Dmitri Mendeléiev

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca
Dmitri Mendeléiev
Дми́трий Ива́нович Менделе́ев, Dmitri Ivànovitx Mendeléiev escoltar-ho escoltar-ho (pàg.)
Retrat de Dmitri Mendeléiev, per Ilià Repin
Retrat de Dmitri Mendeléiev, per Ilià Repin
Naixement 8 de febrer de 1834
Tobolsk, Imperi Rus
Mort 2 de febrer de 1907 (als 72 anys)
Sant Petersburg, Imperi Rus
Nacionalitat Rússia Rússia
Institucions Química i Física
Treball(s) Inventar la Taula periòdica


Dmitri Mendeléiev (8 de febrer del 1834, Tobolsk2 de febrer del 1907, Sant Petersburg) fou un químic i inventor rus. Hom li atorga el mèrit de ser el principal creador de la primera versió de la taula periòdica dels elements químics. Al contrari que altres contribuïdors a la taula, Mendeléiev va predir les propietats dels elements que encara estaven per descobrir. Entre 1868 i 1871 va publicar en dos volums la seva obra Principis de la química on desenvolupava la teoria de la taula periòdica dels elements, una obra molt influent en la societat científica russa.[1]

Sobre les bases de l'anàlisi espectral establert per Bunsen i Kirchoff, es va ocupar de problemes físics i químics relacionats amb l'espectre d'emissió dels elements. Va realitzar les determinacions de volums específics i va analitzar les condicions de liqüefacció dels gasos, i també l'origen dels petrolis. La seva recerca principal va ser la que va donar origen a l'enunciació de la llei periòdica dels elements, base del sistema periòdic que porta el seu nom. Gràcies a aquest sistema, va poder determinar d'una manera més precisa el pes atòmic i les propietats d'una gran part dels elements coneguts fins al seu temps i, a més a més, va poder preveure l'existència d'altres que encara no es coneixien com el gal·li, l'escandi o el germani. Quan més endavant van ser descoberts confirmaren totalment les prediccions de Mendeléiev. En altres àmbits, s'avançà al desenvolupament de la indústria química i a la recerca en el camp de l'agricultura des de la perspectiva química.[1] El químic i historiador de la ciència rus, Lev Chugaev, l'ha descrit com:

« «un químic genial, un físic de primera classe, un investigador fructífer en els camps de la hidrodinàmica, la meteorologia, la geologia i en determinades branques de la tecnologia química –com, per exemple, explosius, petroli i combustibles–, i altres disciplines properes a la química i la física; un gran expert de la indústria química i la indústria en general, i un pensador original en el camp de l'economia »
— Lev Chugaev

Biografia[modifica | modifica el codi]

Fotografia de Mendeléiev

Va néixer al poble de Verhnie Aremzyani (Верхние Аремзяны), a prop de Tobolsk (Тобо́льск), a l'actual província de Tiumén de Sibèria. Els seus pares eren Ivan Pavlovich Mendeleev i Maria Dmitrievna Mendeleev, de nom de soltera Kornilieva. El seu avi s'anomenava Pavel Maximovich Sokolov, un sacerdot de l'església ortodoxa russa de la regió de Tver.[2] Es pensa que era el menor de 14 germans, tot i que no hi ha acord sobre aquesta dada que difereix segons les fonts; l'historiador Michael Gordin afirma que era el 13è dels germans.[3] Iván, juntament amb els seus germans i germanes, va obtenir nous noms de la família mentre estudiava al seminari teològic.[4] Als 13 anys, després de la mort del pare i la destrucció de la factoria de la seva mare pel foc, Mendeléiev va anar a l'institut de Tobolsk. El 1849, la família Mendeleev, amb molt pocs recursos econòmics, es va desplaçar a Sant Petersburg. A partir del 1850 Mendeléiev va anar a l'Institut Pedagògic de la Universitat Estatal (Санкт-Петербургский государственный университет). El 1855, després de la graduació va caure malalt i li van diagnosticar tuberculosi, fet que va provocar que el traslladessin a la península de Crimea, a la costa nord de la mar Negra. Durant la seva estada va exercir de mestre de ciències a l'institut de Simferopol. En recuperar la salut va retornar a Sant Petersburg el 1857.

Entre 1859 i 1861 va treballar a Heidelberg, a Baden-Wurtemberg, en la capil·laritat dels líquids i en el camp de l'espectrometria, estudiant el funcionament de l'espectroscopi. A les darreries de l'agost de 1861 va escriure el seu primer llibre sobre espectrometria, i va obtenir un bon reconeixement dels seus col·legues. El 4 abril 1862 es va comprometre amb Feozva Nikitichna Leshcheva, amb la que es va casar el 27 d'abril 1862; la cerimònia es realitzà a l'església del col·legi d'Enginyeria Nikolaev, a Sant Petersburg.[5] El 1863 va convertir-se en professor de química de l'Institut Estatal de Tecnologia i de la Universitat Estatal de Sant Petersburg. El 1865 obtingué el títol de doctor en ciències amb una tesi sobre "les combinacions de l'aigua amb l'alcohol". El 1867 assolí el càrrec de professor titular i vers el 1871 va contribuir a convertir Sant Petersburg en un centre internacionalment reconegut per la recerca en química. El 1876 s'enamorà d'una dona, Anna Ivanova Popova, i s'obsessionà d'una manera que el 1881 va amenaçar de suïcidar-se quan ella es negà a tirar endavant la relació. Al principi de 1882, el 2 d'abril,[6] es casà amb Anna Ivanova, i el seu divorci es completà un mes després es casa amb ella. Però fins i tot després del divorci, Mendeleev era tècnicament un bígam; a ulls de l'Església Ortodoxa Russa el rebutjà atès que requeria almenys 7 anys a partir del divorci per tornar a contraure un matrimoni legal. El divorci i tota la controvèrsia que l'envoltà contribuí a fer que fracassés la seva admissió com a membre de l'Acadèmia de Ciències de Rússia, malgrat el seu prestigi internacional.

Retrat de Dmitri Mendeléiev[7]
Bust de Mendeléiev que es troba a la Universitat de Moscou

Tot i Mendeleiev va rebre el reconeixement diverses distincions de nombroses organitzacions científiques de tot Europa, algunes de les quals es concretaren en títols i premis com la medalla Copley de la Royal Society de Londres, el 17 d'agost del 1890 va renunciar al càrrec a la Universitat de Sant Petersburg. El 1893 es va obtenir el càrrec de director de l'Oficina Internacional de Pesos i Mesures. Va ser en aquest lloc que va ser el responsable d'establir unes noves normes estatals per a regular la producció de vodka. Com a resultat del seu treball, el 1894 es van introduir en la legislació russa uns nous estàndards i es regulà que el vodka havia de tenir un 40% d'alcohol per volum.[8] Mendeléiev també va investigar la composició dels camps petroliers, i va ajudar a fundar la primera refineria de petroli a Rússia.

Darrers anys[modifica | modifica el codi]

El 1905, Mendeléiev va ser elegit membre de la Reial Acadèmia Sueca de Ciències. L'any següent el Comitè del Nobel de Química va recomanar a l'Acadèmia Sueca que si li atorgués el Premi Nobel de Química de 1906 pel seu descobriment del sistema periòdic. La Secció de Química de l'Acadèmia Sueca va fer costat a aquesta recomanació. L'Acadèmia havia d'aprovar l'elecció del Comitè com ho ha fet en gairebé tots els casos. Inesperadament, en la reunió plenària de l'Acadèmia, un membre dissident del Comitè del Nobel, Peter Klason, va proposar la candidatura d'Henri Moissan i aquesta reeixí. Svante Arrhenius, encara que no era membre del Comitè del Nobel de Química, tenia una gran influència sobre l'Acadèmia i pressionà pel rebuig de Mendeleiev, argumentant que el sistema periòdic era un descobriment massa vell per ser reconegut l'any 1906. D'acord amb el que van comentar els seus contemporanis, Arrhenius sentia una gran rancúnia contra Mendeleiev perquè aquest li havia criticat durament la seva teoria de la dissociació, la dissociació d'Arrhenius. Després d'acalorades discussions, la majoria de l'Acadèmia van donar suport a la candidatura de Moissan. Els intents de nomenar Mendeleiev el 1907 van quedar novament frustrats per l'absoluta oposició d'Arrhenius.[9]

El 1907, Mendeleev va morir a l'edat de 72 anys a Sant Petersburg a causa d'una grip. En memòria seva, es batejà un cràter d'impacte a la Lluna amb el seu nom, així com l'element número 101, el mendelevi, un element sintètic radioactiu, porta el seu nom.

Descendència[modifica | modifica el codi]

Del seu primer matrimoni amb Feozva tingué tres fills: Olga, Vladimir –un mariner que va participar en el notable viatge cap a l'est de Nicolás II–, i Ivan. Del seu segon matrimoni amb Anna Ivànova tingué una filla, Liubov, que es va convertir en l'esposa del famós poeta rus Aleksander Blok, i un parell de bessons.

La taula periòdica[modifica | modifica el codi]

Article principal: Taula periòdica
Taula periòdica de Mendeléiev del 1871
Escultura en honor a Mendeléiev i la taula periòdica, a Bratislava, Eslovàquia
Escultura de Mendeléiev a Sant Petersburg
El gran èxit de Mendeléiev, la taula periòdica i la predicció d'elements encara no descoberts l'any 1891.

Altres científics havien suggerit a la dècada del 1860 que els elements de la pantalla periodicitat. El químic anglès John Newlands va publicar una sèrie de documents els anys 1864 i 1865 on va descriure el seu intent de classificar els elements: Quan l'ordre d'augment de pes atòmic, similars propietats físiques i químiques es va repetir a intervals de vuit, que ell comparava amb les octaves de la música i per això l'anomenava la Llei de les Octaves.[10][11] Aquesta llei de les octaves, però, va ser ridiculitzat pels seus contemporanis; la manca d'espais per als elements no descoberts i la col·locació de dos elements en una caixa van ser criticats i les seves idees no van ser acceptades.[12] Un altre va ser Lothar Meyer, que va publicar un article en 1864 on descrivia 28 elements. Ni l'intent de predir nous elements. El 1863 hi havia 56 elements coneguts amb un nou element que es va descobrir a un ritme aproximat d'un per any.

Després d'esdevenir professor, Mendeléiev va escriure el llibre de text definitiu de dos volums en aquest moment: Principis de Química (1868-1870). Com es va tractar de classificar els elements segons les seves propietats químiques, es va adonar dels patrons que el va portar a postular la Taula periòdica. Mendeleiev no estava al dia pel que fa als treballs sobre la taula periòdica fins passada la dècada de 1860. Va fer la següent taula, i mitjançant l'addició d'elements addicionals seguint aquest patró, va desenvolupar la seva versió estesa de la taula periòdica.[13][14]

Cl 35.5 K 39 Ca 40
Br 80 Rb 85 Sr 88
I 127 Cs 133 Ba 137

El 6 de març de 1869, Mendeléiev va fer una presentació formal de la Societat Química de Rússia, titulat "La dependència entre les propietats dels pesos atòmics dels elements, que descriu els elements d'acord a tant el pes atòmic i valència. Aquesta presentació es va assenyalar que

  1. Els elements, si s'arregla d'acord als seus pesos atòmics, mostren una evident periodicitat de les propietats.
  2. Elements que són similars quant a les seves propietats químiques tenen pesos atòmics que estan o de gairebé el mateix valor (per exemple, Pt, Vés, Us) o que augmenten amb regularitat (per exemple, K, Rb, Cs).
  3. La disposició dels elements en grups d'elements en l'ordre dels seus pesos atòmics correspon a les seves valències trucada[Aclariment necessari], així com, en certa mesura, a les seves propietats químiques distintives, com es desprèn, entre altres sèries en el de Li, Be, B, C, N, O i F.
  4. Els elements que són els més difosos tenen petits pesos atòmics.
  5. La magnitud del pes atòmic determina el caràcter de l'element, així com la magnitud de la molècula determina el caràcter d'un cos compost.
  6. Hem d'esperar que el descobriment de molts elements encara desconeguts-per exemple, dos elements, anàloga a la d'alumini i silici, els pesos atòmics se situaria entre 65 i 75.
  7. El pes atòmic d'un element de vegades pot ser modificat pel coneixement d'aquells dels seus elements contigus. Així, el pes atòmic del tel·luri ha d'estar entre 123 i 126, i no pot ser de 128. Aquí Mendeléiev sembla estar malament en la "massa atòmica" de tel·luri (127,6) segueix sent superior a la de iode (126,9) com es mostra en la taula periòdica moderna, però això es deu a la forma en les masses atòmiques es calculen sobre la base d'una mitjana ponderada de tots els isòtops d'un element comú, no només els protons d'un a un / versió de neutrons-relació entre l'element al qual Mendeléiev es referia.
  8. Algunes propietats característiques dels elements poden ser predit a partir dels seus pesos atòmics.

Mendeleiev va publicar la seva taula periòdica de tots els elements coneguts i previstos diversos nous elements per completar el quadre. Només després d'uns mesos, Meyer va publicar un quadre gairebé idèntic. Alguns consideren Meyer i Mendeleiev els co-creadors de la taula periòdica, però pràcticament tothom està d'acord que la predicció exacta de Mendeleiev de les qualitats del que ell va anomenar ekasilicon, ekaaluminium i ekaboron (gali, germani i l'escandi, respectivament) el qualifica per a la majoria dels de crèdit per a la taula.

Per la seva predir vuit elements, s'utilitza els prefixos de eka, dvi i tri (en sànscrit un, dos, tres) en els seus noms. Mendeleiev qüestionar alguns dels pesos atòmics acceptats actualment (que pot mesurar-se només amb una precisió relativament baixa en aquest moment), assenyalant que no es corresponen amb els suggerits per la seva llei periòdica. Ha assenyalat que teluro té un pes atòmic més gran que el iode, però els va posar en l'ordre correcte, de forma incorrecta la predicció que els pesos atòmics acceptats en el moment tenien la culpa. Estava desconcertat sobre on col·locar els lantànids coneguts, i va predir l'existència d'una altra fila a la taula que els actínids, que van ser alguns dels més pesats de massa atòmica. Algunes persones acomiadades Mendeleiev per predir que hi haurà més elements, però ha demostrat ser correcta quan Ga (gali) i Ge (germani) van ser trobats en 1875 i 1886, respectivament, encaixant perfectament en els dos espais que falten.[15]

En donar els noms en sànscrit a la seva "falta" elements, Mendeleiev va mostrar el seu agraïment i el deute dels gramàtics sànscrits de l'antiga Índia, que havia creat teories sofisticades de llenguatge basat en el seu descobriment dels patrons de dues dimensions en els sons bàsics. Segons el professor Paul Kiparsky de la Universitat de Stanford, Mendeleev era un amic i col lega de la Böhtlingk sànscrit, que s'estava preparant la segona edició del seu llibre sobre Panini en aquesta època,[16] i Mendeleiev volgut honorar Panini amb la seva nomenclatura.[17] Prenent nota que hi ha similituds sorprenents entre la taula periòdica i la introducció Sutras Śiva en la gramàtica de Panini, el Prof Kiparsky ha dit:

« «Les analogies entre els dos sistemes són sorprenents. Igual que Panini va trobar que els patrons fonològics dels sons en el llenguatge és una funció de les seves propietats articulatòries, de manera que Mendeleev va trobar que les propietats químiques dels elements estan en funció dels seus pesos atòmics. Igual que Panini, Mendeleiev va arribar al seu descobriment a través d'una recerca de la "gramàtica" dels elements ...» »
— Subhash Kak, 'Mendeleev and the Periodic Table of Elements[18]

Va ser el primer científic capaç de posar en ordre tota aquesta selva de masses atòmiques i valències, i com a tal mereix un lloc destacat en l'elit de la química. Tanmateix, com en tantes altres àrees del saber.

Mendeléiev estava tan convençut que existia una llei periòdica, que els elements similars es repetien amb un cert ordre, que quan les propietats d'un element no estaven d'acord amb el seu emplaçament (classificats segons les seves masses atòmiques), n'alterava l'ordre a la brava, estimant que les propietats químiques eren més importants que la massa. El futur acabaria donant-li la raó.

« En un somni, vaig veure una taula en què tots els elements encaixaven en el seu lloc. En despertar, vaig prendre nota de tot en un paper. »
[19]

Mendeléiev va ser confiar a cegues en la teoria més que en el mètode científic. Cada vegada que es quedava sense trobar una forma efectiva de cobrir els espais buits, no dubtava a deixar caselles blanques a la taula i a proclamar que els elements que hi faltaven no trigarien a descobrir-se. Fins i tot va anar més lluny: per a tres dels blancs va oferir una descripció dels futurs elements i els va anomenar eka-alumini, eka-silici i eka-bor. Mendeléiev va poder assistir al triomf del seu sistema perquè, encara estant amb vida, es van descobrir els tres previstos, que van ser batejats oficialment com a gal·li, escandi i germani.

El 1869,[20] Mendeléiev va publicar el que es considera la primera taula periòdica. Havia ordenat els elements seguint la seva massa atòmica. No va fixar el període de repetició de propietats, sinó que ho va ampliar a mesura que augmentava el pes atòmic.

Va invertir l'ordre d'alguns elements perquè les seves propietats encaixessin amb les dels elements adjacents, i va deixar forats, indicant que corresponien a elements encara no trobats. La taula periòdica actual manté l'estructura proposada per Mendeléiev, però canviant files per columnes.

Paral·lelament, el 1870,[21] el químic alemany Lothar Meyer, estudiava els elements de forma gràfica, representant el volum de cada àtom en funció del seu pes, obtenint una gràfica en ones cada vegada majors. Fou el descobriment de la llei periòdica, però va arribar un any massa tard.

També va estudiar els orígens del petroli i va arribar a la conclusió que els hidrocarburs es formen en les profunditats de la terra: "El fet capital a tenir en compte és que el petroli va néixer a les profunditats de la terra, i el que hem de fer és només cercar el seu origen".[22]

Altres reconeixements[modifica | modifica el codi]

Mendeléiev va fer altres contribucions importants en l'àmbit de la química. Mendeleev va ser un dels fundadors, el 1869, de la Societat Química de Rússia. Va treballar en la teoria i en la pràctica de proteccionisme comercial i en l'agricultura. En un intent d'una concepció química de l'èter, que va presentar una hipòtesi que existien dos elements químics inerts de menor pes atòmic de l'hidrogen. D'aquests dos elements proposats, que pensava que el més lleuger per ser un tot-penetrant, el gas que tot ho penetra, i una mica més pesat que un sigui un element proposat, Coroneta. Mendeleiev es va dedicar molt a l'estudi i va fer importants contribucions en la determinació de la naturalesa d'aquests compostos per temps indefinit com solucions. En un altre departament de la química física, va investigar l'expansió dels líquids amb la calor, i va idear una fórmula similar a la llei de Gay-Lussac a la uniformitat de l'expansió dels gasos, mentre que el 1861 es va anticipar a la concepció de Thomas Andrews de la temperatura crítica dels gasos mitjançant la definició de l'absolut del punt d'ebullició d'una substància com la temperatura a la qual la cohesió i la calor de vaporització a ser igual a zero i els canvis de líquid a vapor, amb independència de la pressió i el volum.

Mendeleiev se li dóna crèdit per a la introducció del sistema mètric per a l'Imperi Rus. Va inventar l'explossiu pyrocollodion, una espècie de pólvora sense fum a base de nitrocel·lulosa. Aquest treball havia estat encarregat per l'Armada de Rússia, que, no obstant això, no va incorporar-ne l'ús. El 1892, Mendeleev va promoure la seva fabricació.

Mendeleev estudiar l'origen del petroli i els hidrocarburs es va arribar a la conclusió abiogènica i que es formava a les profunditats de la terra (vegeu l'origen del petroli abiogénico). Ell va deixar escrit:

« «El fet de capital per tenir en compte és que el petroli havia nascut a les profunditats de la terra, i només allà on hem de buscar el seu origen.» »
— Dimitri Mendeleiev, 1877.[23]

Referències[modifica | modifica el codi]

  1. 1,0 1,1 «Dmitrij Ivanovič Mendelejev» (en català). Enciclopèdia.cat. Enciclopèdia Catalana, SAU. [Consulta: 20 de novembre de 2010].
  2. «Dmitriy Mendeleev: A Short CV, and A Story of Life» (en anglès). Mendcomm.org.
  3. Gordin, Michael. 'A Well-Ordered Thing: Dmitrii Mendeleev and the Shadow of the Periodic Table. Basic Books, 2004. ISBN 0-465-02775-X. 
  4. «Удомельские корни Дмитрия Ивановича Менделеева (1834-1907)» (en rus). Starina.library.
  5. «Rustest.spb.ru». Rustest.spb.ru. [Consulta: 13-03-2010].
  6. «Gazeta.ua». Gazeta.ua, 09-03-2010. [Consulta: 13-03-2010].
  7. És d'autoria desconeguda. Apareix a Weeks, Mary Elvira (1933). "The Discovery of the Elements", 208. Easton, PA: Journal of Chemical Education.
  8. RussianFoods.com. «RussianFoods.com». RussianFoods.com. [Consulta: 2010-03-13].
  9. Friedman, Robert M.. The politics of excellence: behind the Nobel Prize in science. New York: Times Books, 2001, p. 32–34. ISBN 0-7167-3103-7. 
  10. Newlands, John A. R.. «On Relations Among the Equivalents». Chemical News, 10, 1864-08-20, pàg. 94–95.
  11. Newlands, John A. R.. «On the Law of Octaves». Chemical News, 12, 1865-08-18, pàg. 83.
  12. Bryson, Bill. A Short History of Nearly Everything. London: Black Swan, 2004, p. 141–142. ISBN 9780552151740. 
  13. A brief history of the development of the period table, wou.edu
  14. Mendeleev and the Periodic Table, chemsheets.co.uk
  15. Emsley, John. Nature's Building Blocks. (Hardcover, First Edition). Oxford University Press, 2001, p. 521–522. ISBN 0198503407. 
  16. Otto Böhtlingk, Panini's Grammatik: Herausgegeben, Ubersetzt, Erlautert und MIT Verschiedenen Indices Versehe. St. Petersburg, 1839-40.
  17. Paul Kiparsky, "Economy and the construction of the Sivasutras." In M. M. Deshpande and S. Bhate (eds.), Paninian Studies. Ann Arbor, Michigan, 1991.
  18. Subhash Kak. «Mendeleev and the Periodic Table of Elements», Sandhan, vol 4, no 2, pp. 115-123, 2004.
  19. D. I. Mendeléiev.. La Relació entre les propietats dels elements i llur pes atòmic (Mostra a Google Llibres). Traducció de J. M. Llinàs, L. Victori i Companys (en català). Institut d'Estudis Catalans, 2005 (Volum 2 de Clàssics de la química). ISBN 8472837971. 
  20. Mendeléiev, D.. «On the Relationship of the Properties of the Elements to their Atomic Weights» (en anglès). Zeitschrift für Chemie, 12, 1869, pàg. 405-406.
  21. Meyer, J.l.. «Die Natur der chemischen Elemente als Function ihrer Atomgewichte» (en anglès, traducció). Annalen der Chemie, Supplementband, 7, 1870, pàg. 354-364.
  22. Mendeleev, D. (1877). "L'origine du pétrole". Revue Scientifique, 2è Ser., VIII, pp. 409-416.
  23. Mendeleev, D.. «L'Origine du pétrole». Revue Scientifique, Ser., VIII, 2e, 1877, pàg. 409-416.

Bibliografia[modifica | modifica el codi]

  • Gordin, Michael. A Well-Ordered Thing: Dmitrii Mendeleev and the Shadow of the Periodic Table (en anglès). Nova York: Basic Books, 2004. ISBN 0-465-02775-X. 
  • Mendeléiev, Dmitry Ivanovitx; Jensen, William B.. Mendeleev on the Periodic Law: Selected Writings, 1869 - 1905 (en anglès). Mineola (Nova York): Dover, 2005. ISBN 0-486-44571-2. 
  • Strathern, Paul. Mendeleyev's Dream: The Quest For the Elements (en anglès). Nova York: St. Martins Press, 2001. 
  • Scerri, Eric. The Periodic Table: Its Story and Its Significance (en anglès). Nova York: Oxford University Press, 2007. ISBN 0-312-26204-3. 
  • Mendeléiev, Dmitri Ivanovitx. Principles of Chemistry (en anglès). Nova York: Collier, 1901. 

Enllaços externs[modifica | modifica el codi]