Posts Tagged "Ντιμίτρι Μεντελέγιεφ"
ΝΤΜΙΤΡΙ ΜΕΝΤΕΛΕΓΙΕΦ, o πεισματάρης επιστήμονας με υπερβολική εμπιστοσύνη στη διαίσθηση του
«Είδα ένα όνειρο με έναν πίνακα όπου όλα τα στοιχεία βρίσκονταν στη θέση τους, όπως έπρεπε. Ξυπνώντας, αμέσως τον κατέγραψα σε μια κόλλα χαρτί»
Πρώτα χρόνια
Ο Ντμίτρι Μεντελέγιεφ γεννήθηκε στις 8 Φλεβάρη του 1834 κοντά στο Τομπόλσκ της Σιβηρίας, δέκατο τέταρτο παιδί (άλλες πηγές αναφέρουν δέκατο έβδομο!) μιας -προσωρινά- εύπορης οικογένειας. Η ζωή του ήταν γεμάτη ανατροπές, αρχικά με το θάνατο του πατέρα του και λίγο αργότερα της μητέρας του. Η μητέρα του, ήταν μια φιλόδοξη γυναίκα με έντονο χαρακτήρα που διέκρινε νωρίς το ταλέντο του γιου της κι έκανε την εκπαίδευσή του άμεση προτεραιότητά της, εξασφαλίζοντας την εγγραφή του στο Παιδαγωγικό Ινστιτούτο της Αγίας Πετρούπολης.
Στη μητέρα του, ο ίδιος αφιέρωσε αργότερα τη διδακτορική διατριβή του, γράφοντας: «… με εκπαίδευσε με το δικό της λόγο, με δίδαξε με το παράδειγμά της, με διόρθωνε με την αγάπη της και με ενέπνευσε για να σπουδάσω, όταν φύγαμε από τη Σιβηρία, ξοδεύοντας τα τελευταία της χρήματα. Όταν πέθαινε, μου είπε: “Απόφευγε τις ψευδαισθήσεις, να επιμένεις στην εργασία και στην αναζήτηση της επιστημονικής αλήθειας”… ».
Ο Ντμίτρι συνέχισε με ενθουσιασμό τις σπουδές του, ως το τρίτο έτος, όταν αρρώστησε από φυματίωση. Οι γιατροί δεν του έδιναν πάνω από δύο χρόνια ζωής, εκτός κι αν μετακόμιζε προς ηπιότερα κλίματα, πράγμα που έκανε, πηγαίνοντας στην Κριμαία, όπου έγινε καθηγητής σε γυμνάσιο της Συμφερόπολης. Η αρρώστια του δεν στέκεται εμπόδιο να ολοκληρώσει ως αριστούχος τις σπουδές του. Αρχίζει να εργάζεται ως δάσκαλος αλλά νωρίς φαίνεται η κλίση του στην έρευνα. Κερδίζει ένα βραβείο συμμετοχής σε έρευνα στη Δυτική Ευρώπη και για δυο χρόνια βρίσκεται στο Πανεπιστήμιο της Χαϊδελβέργης. Εκεί συνεργάζεται με τον Ρόμπερτ Μπούνζεν, ο οποίος τον εισάγει στη φασματοσκοπία.
Στη δεκαετία του 1850, διερεύνησε τα φαινόμενα ισομορφισμού, τα οποία δείχνουν την αλληλεξάρτηση της κρυσταλλικής μορφής και τη χημική σύνθεση των ενώσεων, καθώς και την εξάρτηση των ιδιοτήτων των στοιχείων από τους ατομικούς όγκους τους. Μεταξύ του 1859 και του 1861, εργάστηκε πάνω στα τριχοειδή φαινόμενα των υγρών και τη λειτουργία του φασματοσκοπίου στη Χαϊδελβέργη. Στα τέλη Αυγούστου του 1861 έγραψε το πρώτο του βιβλίο για το φασματοσκόπιο.
Το 1860, συμμετέχει στο 1ο Διεθνές Συνέδριο Χημείας στην Καρλσρούη, συζητώντας για ώρες για την ανάγκη «οργάνωσης» της Χημείας. Το Συνέδριο είχε ρόλο κλειδί στη μετέπειτα ανάπτυξη του Περιοδικού Πίνακα των στοιχείων. Γνωρίζει τον Ιταλό χημικό Κανιτσάρο, του οποίου η εμμονή στη διάκριση μεταξύ των μοριακών και ατομικών βαρών τον επηρέασε σημαντικά.
Επιστρέφοντας στη Ρωσία, το πάθος του για τη Χημεία αυξάνεται. Χαρισματικός δάσκαλος και ταλαντούχος ομιλητής, κατείχε πληθώρα ακαδημαϊκών θέσεων ως την ηλικία των 33 ετών που εκλέχτηκε στην έδρα της Χημείας στο Πανεπιστήμιο της Πετρούπολης.
Ο Περιοδικός Πίνακας
Μέχρι τότε, η Χημεία ήταν ένα συνονθύλευμα παρατηρήσεων και ανακαλύψεων και τα διάφορα χημικά στοιχεία συνέχιζαν να συσσωρεύονται δημιουργώντας ένα τρομακτικό χάος. Ο Μεντελέγιεφ όντας σίγουρος ότι θα μπορούσαν να βρεθούν καλύτερες και πιο θεμελιώδεις αρχές για τη Χημεία, το 1869, άρχισε να γράφει το βιβλίο του: «Οι Αρχές της Χημείας». Ανακαλύπτει μια περιοδικότητα στα χημικά στοιχεία, την προτείνει και ερευνά όλες τις συνέπειες της ανακάλυψης του. «Οι φυσικοί νόμοι δεν παρουσιάζουν εξαιρέσεις και σ΄αυτό ακριβώς διαφέρουν από τους κανόνες της γραμματικής». Στη βάση της ακλόνητης αυτής πεποίθησης βρίσκεται και η βεβαιότητα του, ότι η φύση δεν παίζει παιχνίδια και από τη στιγμή που αποκαλύπτει τα μυστικά της δεν κρατάει τίποτα κρυφό. Πιστεύει στην απλότητα των φυσικών νόμων και η πίστη του αυτή θα του παίξει αργότερα ένα πολύ άσχημο παιχνίδι (Είναι το φαινόμενο της ραδιενέργειας, δεν πιστεύει καθόλου στις ακτινοβολίες και είναι απόλυτα εχθρικός στην ιδέα της μεταστοιχείωσης).
Ανάλογες προσπάθειες ταξινόμησης των χημικών στοιχείων γίνονται και από άλλους επιστήμονες. Μετά τη διατύπωση της έννοιας των ατομικών βαρών των στοιχείων από τον Άγγλο χημικό και φυσικό Ντάλτον, οι χημικοί άρχισαν να αναζητούν κάποιες αριθμητικές σχέσεις μεταξύ τους, αφενός για να εξετάσουν αν υπήρχε πιθανότητα να αποτελούνται όλα τα στοιχεία από την ίδια απλή ουσία και αφετέρου για να διαπιστώσουν αν ορισμένες συμπτωματικές ομοιότητες των ιδιοτήτων τους σήμαιναν και κάποιες αντίστοιχες ομοιότητες στη δομή τους.
Την περίοδο 1864-1865, δύο άλλοι χημικοί, ο Τζον Νιούλαντς και ο Λόταρ Μέγερ, είχαν προσπαθήσει να κατασκευάσουν κάτι ανάλογο με τον Περιοδικό Πίνακα των στοιχείων, χωρίς όμως ιδιαίτερη επιτυχία. Ο Μεντελέγιεφ, που δε γνώριζε τις προσπάθειες αυτών των συναδέλφων του, όχι μόνο κατάφερε να βάλει σε τάξη τα περιορισμένα δεδομένα που υπήρχαν την εποχή εκείνη για τα χημικά στοιχεία και μέσα από την τάξη αυτή να αναδείξει τους νόμους που διέπουν τις φυσικές και χημικές ιδιότητες των στοιχείων, αλλά και να προβλέψει στη βάση των νόμων αυτών την ανακάλυψη νέων στοιχείων και των ιδιοτήτων τους, με εξαιρετική ακρίβεια. Για να εκτιμηθεί το μέγεθος του επιτεύγματος της σχεδίασης του πρώτου περιοδικού πίνακα, θα πρέπει να ληφθεί υπόψη το γεγονός ότι την εποχή εκείνη οι επιστήμονες είχαν πλήρη άγνοια ως προς τη δομή των ατόμων και ως προς την ύπαρξη των ηλεκτρονίων.
Ο Μεντελέγιεφ, κατά τη συγγραφή του αρχίζει να οργανώνει τα χημικά στοιχεία με λογική, με αποτέλεσμα να εμπνευστεί τον Περιοδικό Πίνακα των Χημικών Στοιχείων. Χρειάστηκε μόνο δύο εβδομάδες για να δημοσιεύσει τη σχέση μεταξύ των ιδιοτήτων και των ατομικών βαρών των στοιχείων. Ο Περιοδικός Πίνακας παρουσιάστηκε στον επιστημονικό κόσμο, στις 6 Μαρτίου 1869.
Σχεδόν αμέσως μετά τη δημοσίευση στα ρωσικά και γερμανικά πιθανόν ο Μέγερ άλλαξε κάπως τη δική του εκδοχή. Και οι δύο τοποθέτησαν τα στοιχεία εν σειρά με αυξανόμενο ατομικό βάρος και επισήμαναν τη περιοδική επανάληψη των ιδιοτήτων κατά οικογένειες στοιχείων. Ο Μεντελέγιεφ ήταν τολμηρότερος στους συλλογισμούς του από τον Μέγερ. Πρότεινε ότι, αν το ατομικό βάρος ενός στοιχείου οδηγεί στην τοποθέτηση του σε λάθος ομάδα του πίνακα, τότε η τιμή του πρέπει να είναι λανθασμένη. Ο Μέγερ δεν ήταν πρόθυμος να κάνει τέτοιο βήμα. Στις περισσότερες περιπτώσεις ο Μεντελέγιεφ είχε δίκιο στην εφαρμογή αυτού του κανόνα, αλλά για το ιώδιο και το τελλούριο η σειρά των ατομικών βαρών ήταν πράγματι η αντίστροφη.
Ο πίνακας του Μεντελέγιεφ ήταν ένα διάγραμμα με έξι οριζόντιες και οκτώ κάθετες στήλες, όπως περίπου είναι τα σταυρόλεξα. Τοποθέτησε πρώτα τα στοιχεία κατά περιόδους στις οριζόντιες σειρές. Αυτό σημαίνει ότι τα στοιχεία μιας ορισμένης γραμμής παρουσιάζουν κανονική επανάληψη των χημικών ιδιοτήτων. Μετά κατέταξε τα στοιχεία των οριζοντίων γραμμών καθέτως, ώστε κάθε κάθετη στήλη να περιέχει στοιχεία που παρουσιάζουν κάπως όμοιες ιδιότητες. Τις κάθετες αυτές στήλες ονόμασε οικογένειες. Με την κατάρτιση του πίνακα, ο Μεντελέγιεφ διαπίστωσε ότι υπήρχαν κενά, σε μερικές στήλες.
Ο Μεντελέγιεφ ήταν τόσο εντυπωσιασμένος από την περιοδικότητα των στοιχείων ώστε ένιωσε ικανός να προβλέψει τις χημικές και φυσικές ιδιότητες των στοιχείων που θα έπρεπε να καταλάβουν τις κενές θέσεις στον πίνακα του. Συμπέρανε ότι τα κενά αυτά έπρεπε να παριστάνουν άγνωστα στοιχεία. Πίστευε όμως ότι τα στοιχεία αυτά έπρεπε να βρίσκονται στη γη, αφού ο πίνακας περιοδικότητος αποτελούσε νόμο της φύσης. Επέλεξε ιδιαίτερα τρία κενά για να τα εξετάσει λεπτομερώς. Ήταν οι θέσεις κάτω από τα στοιχεία βόριο, αλουμίνιο και πυρίτιο. Χρησιμοποιώντας το σανσκριτικό πρόθεμα έκα, που σημαίνει ένα, ονόμασε τις υποθετικές του ουσίες εκα-βόριο, εκα-αλουμίνιο και εκα-πυρίτιο. Έδωσε περίπου τα ατομικά τους βάρη, τα σθένη και τα είδη των ενώσεων που θα σχημάτιζαν. Ήταν ένα εκπληκτικό παράδειγμα αυτοπεποίθησης και η δικαίωση του κατέληξε στην τελική αποδοχή του περιοδικού νόμου.
Το 1874 ο Γάλλος χημικός Boisbaudran ανακάλυψε το γάλλιο, που ο Μεντελέγιεφ απέδειξε πως ήταν το εκα-αλουμίνιο που είχε προβλέψει. Λίγο αργότερα το 1879 ο Σουηδός χημικός Nilson ανακάλυψε το σκάνδιο, που όπως αποδείχθηκε ήταν το εκα-βόριο. Το 1885 ο γερμανός χημικός Winkler απομόνωσε το γερμάνιο που απέδειξε από τις φυσικές ιδιότητές του ήταν το εκα-πυρίτιο.
Κι όταν γέμισαν τα κενά στον περιοδικό πίνακα, άφησαν τους χημικούς όλου του κόσμου άφωνους. Κι ακόμα στην αυγή του εικοστού αιώνα, τα ευγενή αέρια δημιούργησαν μια καινούρια στήλη, όγδοη στη σειρά, η οποία (παρότι ο Μεντελέγιεφ δεν την είχε προβλέψει) ενσωματωνόταν με πολύ φυσικό τρόπο στον προτεινόμενο πίνακα. Η μυστηριώδης περιοδικότητα που ανακάλυψε ο Μεντελέγιεφ θα ερμηνευτεί πολλά χρόνια μετά, όταν η κβαντομηχανική θα εξηγήσει ότι η χημική συμπεριφορά των ατόμων βασίζεται στον αριθμό των ηλεκτρονίων τους.
Ο περιοδικός πίνακας έγινε γενικά αποδεκτός και αναγνωρίστηκε η σημασία του ως προς τη συστηματοποίηση της ανόργανης χημείας και αποτέλεσε τον ακρογωνιαίο λίθο του οικοδομήματος της Χημείας. Ο ίδιος ο Μεντελέγεφ γνώριζε ότι η ανακάλυψή του δεν ήταν τελικό προϊόν. Εκτός της ανακάλυψης του περιοδικού συστήματος χημικών στοιχείων, έθεσε τις βάσεις της θεωρίας των διαλυμάτων, πρότεινε βιομηχανικό τρόπο τμηματικού διαχωρισμού του πετρελαίου, ανακάλυψε το είδος μπαρουτιού χωρίς καπνό, διαφήμιζε τη χρησιμοποίηση των χημικών λιπασμάτων, την άρδευση των ξηρών εδαφών. Ήταν ο οργανωτής και πρώτος διευθυντής του Κεντρικού Ιδρύματος Μέτρων και Βαρών. Περίπου το 10 έως 20% των έργων του αφορούν τη χημεία και όλα τα υπόλοιπα σχετίζονται με τους άλλους τομείς.
Η εικόνα του Μεντελέγιεφ
Η εικόνα του Μεντελέγιεφ έγινε από τότε εικόνα ενός προφήτη. Η πυκνή του γενειάδα και τα μακριά του μαλλιά που έπεφταν στους ώμους -με δεδομένο ότι τα έκοβε μία φορά τον χρόνο- συνέβαλαν ενεργά στη διαμόρφωση της συγκεκριμένης εικόνας. H κόμη του Μεντελέγιεφ, στάθηκε η αφορμή για να τον περιγράψει ο σκοτσέζος χημικός Σερ Ουίλιαμ Ράμσεϊ ως «έναν ιδιόρρυθμο ξένο που κάθε τρίχα της κεφαλής του έμοιαζε να ενεργεί ανεξάρτητα από όλες τις άλλες». «Ο ίδιος εκπλήττομαι, και τι δεν έκανα στη διάρκεια της επιστημονικής μου ζωής», έλεγε για τον εαυτό του ο Μεντελέγιεφ. Ο Μεντελέγιεφ είχε και ένα ασυνήθιστο χόμπι: του άρεσε να φτιάχνει βαλίτσες, καθώς επίσης να ράβει για τον εαυτό του ρούχα. Φίλους όμως δεν είχε σχεδόν καθόλου. Με πολλούς επιστήμονες είχε εχθρικές σχέσεις, την οργή του την έκφραζε ανοικτά και με απότομο τρόπο, θεωρώντας ότι βλάπτει την υγεία να κρατά κανείς μέσα του τα συναισθήματά του.
Όντας γνωστός επιστήμονας, σε ηλικία 53 χρονών, ο Μεντελέγιεφ δεν φοβήθηκε να ανυψωθεί μόνος του με αερόστατο, προκειμένου να παρακολουθήσει την ηλιακή έκλειψη. Αυτή η πτήση προκάλεσε θαυμασμό σε όλο τον κόσμο και η Γαλλική Ακαδημία μετεωρολογικής αεροναυτικής του απένειμε δίπλωμα για τη γενναιότητά του. Όμως το κύριο του χαρακτηριστικό γνώρισμα, μπορούμε να πούμε, ήταν η απίθανη ικανότητα εργασίας και η φιλοπονία. Και σε όσους τον ονόμαζαν μεγαλοφυΐα, ο Μεντελέγιεφ συνήθως απαντούσε: «Τι μεγαλοφυΐα μου λέτε! Απλώς δούλευα όλη τη ζωή μου, γι΄αυτό έγινα μεγαλοφυΐα».
Το τέλος και η αναγνώριση
Το 1907 ο Ντμίτρι Μεντελέγιεφ πέθανε σε ηλικία 73 ετών από γρίπη. Η ανθρωπότητα εκτίμησε την προσφορά του επιστήμονα στην παγκόσμια επιστήμη. Επί ζωής του ο Μεντελέγιεφ ήταν μέλος πολλών ξένων ακαδημιών και επιστημονικών συλλόγων. Προτάθηκε για το Νόμπελ Χημείας δύο φορές, το 1906 και το 1907, αλλά η παρέμβαση του Αρρένιους του το στέρησε.
Ο περιοδικός πίνακας των στοιχείων έθεσε τα θεμέλια για την ανάπτυξη της χημείας όπως τη γνωρίζουμε σήμερα. Έφερε τάξη και συνοχή. Ο ίδιος ο πίνακας είναι ευέλικτος και εξακολουθεί να αναπτύσσεται. Ο Πίνακας υπέστη αρκετές διορθώσεις και αναθεωρήσεις μετά την αρχική ανακάλυψη του. Παρ΄όλα αυτά οι σύγχρονες εκδοχές του βασίζονται στη κεντρική δομή του πίνακα του Μεντελέγιεφ. Η δομή αυτή έδινε τη δυνατότητα να συμπεριληφθεί στον Περιοδικό Πίνακα ο διπλάσιος αριθμός στοιχείων από όσα αρχικά είχε υπολογιστεί να περιέχει. Μέχρι σήμερα έχει επεκταθεί με την ανακάλυψη ή τη σύνθεση ραδιενεργών στοιχείων με ατομικό αριθμό μέχρι 118.
Ο κρατήρας Μεντελέγιεφ στη Σελήνη, ένας αστεροειδής και το ραδιενεργό χημικό στοιχείο μεντελέβιο με ατομικό αριθμό 101, ονομάστηκαν έτσι προς τιμή του.
Γ.Κ.