Virginijus Šikšnys
Šiuolaikinė fizika – į tiesą panašus mitas?
Amžinas judėjimas laiko kristaluose
Chemikai: Nobelio premijos laureatai
8 alternatyvūs energijos šaltiniai
Elektra, kol dar nebuvo vartotojų
Paslėpti erdvės matavimai
Mažosios saulės mįslės
Talis ir samaris
Augalai - chemikai
Superlaidumas
Vartiklis