Wat is de periodieke wet in de scheikunde?

De periodieke wet is een van de grondslagen van de chemie. De wet suggereert dat elementen, wanneer gerangschikt volgens atoomgewicht, de neiging hebben vergelijkbare kenmerken op bepaalde intervallen van elkaar te hebben. Lof voor de formalisering van de periodieke wet gaat bijna altijd naar Dmitri Mendeleyev, een Russische chemicus. In feite was de ontdekking het resultaat van bijna een eeuw van hectisch werk van een verscheidenheid aan wetenschappers, allemaal geobsedeerd door het bepalen van de eigenschappen en zelfs het ontdekken van hun eigen elementen. Het moderne periodiek systeem, een nietje in elke wetenschapsruimte van de school, is eigenlijk een herhaaldelijk verfijnde en gereorganiseerde versie van de originele kaart van Mendeleyev.

In de 18e en 19e eeuw leek er elke week een nieuw element op te duiken. Met geavanceerde chemiemethoden die een beter onderzoek van zeer kleine stoffen mogelijk maken, werd het streven naar de elementen een nooit eindigende jacht voor veel van de grootste wetenschappers van de dag. Met zo'n overvloed aan elementen die werden ontdekt en beschreven, werd het al snel de bezigheid van velen om de elementen te ordenen in een lijst die een soort van rationele zin had.

Elementen worden primair beschreven door een paar bepalende kenmerken: het aantal protonen in de kern, waarvan het atoomnummer is afgeleid, berekeningen van de massa die het atoomgewicht bepalen, en gedrag. Er zijn veel verschillende pogingen gedaan om de elementen zo te rangschikken dat elk van deze factoren op een verstandige manier is opgesteld, maar zoals een bewegende puzzel, telkens als een stuk op orde werd gebracht, raakten de anderen ongeordend. De periodieke wet, een theorie die ongelijksoortige informatie in een opgeruimde tabel zou plaatsen, leek buiten bereik.

Hoewel Mendeleyev terecht de eer verdient voor het moderne periodiek systeem en het bijeenbrengen van alle draden die de periodieke wet vormen, was hij niet de eerste die het probeerde. John Newlands, een Engelse scheikundige, merkte de neiging op van elementen om soortgelijk gedrag te vertonen wanneer opgesteld op atoomgewicht; met name dat elke 8 intervallen een griezelige overeenkomst verscheen. Zijn "theorie van octaven" vergeleek elementen met toetsen op een piano, waarbij elke acht toetsen een herhalende set vormt. Een Franse wetenschapper, Alexandre-Emile Béguyer de Chancourtois, merkte ook de herhalende eigenschappen op en bedacht een tafel die elementen in een helixvorm rangschikte. Het werk van beide mannen werd grotendeels genegeerd door de wetenschappelijke gemeenschap en Newlands werd vaak uitgelachen om zijn vergelijking.

De tabel van Mendeleyev illustreerde de periodieke wet in één oogopslag door de elementen horizontaal op atoomgewicht en verticaal op dezelfde eigenschappen te plaatsen. Aldus vormen de alkalimetalen lithium, natrium, kalium, rubidium, caeseum en francium een ​​geordende rij langs de linkerkant van de tafel, terwijl ze allemaal in volgorde blijven op atoomgewicht. Omdat niet alle elementen werden ontdekt ten tijde van de tafelformatie, liet Mendeleyev eenvoudig ruimtes in de tabel over voor die elementen die volgens zijn theorie zouden moeten passen.

De periodieke wet gaf inzicht in een systeem van organisatie binnen de chemie dat voorheen alleen werd vermoed. Door van de organisatie van elementen een nette tabel te maken door de periodieke wet te gebruiken, maakte Mendeleyev in één oogopslag duidelijk welke elementen bepaalde eigenschappen deelden. Hoewel de tafel later werd gerenoveerd en gereorganiseerd door de Britse natuurkundige John Moseley, blijven de gevolgtrekkingen en theorie van Mendeleyev grotendeels onbetwist meer dan een eeuw na zijn dood.