Vi har förtydligat hur vi behandlar personuppgifter och cookies.

Läs mer

En utskrift från Dagens Nyheter, 2019-03-25 23:35

Artikelns ursprungsadress: https://www.dn.se/nyheter/vetenskap/i-februari-1869-fick-mendelejev-ordning-pa-kemin/

Vetenskap

I februari 1869 fick Mendelejev ordning på kemin

Den 6 mars 1869 presenterade Dmitrij Mendelejev ett sätt att organisera grundämnen för det Ryska kemistsamfundet. För att fira 150-årsjubileet har FN:s generalförsamling och Unesco utsett 2019 till det internationella året för det periodiska systemet.

Rätta artikel

När den franske kemisten Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran år 1875 undersökte mineral från Pyrenéerna upptäckte han ett nytt grundämne, en metall som han gav namnet gallium, efter Gallien, det romerska namnet för Frankrike. Han presenterade sin upptäckt, men fick snart ett brev som uppmanade honom att undersöka ämnets densitet igen eftersom han troligen hade mätt fel. de Boisbaudran gjorde så, och fann att brevets avsändare, den ryske kemisten Dmitrij Mendelejev, hade rätt. Densiteten var inte 4,7 gram per kubikcentimeter – som han först hade fått fram – utan 5,9 gram per kubikcentimeter, nästan precis det värde som Mendelejev hade förutspått.

– Det var det som gjorde Mendelejevs tabell mer allmänt känd, säger Michael Gordin, professor i modern och samtida historia vid Princeton Univeristy och författare till boken ”A Well-Ordered Thing: Dmitrii Mendeleev and the Shadow of the Periodic Table”.

Allt började i Sankt Petersburg, i februari 1869. Dmitrij Mendelejev höll på att skriva en lärobok i kemi i två band. Del ett var redan klar. Bokens 500 första sidor handlar om fyra grundämnen: kol, syre, väte och kväve. I det sista kapitlet beskriver Mendelejev de så kallade halogenerna – fluor, klor, brom och jod – en grupp ämnen med mycket likartade egenskaper. De reagerar till exempel lätt med metaller och bildar salter, som natriumklorid, alltså vanligt bordssalt.

Band två skulle bli lika tjockt. Men av de 63 kända grundämnena hade han bara gått igenom åtta i den första delen.

– Han hade 55 ämnen som skulle få plats i volym två, på samma utrymme. Så han försöker hitta på ett sätt att ordna dem så att han kan beskriva dem så ekonomiskt som möjligt, säger Michael Gordin.

Dmitrij Mendelejev börjar med att tänka på alkalimetallerna: litium, natrium, kalium och rubidium. Alla är mjuka och lätta metaller, som reagerar kraftigt med vatten och ger basiska lösningar, alltså lösningar med högt pH-värde. När han jämför deras atomvikt eller atommassa, som är ett mått på hur mycket en atom av ett ämne väger, upptäcker han att skillnaden mellan två alkalimetaller är mycket lik skillnaden mellan två halogener.

– Han börjar tro att det kanske finns något naturligt system som förklarar varför det är så här, säger Michael Gordin.

Det finns flera spridda myter om hur Dmitrij Mendelejev kom fram till det periodiska systemet, som att han hade en kortlek med grundämnenas egenskaper på korten, och att han fick den avgörande insikten i en dröm. Men det stämmer inte, enligt Michael Gordin. I Mendelejevs kvarlämnade papper syns istället tydligt hur han steg för steg bygger upp en tabell, där han utgår från halogenerna och alkalimetallerna och sedan försöker få alla andra grundämnen att passa in på rätt ställe. 

Till slut känner han sig klar, och renskriver ett manuskript att skicka till tryckeriet. Det är daterat den 17 februari 1869, vilket betyder den 1 mars 1869, eftersom Ryssland ännu inte hade gått över till den gregorianska kalendern. Dmitrij Mendelejev skriver en rubrik på ryska och franska: ”Ett försök till klassificering av grundämnena, baserat på deras atomvikt och kemiska affinitet” (ungefär deras benägenhet att reagera med andra ämnen). Sedan ändrar han sig, och stryker över klassificering och skriver system istället, men missar att ändra den franska artikeln från ”une” för classification (feminint) till ”un” för système (maskulint).

– Så det är ett stavfel på den allra första tryckta versionen av det periodiska systemet, säger Michael Gordin.

Dmitrij Mendelejevs första tabell var inte så lik de periodiska system som nu hänger på väggen i varje kemiklassrum i hela världen. Men hans tanke var riktig och genombrottet var så betydande att FN:s generalförsamling och Unesco har utsett 2019 till det internationella året för det periodiska systemet för att fira 150-årsjubileet. 

Allra mest anmärkningsvärt är att Mendelejev inte kunde känna till grunderna till att tabellen ser ut som den gör. Ämnena är ordnade efter sitt atomnummer, alltså antalet protoner i atomkärnan. Men den beteckningen skapades av den brittiske fysikern Henry Moseley år 1913, sex år efter Mendelejevs död. I vilken kolumn ett ämne hamnar avgörs av hur elektronerna är arrangerade i atomens yttersta elektronskal, men elektronen upptäcktes först 1897, av J.J. Thomson, en annan brittisk fysiker.

– Mendelejev var mycket misstänksam mot elektroner, och var inte säker på att han trodde på dem. Och han visste garanterat ingenting om kvantmekanik. Niels Bohrs formulering av det periodiska systemet i termer av kvantorbitaler kom 1923, säger Michael Gordin.

Redan från början insåg Dmitrij Mendelejev att det fattades åtminstone tre ämnen i hans tabell. När han är 1871 publicerade en förbättrad version hade han gett dem namn: eka-bor, eka-aluminium och eka-kisel, där eka är ”ett” på sanskrit. Han gav också mycket detaljerade förutsägelser om deras egenskaper och hur de skulle kunna upptäckas. Det var därför han var så säker på de Boisbaudran hade mätt galliums densitet fel, eftersom alla de övriga egenskaperna stämde med eka-aluminium. Sedan upptäcktes skandium 1879 och germanium 1886.

– Framför allt germanium stämde oerhört väl med eka-kisel. När det upptäcktes var det en lysande framgång för systemet, och det gjorde Mendelejev världsberömd, säger Michael Gordin.

Här kan du ladda ner en PDF med periodiska systemet