Zacznę może od starego dowcipu. Był kiedyś rewelacyjny wykładowca chemii, który nigdy nie posługiwał się żadnymi skryptami, książkami ani notatkami. Wchodził na salę, z wewnętrznej kieszeni marynarki wyciągał malutką karteczkę, przez kilka sekund spoglądał na nią, po czym chował ją i zaczynał bezbłędnie wykładać. Studenci zastanawiali się, co jest na tej legendarnej karteczce. I kiedyś trafiła się okazja – profesor w przerwie zostawił marynarkę na krześle i wyszedł z sali. Jakiś student dopadł do niej, wyciągnął karteczkę, a tam było napisane: litowce po lewej, gazy szlachetne po prawej.
Uproszczony układ okresowy. Pierwiastki szaroniebieskie to metale, różowe – półmetale, żółte – niemetale
licencja: CC0 – public domain – domena publiczna

No i tak właśnie naprawdę jest. Tak wygląda układ okresowy, gdy na niego spojrzymy. Ale to nie są jedyne istotne informacje, które możemy wyczytać. Popatrzmy na tę ciekawą tablicę. Po lewej mamy litowce – grupę bardzo reaktywnych metali. Określenie „grupa” oznacza to, co widać w kolumnie (w pionie). Lit, sód, potas, rubid, cez itd. Bardzo reaktywne metale, wszystkie są jednowartościowe. Spójrzmy obok – tam są berylowce. Też metale, ale takie… mniej metaliczne. Wszystkie są dwuwartościowe, tworzą takie same tlenki i wodorotlenki.

Dalej mamy grupę 13 (dawniej – trzecią) – borowce. Trójwartościowe, już mniej metaliczne. I tak to w sumie wygląda – im bardziej patrzymy na prawo, tym mniejszy mamy charakter metaliczny. Te „na środku”, czyli bor, krzem, german itd. są pomiędzy metalami i niemetalami. Im bardziej w prawo, tym większy charakter niemetaliczny. Takie właśnie są niektóre tlenowce i wszystkie fluorowce. Te ostatnie są bardzo reaktywne, próbują wejść w związki z czymkolwiek. Na samym skraju, po prawej stronie są helowce, czyli gazy szlachetne. Na tym etapie możemy uznać, że ich tak naprawdę nie ma. Niespecjalnie wchodzą w reakcje chemiczne, są… no właśnie, szlachetne. Inne i obce.

Popatrzmy teraz w pionie. Litowce. Na samym dole mamy frans, który jest niesamowicie aktywny. A teraz rzut oka na prawo, na fluorowce. Na samej górze jest najbardziej aktywny fluor. A więc jeśli frans spotka się z fluorem, powstanie związek o bardzo silnym charakterze jonowym – fluorek fransu (FrF).
Aktywność metali rośnie, gdy patrzymy w dół (czyli lit jest mniej aktywny niż sód, a sód jest mniej aktywny niż potas itd.). W przypadku fluorowców aktywność zmienia się w drugą stronę – najaktywniejszy jest fluor. Mniejsza o to, jaki jest mechanizm i na czym to wszystko polega. Wystarczy zapamiętać ideę.

Gdy już zrozumiemy zasadę budowy układu okresowego i dowiemy się o strukturze atomu, będziemy wiedzieć znacznie więcej. Dowiemy się, że pierwiastki w układzie okresowym są tam umieszczone zgodnie z wzrastającą liczbą atomową, czyli liczbą protonów w jądrze atomowym. Dowiemy się też, że istnieje coś takiego, jak powłoki atomowe, które definiują właśnie okresowość. Ale to już zupełnie inna historia. Pewnie kiedyś do niej wrócę.

(c) by Mirosław Dworniczak
Jeśli chcesz wykorzystać ten tekst lub jego fragmenty, skontaktuj się z autorem. Linkować oczywiście można.

Prowadząc zajęcia z chemii dla uczniów lub studentów zawsze nazywałem układ okresowy pierwiastków chemicznych najbardziej uniwersalną ściągą. Co ważne – ta ściąga wisi praktycznie w każdej pracowni chemicznej i można z niej korzystać legalnie nawet podczas klasówek i sprawdzianów. Czasem układ okresowy nazywany jest tablicą Mendelejewa, choć jest to już w zasadzie nazwa historyczna. Ale to nazwisko trzeba pamiętać, bo jego idea była genialna. Już nieco wcześniej próbowano układać pierwiastki według ich właściwości, ale te próby nie pozwoliły na przewidywanie właściwości tych pierwiastków, które w tamtym czasie nie zostały jeszcze odkryte. A o przewidywanie pokusił się właśnie Dymitr Mendelejew.

Portret Dymitra Mendelejewa (c) public domain

Po ułożeniu ówcześnie znanych pierwiastków w formę tabeli zauważył, że są w niej luki. Uznał, że w tych miejscach powinny się znaleźć pierwiastki nieznane w czasie, gdy tworzył swoją tablicę.

Jedna z pierwszych wersji tablicy Mendelejewa – (c) public domain

Co więcej – na podstawie właściwości pierwiastków sąsiednich przewidział właściwości tych nowych. I miał zapewne wielką satysfakcję, gdy zostały odkryte – niektóre jeszcze za życia uczonego. I tak pomiędzy glinem (Al) a indem (In) znalazł się gal (Ga), a pomiędzy krzemem (Si) a cyną (Sn) znalazł się german (Ge). Zbadane właściwości tych pierwiastków doskonale zgadzały się z przewidywaniami Mendelejewa. Jako ciekawostkę można tu dodać, że gdy odkrywca galu, Lecoq de Boisbaudran, opublikował właściwości nowego pierwiastka, dostał list od Mendelejewa, który (nie widząc galu na oczy) stwierdził, że wartość gęstości tego metalu została błędnie wyznaczona. Okazało się to prawdą. Ponowne badanie idealnie potwierdziło przewidywanie Mendelejewa. To był ostateczny triumf wielkiego uczonego.

Niestety, wielki uczony nie został uhonorowany nagrodą Nobla, pomimo tego, że jego praca była doceniona przez naukowców. A wynikało to z tego, iż jednym z najważniejszych ludzi w komitecie noblowskim był Svante Arrhenius (ten od dysocjacji). A on nie znosił Mendelejewa, bo ten krytykował teorię dysocjacji. I pomimo tego, że siedmiokrotnie twórca układu okresowego był nominowany, nagrody nie dostał. A potem problem się rozwiązał, gdy Mendelejew zmarł.

Docenili go jednak studenci, którzy w kondukcie pogrzebowym nieśli transparent z wymalowaną tablicą Mendelejewa.

To tyle w pierwszym odcinku o układzie okresowym pierwiastków. W drugim będzie trochę informacji o tym, co ważnego można z niego wyczytać.

(c) by Mirosław Dworniczak
Jeśli chcesz wykorzystać ten tekst lub jego fragmenty, skontaktuj się z autorem. Linkować oczywiście można.