إليك القصة الكاملة وراء الجدول الدوري لمندلييف وسبب عدم فوزه بنوبل

يكاد لا يخلو صف أو مختبر للكيمياء حول العالم من لوحة معلقة للجدول الدوري، ونعرف أن الكيميائي مندلييف له دور في وضعه، لكن قد لا نعرف كيف وضعه بالضبط وكيف جمع هذا الجدول بين العلوم والسياسة والكيمياء ودور النشر واللغة السنسكريتية والأحلام والتنبؤات والشخصيات العالمية، وغيرها الكثير من الغرائب والعجائب التي اجتمعت مع العناصر الكيميائية لترسم "اللوحة الفنية العلمية" المعلقة في صف الكيمياء. لتعرف المزيد عن هذا الجدول يمكنك متابعة قراءة هذا المقال.

تاريخ الجدول الدوري للعناصر

لم يكن مندلييف أولَ شخصٍ حاول تصنيف العناصر الكيميائية بشكلٍ منهجي، بل سبقه في ذلك عدة أشخاص مثل الفرنسي ألكسندر إميل بيغير دي شانكورتوا (Alexandre-Émile Béguyer de Chancourtois) الذي جمع العناصر على شريطٍ ورقي ووضعها بالترتيب على أنبوب بشكل حلزوني عام 1862.

ودعي نموذجه اللولبي، وكذلك الكيميائي الإنجليزي جون نيولاندز (John Newlands) الذي اقترح ترتيب العناصر بنظام الأوكتاف (الثماني) مثل نظام السلم الموسيقي، لكنه صمم جدوله الدوري بـ 7 عناصر فقط بدل 8 في كل مجموعة لأن مجموعة الغازات الخاملة لم تكن مكتشفة بعد.

ويمكن تلخيص حياة مندلييف بالأحداث التالية؛ ولد ديمتري مندلييف عام 1834 في أقصى غرب سيبيريا الروسية، وقد أصيب والده بالعمى في صغره وقامت والدته بالعمل في مصنع الزجاج لإعالة العائلة وأصبحت مديرة المعمل لاحقاً. وبعد أن سافرت معه إلى سان بطرسبرغ لتسجيله في المدرسة توفيت بمرض السل بعد 10 أيام من دوامه، لكنه تابع مسيرته الدراسية وسافر إلى ألمانيا للدراسة. وعندما عاد 1861 إلى روسيا، التحق بوظيفة مدرّس في المعهد التقني في سان بطرسبرغ، لكنه وجد أن روسيا كانت ضعيفة في مجال الكيمياء، ما حثّه لكتابة كتب مدرسية عن الكيمياء، ومنها كتاب عن الكيمياء العضوية، ومن ثم كتابه عن الكيمياء غير العضوية الذي قام بتصنيف العناصر ضمن جدول دوري، ومنه اكتسب شهرته الواسعة لاحقاً.

كان مندلييف يحب ألعاب الورق، ويقال إنه استوحى طريقة ترتيب العناصر من لعبة السوليتير، إذ كتب معلومات العناصر على بطاقات تشبه ورق اللعب، ورتبها على الطاولة بأشكالٍ مختلفة. وعندما كان متأخراً على موعد نشر الكتاب، يقال إنه سهر كثيراً على إعداد ترتيب العناصر من خلال البطاقات، لكنه استسلم للنوم ورأى حلماً رُتبت به بطاقات العناصر بشكلٍ صحيح، فقام من النوم ورتبها كما في حلمه، لكن لا يصدق الكثيرون هذه القصة.

ما المميز بالجدول الدوري لمندلييف؟

يتميز جدول مندلييف عن غيره من طرق ترتيب العناصر الكيميائية بالخصائص التالية:

كان هناك 63 عنصراً كيميائياً مكتشفاً في ذلك الوقت وقام بترتيبها مندلييف، علماً أن الجدول الدوري اليوم يحتوي على 118 عنصراً.
قام مندلييف بتصحيح الكتل الذرية المعروفة لبعض العناصر، واستخدم الأنماط المتكررة الموجودة في جدوله للتنبؤ بخصائص العناصر التي كان يعتقد أنها موجودة ولكن لم يتم اكتشافها بعد.
قام بتصنيف العناصر وفقاً لوزنها الذري وخصائصها المشتركة، بينما غيره من الكيميائيين صنفوا العناصر وفقاً للوزن أو الخصائص وليس كلاهما.
ترك مندلييف مساحات فارغة في مخططه كعناصر نائبة لتمثيل تلك العناصر غير المعروفة في عصره، وتنبأ بخصائص تلك العناصر بالاستناد للعناصر التي قبلها وبعدها، وبالفعل تم اكتشافها لاحقاً، وهنا تكمن عبقرية مندلييف فهو على عكس غيره من الكيميائيين، تنبأ بوجود عناصر جديدة وترك فراغات لها، معداً الطريق أمام اكتشافها، وهي عناصر السكانديوم والجرمانيوم والغاليوم، وقد دعاها مندلييف إيكا بورون وإيكا ألمنيوم وإيكا سيليكون.
استخدم مندلييف كلمات سنسكريتية كمقدمة للعناصر المفقودة في جدوله، إذ أطلق عليها اسم العنصر السابق وسبقها بكلمة "إيكا" السنسكريتية الهندية ومعناها واحد، وذلك بسبب إعجابه بالباحث الهندي بانيني.

كيفية قراءة الجدول الدوري

بعد تطوير الجدول الدوري لعدة سنوات من قبل مندلييف وتولي الاتحاد الدولي للكيمياء التطبيقية البحتة (IUPAC) مسؤولية الحفاظ على الجدول الدوري وتحديثه، اكتسب الجدول شكله الحالي ويمكن قراءته كما يلي:

يُوضع كل عنصر كيميائي ضمن مربع في الجدول الدوري.
يوجد في كل مربع اسم العنصر ورمزه الكيميائي الرسمي ورقمه الذري، وهناك بعض الجداول تضع المزيد من المعلومات أحياناً للتوضيح.
تكون العناصر مرتبة في صفوف وأعمدة.
تسمى الصفوف بالأدوار، ومنها اسم الجدول.
تسمى الأعمدة المجموعات، وتضم العناصر التي لها عدد الإلكترونات الخارجية نفسه ما يكسبها خصائص كيميائية متشابهة.
يزداد العدد الذري كلما تحركنا يميناً على طول الصف.
يزداد العدد الذري كلما انتقلنا إلى أسفل العمود.

يتم ضم العناصر ذات الخصائص المتشابهة ضمن مجموعات ملوّنة بشكلٍ مختلف في الجدول الدوري، وتسمى بالشكل التالي:

مجموعة 1: وتضم الفلزات القلوية.
المجموعة 2: تشمل المعادن الأرضية القلوية.
المجموعات 3-12: تدعى مجموعة المعادن الانتقالية، وتوجد مجموعة معادن انتقالية إضافية أسفل الجدول، وتضم عناصر تسمى العناصر الأرضية النادرة أو اللانثانيدات والأكتنيدات.
المجموعات 13-16: وتحتوي على المعادن وأشباه المعادن واللافلزات.
المجموعة 17: وهي الهالوجينات
المجموعة 18: وتتكون من الغازات النبيلة أو الخاملة.

كيف تمت تسمية عناصر الجدول الدوري؟

تختلف تسمية عناصر الجدول الدوري تبعاً للتاريخ الذي اكتشفت به، والعالم الذي اكتشفها، ودُعيت بأسمائها تكريماً لأحد العلماء أو استناداً لأسماء البلدان التي اكتُشفت فيها. ومن أشهر الأمثلة عن ذلك العناصر التالية:

البوريوم: تيمناً بالعالم نيلز بور.
الكوريوم: تكريماً للعالمة ماري كوري وزوجها بيير كوري.
الأينشتينيوم: تكريماً لألبرت أينشتاين.
الكوبرنسيوم: تكريماً للعالم نيكولاس كوبرنيكوس.
المندليفيوم: تكريماً لديمتري مندلييف.
البولونيوم: على اسم بولندا.
الفرانسيوم: والغاليوم، وكلاهما ألقاب لفرنسا.
الجرمانيوم: اسمه مشتق من ألمانيا.
الأمريكيوم: من أميركا.
اليوروبيوم: من أوروبا.
الهيليوم: مشتق من كلمة هيليوس اليونانية التي تعني الشمس.
اليورانيوم: أُطلق اسمه عليه بعد وقت قصير من اكتشاف كوكب أورانوس.

لماذا لم يفز مندلييف بجائزة نوبل عن الجدول الدوري؟

على الرغم من ترشيح مندلييف لجائزة نوبل في الكيمياء في 3 أعوام مختلفة: 1905 و1906 و1907، لكنه لم يفز بأي من هذه الترشيحات، وقد يكون السبب في ذلك أحد الاحتمالات التالية:

وفاته عام 1907 قبل حصوله على الجائزة، إذ اشترط ألفريد نوبل في وصيته أن تمنح جائزة نوبل لعالم على قيد الحياة.
بسبب انتشار جدوله الدوري بشكلٍ كبير، اعتقد أحد أفراد اللجنة أن هذا الإنجاز قديم ومشهور، لذا تم استبعاده.
وقوف أحد الفائزين السابقين بجائزة نوبل للكيمياء وهو سفانتي أرينيوس (Svante Arrhenius) ضده، والسبب هو نقد مندلييف الصريح لإنجازات أرينيوس للتحليل الإلكتروليتي.

حقائق متنوعة عن الجدول الدوري للعناصر

إليك بعض الحقائق الفريدة عن الجدول الدوري للعناصر:

90 عنصراً من الجدول الدوري توجد بالطبيعة، بينما باقي العناصر يتم تصنيعها في مسرعات الجسيمات، ويبلغ عمرها أجزاء من الثانية.
الحرف الوحيد غير الموجود في الجدول الدوري هو الحرف (J).
الهيدروجين هو أخف عنصر معروف ووزنه الذري 1، وهو أكثر العناصر شيوعاً في الكون.
اليورانيوم هو أثقل عنصر ويبلغ وزنه الذري 238.
نسبة المعادن نحو 75% من عناصر الجدول الدوري.
وفقاً للفيزيائي الشهير ريتشارد فاينمان، فإن الجدول الدوري لا يمكن أن يتجاوز عدد عناصره الـ 137 عنصراً، وذلك لأنه من خلال الحسابات وجد أن العنصر 138 ستكون إلكتروناته أسرع من سرعة الضوء وهذا غير ممكن.
الكربون يمكن أن يشكل نحو 10 ملايين مركب مختلف.
الأستاتين العنصر الأكثر ندرة بشكل طبيعي في القشرة الأرضية.

ختاماً، لا ينتهي الحديث عن الجدول الدوري فهو ملخص للعناصر الكيميائية التي تشكل الكون الذي نعرفه، ومن الممكن أن نصل لوقت نكتشف فيه عناصر جديدة كما توقع فاينمان في وقت سابق، ولكن مهما بلغنا من الإنجازات لا يمكن إنكار فضل مندلييف الذي اكتشف هذه العلاقة الدورية بين العناصر ورتبها بالشكل الأفضل الذي تنتمي إليه.