Mikä on kemian jaksollinen laki?

Jaksollinen laki on yksi kemian perusteista. Laki ehdottaa, että elementeillä, kun ne on järjestetty atomipainon mukaan, on yleensä samanlaiset ominaisuudet tietyin väliajoin toisistaan. Kunnia kausilain virallistamisesta menee lähes aina venäläiselle kemistille Dmitri Mendelejeville. Itse asiassa löytö oli seurausta useiden tutkijoiden lähes vuosisadan kiihkeästä työstä, jotka kaikki olivat pakkomielle ominaisuuksien määrittämiseen ja jopa omien elementtiensä löytämiseen. Moderni jaksotaulukko, joka on jokaisen koulun tiedehuoneen perusvaruste, on itse asiassa toistuvasti jalostettu ja uudelleen organisoitu versio Mendelejevin alkuperäisestä kaaviosta.

18- ja 19-luvuilla uusi elementti näytti ilmaantuvan joka viikko. Kehittyneillä kemian menetelmillä, jotka mahdollistavat pienten aineiden paremman tutkimisen, alkuaineiden etsimisestä tuli loputon metsästys monille aikansa suurimmista tiedemiehistä. Kun elementtejä löydettiin ja kuvailtiin niin paljon, monien huolenaiheeksi tuli pian järjestää elementit luetteloon, jossa oli jonkinlaista järkevää järkeä.

Alkuaineita kuvataan ensisijaisesti muutamilla määrittävillä piirteillä: ytimen protonien määrä, josta atomiluku johdetaan, atomipainon määrittävät massan laskelmat ja käyttäytyminen. Elementtejä yritettiin järjestää monella eri tavalla niin, että jokin näistä tekijöistä asettui järkevästi riviin, mutta kuten liikkuva palapeli, joka kerta kun yksi pala laitettiin järjestykseen, muut järjestyivät. Jaksollinen laki, teoria, joka kohdistaisi erilaiset tiedot siistiin taulukkoon, näytti olevan ulottumattomissa.

Vaikka Mendelejev ansaitsee oikeutetusti tunnustuksen modernista jaksollisesta taulukosta ja kaikkien jaksollisen lain muodostavien lankojen yhdistämisestä, hän ei ollut ensimmäinen, joka yritti millään tavalla. John Newlands, englantilainen kemisti, pani merkille elementtien taipumuksen käyttäytyä samankaltaisesti, kun ne on järjestetty atomipainon mukaan; erityisesti, että joka 8. intervalli ilmestyi käsittämätön samankaltaisuus. Hänen “oktaavien teoriansa” vertasi elementtejä pianon koskettimiin, joissa joka kahdeksas kosketin muodostaa toistuvan sarjan. Ranskalainen tiedemies Alexandre-Emile Béguyer de Chancourtois pani myös merkille toistuvat ominaisuudet ja kehitti taulukon, joka järjesti elementit helix-muotoon. Molempien miesten työ jäi suurelta osin huomiotta tiedeyhteisössä, ja Newlandsia naurettiin usein hänen vertailustaan.

Mendelejevin taulukko havainnollisti jaksollista lakia yhdellä silmäyksellä rivistämällä elementit vaakasuunnassa atomipainon mukaan ja pystysuorassa samanlaisilla ominaisuuksilla. Siten alkalimetallit litium, natrium, kalium, rubidium, caeseum ja francium muodostavat säännöllisen rivin taulukon vasemmalla puolella, samalla kun ne pysyvät järjestyksessä atomipainon mukaan. Koska kaikkia elementtejä ei löydetty taulukoiden muodostushetkellä, Mendelejev jätti taulukkoon yksinkertaisesti välilyönnit niille elementeille, joiden pitäisi teoriansa mukaan mahtua.

Säännöllinen laki antoi käsityksen kemian organisaatiojärjestelmästä, jota aiemmin oli vain epäilty. Kääntämällä elementtien järjestyksen siistiksi taulukoksi jaksollisen lain avulla Mendelejev teki yhdellä silmäyksellä selväksi, millä elementeillä on tiettyjä ominaisuuksia. Vaikka brittiläinen fyysikko John Moseley myöhemmin muokkasi ja järjesti taulukon uudelleen, Mendelejevin päätelmät ja teoria ovat suurelta osin kiistatta yli vuosisadan hänen kuolemansa jälkeen.