|
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
.Umysł ludzki uwielbia solidne dawki narrativum.W naszym wszechświecie zaczęliśmy rozumieć, dlaczego pierwiastki są wyjątkowe i co odróżnia je od związków chemicznych.I znowu początkową ideę zawdzięczamy Grekom.Demokryt uważał, że cała materia zbudowana jest z maleńkich, niepodzielnych cząsteczek, które nazwał atomami (po grecku: niepodzielny).Nie jest jasne, dlaczego ktokolwiek, nawet Demokryt, wierzył w coś takiego w czasach starożytnej Grecji - może chodziło o sprytny argument w dyskusji.Boyle ożywił tę ideę, sugerując, że każdemu pierwiastkowi odpowiada jeden rodzaj atomu, a związki chemiczne to kombinacje różnych atomów.Tak więc pierwiastek tlen składa się z atomów tlenu i żadnych innych; pierwiastek wodór składa się z atomów wodoru i żadnych innych; jednak związek chemiczny, jakim jest woda, nie składa się z atomów wody i żadnych innych, ale z atomów wodoru i atomów tlenu.W 1807 roku nastąpił jeden z najbardziej znaczących kroków w rozwoju zarówno chemii, jak i fizyki.John Dalton, Anglik, znalazł sposób zaprowadzenia niejakiego porządku wśród różnych atomów tworzących pierwiastki i przynajmniej w części przeniesienia tego porządku także na związki chemiczne.Jego poprzednicy zauważyli, że kiedy pierwiastki łączą się razem, tworząc związki, czynią to w prostych i charakterystycznych proporcjach.Tyle tlenu plus tyle wodoru daje tyle wody, a stosunek ciężaru tlenu i wodoru pozostaje bez zmian.Co więcej, proporcje te elegancko do siebie pasują, jeśli porównamy inne związki zawierające wodór i inne związki zawierające tlen.Dalton zrozumiał, że można to łatwo wytłumaczyć, jeśli każdy atom wodoru będzie miał stały ciężar, każdy atom tlenu będzie miał stały ciężar, a ciężar atomu tlenu będzie szesnaśnie razy większy od ciężaru atomu wodoru.Dowody jego teorii musiały być pośrednie - ponieważ atomy są za małe, żeby je zważyć - ale też okazały się liczne i przekonujące.I tak na scenę wkroczyła teoria ciężaru atomowego, która pozwoliła chemikom ustawić listę pierwiastków według tego właśnie ciężaru.Lista zaczyna się tak (obecnie ustalone wartości ciężaru atomowego podajemy w nawiasach): wodór (1,00794), hel (4,00260), lit (6,941), beryl (9,01218), bór (10,81), węgiel (12,011), azot (14,0067), tlen (15,9994), fluor (18,998403), neon (20,179), sód (22,98977).Zadziwiające, że ciężar atomowy jest prawie zawsze bliski liczbie całkowitej; pierwszym wyjątkiem jest chlor z ciężarem 35,453.To zastanawiające.Ale początek został zrobiony, co pozwoliło szukać innych zależności i odnosić je do ciężarów atomowych.Jednak szukanie zależności okazało się łatwiejsze od ich znajdowania.Lista pierwiastków nie miała żadnej struktury; ich własności były dość przypadkowe.Rtęć, jedyny znany pierwiastek ciekły w temperaturze pokojowej, była metalem (później do listy dodano kolejną ciecz, brom).Było też mnóstwo innych metali, takich jak żelazo, miedź, srebro, złoto, cynk, cyna - każdy stały i każdy inny od pozostałych; siarka i węgiel były ciałami stałymi, ale nie metalami; całkiem sporo pierwiastków było gazami.Wprowadzenie do tej listy jakiejś struktury wydawało się tak mało prawdopodobne, że gdy kilku śmiałków - Johann Dóbereiner, Alexandre-Emile Beguyrer de Chancourtois, John Newlands - sugerowało, iż w tej plątaninie i chaosie daje się niewyraźnie dostrzec pewien porządek, zakrzyczano ich natychmiast.Zasługa przedstawienia schematu, który okazał się zasadniczo prawidłowy, przypadła Dymitrowi Mendelejewowi, który w 1869 roku ukończył pierwszy z długiej serii “układów okresowych”.Jego system zawierał sześćdziesiąt trzy znane pierwiastki ustawione w kolejności według ciężaru atomowego.Pozostawiał też wolne miejsca, gdzie jakoby powinny trafić pierwiastki jeszcze nieodkryte.Układ był “okresowy” w takim sensie, że właściwości pierwiastków zaczynały się powtarzać po określonej liczbie kroków - zwykle po ośmiu.Według Mendelejewa pierwiastki dzielą się na rodziny, których elementy rozdziela wspomniany wyżej okres, a w każdej rodzinie występują podobieństwa własności fizycznych i chemicznych.Te własności zmieniają się -w ramach jednej rodziny -tak systematycznie, że można zobaczyć wyraźne, choć niekoniecznie ściśle dokładne wzory i szeregi numeryczne.System działa najlepiej, jeśli przyjmiemy, że niektórych pierwiastków jeszcze nie ma na liście - stąd te wolne miejsca.Dodatkową premią jest fakt, że wykorzystując rodzinne podobieństwa, można przewidzieć właściwości brakujących pierwiastków, zanim ktoś je odkryje
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
zanotowane.pldoc.pisz.plpdf.pisz.plhanula1950.keep.pl
|