Siguiendo los pasos de la tabla periódica de Mendeleev

 

Profesor | Yu Shujun, profesor asociado, Departamento de Química y Bioquímica, Universidad de Chung Cheng
Recopilación de artículos | Zhao Yangguang

El matemático francés Jules Henri Poincaré dijo una vez: «Los científicos estudian la naturaleza para buscar un orden simple, armonioso y perfecto detrás de los complejos fenómenos de la naturaleza». El primer ciclo de elementos se organizó hace 150 años. El vigilante Mendeleev dedicó toda su vida a buscar las reglas y verdades de la ciencia en el mundo natural y, por lo tanto, abrió un nuevo camino para la química moderna para las generaciones posteriores, permitiendo a más personas seguir este hermoso orden.

Jade sin cortar del suelo helado de Siberia

Los antecedentes familiares de Mendeleev, especialmente la influencia de su madre, fueron la clave del éxito de Mendeleev al ser el símbolo del gran científico «Padre de la Tabla Periódica». Como conferenciante de esta conferencia, el profesor asociado Yu Shujun del Departamento de Química y Bioquímica de la Universidad Chung Cheng, presentó el proceso de crecimiento y aprendizaje de Mendeleev en una narrativa vívida en la primera mitad de la conferencia. Mendeleev nació en Siberia, Rusia. Su padre era director de escuela secundaria. Una madre de ascendencia tártara, la familia solía dirigir una fábrica de vidrio para educar a los trabajadores y sus hijos. Él dirigía una pequeña escuela en la fábrica. Además, su familia también Solía ​​publicar un periódico. Como el miembro más joven de la familia, Mendrev naturalmente tenía grandes esperanzas en una familia con una formación muy bien informada. Su madre lo llevó a él y a sus hermanas hasta Moscú, y luego a San Petersburgo, donde Mendele Ingresó en el Instituto Central de Educación de la Universidad de San Petersburgo. Mientras estudiaba en San Petersburgo, su madre y su hermana fallecieron de tuberculosis una tras otra. Antes de su muerte, su madre le dijo a Mendeleiev que «se mantuviera alejado de la fantasía, insistiera en los resultados en lugar de jactarse; buscara pacientemente verdades científicas sagradas». Un lema que hay que seguir.

Encuentra verdades científicas de cartas

Mendeleev, que obtuvo una maestría, ingresó a la docencia y la investigación. En 1861, escribió el libro de texto «Química orgánica» y publicó el primer volumen de «Principios de la química» en 1868. Durante este período, los científicos continuaron descubriendo a través de experimentos. Otro elemento químico también explora la relación entre elementos. Después de que el científico alemán JW Dobereiner propusiera el método de disposición de elementos de la «tríada», la tabla periódica de la «hélice telúrica» ​​y la «Ley de las octavas» aparecieron una tras otra, pero ninguna Surgió un sistema teórico más macroscópico, y Mendeleev pensó en cómo organizar y resumir los elementos cada vez más complejos de una manera más intuitiva para la enseñanza y la herencia. Escribió cada elemento y su peso atómico y propiedades químicas en una carta, y armó una baraja de cartas de esta manera. Después de organizar pacientemente los juegos de cartas una y otra vez, finalmente encontró algo de la disposición y agrupación del peso atómico de menor a mayor. Law, así lo registró, ¡que es la primera tabla periódica que conocemos!

En la ley periódica de elementos escrita por Mendeleev en 1869, los elementos están ordenados de acuerdo con sus pesos atómicos, y sus propiedades son obviamente periódicas, es decir, la valencia de los elementos (la capacidad de unirse con otros elementos) también exhibe reglas. Cuando el peso atómico y la disposición de valencia entran en conflicto, se ordenarán de acuerdo con la valencia, y hay algunos espacios desconocidos en la tabla periódica, que son elementos nuevos desconocidos que Mendeleev esperaba descubrir. Lo sorprendente es que en las pruebas experimentales posteriores, se encontró que las predicciones en la tabla periódica de Mendeleev eran bastante precisas. Entre ellos, el descubrimiento del galio (Ga), el «elemento similar al aluminio» en 1875, hizo que Mendeleev escribiera especialmente una carta a su descubridor, el científico francés PEL de Boisbaudran, afirmando que la gravedad específica del galio es Falso; Debois Bodran luego volvió a extraer galio puro de una manera más rigurosa y realizó experimentos. ¡La proporción medida de galio era de hecho el valor predicho por Mendeleev de 5.9 en lugar del 4.7 medido originalmente! Se puede decir que esta es la primera vez que los seres humanos predijeron con precisión elementos desconocidos con métodos científicos, lo que entusiasmó mucho a la comunidad científica europea en ese momento.

Deja que más personas se embarquen en el viaje de construir sueños

En 1871, Mendeleev publicó el segundo volumen de «Principios de la química», y en los años siguientes también se descubrieron y confirmaron los elementos desconocidos que predijo, lo que motivó su contribución en la comunidad científica a la ciencia centrada en Europa en ese momento. El mundo es seguro, pero solo el Premio Nobel siempre pasa de largo. En febrero de 1907, Mendeleev murió de influenza en San Petersburgo, pero la investigación sobre la periodicidad de los elementos no se ha detenido. En 1913, el científico británico Henry Moseley realizó experimentos contra la tabla periódica y descubrió que la raíz cuadrada de la frecuencia de rayos X emitida por los átomos es directamente proporcional al orden atómico de la tabla periódica, que se llama «Ley de Moseley». La ley de Moseley usa el «orden atómico» del número de protones en el núcleo para reemplazar el peso atómico y reorganizar la tabla periódica. Corrige muchos conceptos básicos de química y explica que varios lugares en la tabla periódica de Mendelev están ordenados en valencias en lugar de peso atómico.

La tabla periódica revisada contiene el concepto del principio de Aufbau, que utiliza principalmente la mecánica cuántica para describir las propiedades de los electrones, lo que indica que los electrones se llenarán preferentemente en orbitales atómicos de baja energía. De esta manera, los nuevos elementos de la tabla periódica pueden construirse y ordenarse de menor a mayor de acuerdo con la energía orbital de los átomos de múltiples electrones. En la actualidad, hay 118 elementos en la conocida tabla periódica de los elementos, y el físico Richard Feynman estimó que puede progresar hasta 173. Estos resultados y conceptos tienen sus raíces en la ley periódica de los elementos de Mendeleev. El científico estadounidense Glenn T. Seaborg descubrió un nuevo elemento con número atómico 101 en 1955. En 1963, llamó a este elemento «Md (Md)» en reconocimiento y conmemoración de Mendeleev.

La tabla periódica de elementos organiza la naturaleza caótica de la naturaleza en regularidades. Como dijo la madre de Mendelev, lleva a las personas a «alejarse de la fantasía» y buscar la verdad paso a paso a través de la evidencia científica. Los resultados de la investigación de Mendeleev «inspiraron la revolución cuántica a principios del siglo XX, lo que permitió que la estructura atómica explicara los secretos de la diversidad de materiales naturales y logre el desarrollo de la ciencia hoy», dijo el profesor Yu, esperando con ansias los elementos internacionales de este año. «El año de la tabla periódica» evoca una nueva comprensión de estos grandes logros y la historia de la química.


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