Mengyelejev, a jós

Bizonytalan, hogy napra pontosan mikor publikálták Dmitrij Mengyelejev periódusos rendszerét. A közvélekedés szerint 1869. február 17-én — ez a nap az Európa nagy részén akkor már bevezetett Gergely-naptár szerint március 1-jére esett. Az UNESCO idén számos rendezvénnyel ünnepli az orosz kémikus felfedezését.

Dmitry Ivanovich Mendeleyev, or Mendeleev (1834-1907), a Russian chemist, who devised the periodic table that classifies chemical elements according to properties. Forrás: Wikipédia

Mengyelejev 1834. február 8-án született Tobolszkban a helyi gimnázium igazgatójának tizenhetedik (és tizennegyedik életben maradt) gyermekeként. Tizenhárom éves volt, amikor apja meghalt, a nélkülöző család Moszkvába költözött. Itt nem jutott be az egyetemre, Pétervárott végezte el a tanárképző főiskolát. 1859-ben állami ösztöndíjjal Heidelbergbe küldték, itt a német Robert Wilhelm Bunsennel dolgozott. 1864-ben a műegyetem kémiaprofesszora, majd a Szentpétervári Egyetem általános ­kémiai tanszékének vezetője lett. A kémikus meghökkentő kísérletekre is vállalkozott: léghajóval 1887-ben egyedül emelkedett a magasba, hogy lefényképezzen egy napfogyatkozást, s bár a jármű kezeléséről semmit sem tudott, biztonságban ért földet.

Magánélete kezdetben nem volt szerencsés: 1863-ban egyik nővére tanácsára vette feleségül Feozva Lescsevát. Két gyermekük született, majd különváltak. Később a művészetet tanuló diák­lányt, Anna Ivanova Popovát ismerte meg, a lány szülei azonban ellenezték a házasságot, és Rómába küldték. Mengyelejev utána ment, és azzal fenyegetőzött, ha elutasítja, öngyilkos lesz. A tengerbe ugrás helyett összeházasodtak és négy gyermekük született.

A második házassággal az volt a baj, hogy az első feleségétől való válását egy hónappal később mondták ki. Az orosz ortodox egyház szerint akkoriban hét évnek kellett volna eltelnie két nász között. A kémikus többször került összeütközésbe a cári rendszerrel. Ennek következményeként 1880-ban nem választották meg az akadémia rendes tagjává, 1890-ben a diákság egyik petíciójának támogatása miatt nyugdíjazták; többé nem kapott tudományos beosztást.

1868–70 között írta klasszikus művét, A kémia alapjait. Korának legjobb orosz nyelvű kémiakönyve került ki a kezei közül, amelynek különlegessége, hogy a mű felét a lábjegyzetek foglalják el. A könyv írása közben azon töprengett, miként lehetne az elemeket valamiféle logikus sorrendben bemutatni. Előtte is próbálkoztak ezzel, sikertelenül. Az orosz kémikus a kémiai elemek atomtömegei közötti kapcsolatokat vizsgálva szabályszerűséget vett észre: ha az elemeket növekvő atomtömeg szerint sorba rakjuk, a táblázat a fizikai-kémiai jellemzők periodikusságát mutatja.

A periódusos rendszerben a vízszintes sorokat periódusnak, az oszlopokat csoportoknak nevezik. Hamar rájött, hogy ezek az eredmények nemcsak oktatási, hanem tudományos szempontból is érdekesek lehetnek, ezért előbb oroszul, majd a kor legfontosabb tudományos nyelvén, németül is publikálta felismerését. Érdekesség, hogy Mengyelejevtől függetlenül, szintén 1869-ben (de a pétervári professzor után) a német kémikus, Lothar Meyer is magyarázatot adott az elemek tulajdonságai­nak perio­dicitására, de elmélete nem volt olyan mély és megalapozott, mint az orosz tudósé. Az orosz periódusos rendszerének erénye, hogy a később felfedezett elemek mindegyike beilleszthető volt. Sőt, a rendszer logikája alapján könnyebb volt megtalálni, előállítani a hiányzókat.

A rendszer logikája alapján Mengyelejev nem merte megváltoztatni az egyes elemek sorrendjét, az akkor ismert 63 elem mellett üres helyeket hagyott, sőt még az oda illő új elemek tulajdonsá­gait is meghatározta. Mengyelejev hírnevét elsősorban ezek a jóslatok alapozták meg. Az egyiknek az ekabór (bór alatti elem) nevet adta, és a körülötte lévő elemek tulajdonságainak felhasználásával megjósolta néhány jellemzőjét. Ugyanez történt az ekaalumíniummal és az ekaszilícium elemmel.

Fotó: Wikipédia

A nem sokkal későbbi felfedezések fényesen igazolták jóslatait. Az ekaalumíniumot 1875-ben fedezték fel és galliumnak nevezték el. Az ekabórra 1879-ig kellett várni, ezt ma szkandium néven ismerjük. Az 1886-ban azonosított ekaszilíciumot germániumnak nevezik. Tehát két évtizeden belül igazolták néhány megjósolt elem létezését. De nem mindent látott helyesen az orosz kémikus.

Mengyelejev utolsó, 1904-ben összeállított periódusos rendszerében két, a hidrogénnél könnyebb elem is található, amelyet x és y jelöl. Mindkettőt a nemesgázok oszlopába, a hélium fölé helyezte. Az x elemet a fizikusok által akkor létezőnek gondolt éter megfelelőjének hitte, az y jelölésű elemet pedig több néven is említette munkáiban, ezek közül a le­ggyakoribb a korónium volt. 1904-ben még alig egy évtized telt el az első nemesgáz felfedezése óta, ezért Mengyelejev joggal gondolhatta – olvasható Lente Gábornak, a Pécsi Tudományegyetem Általános és Fizikai Kémia Tanszék vezetőjének elemzésében –, hogy lehet még addig ismeretlen közöttük, amely esetleg a Földön nem is fordul elő. Az x és y elemek jóslataihoz élete végéig ragaszkodott, annak ellenére is, hogy semmilyen kísérleti adat nem utalt azok létezésére.

Mengyelejev tévedéseit a tudomány készségesen megbocsátotta, sőt talán el is felejtette, mert munkájának hozzájárulása a kémia fejlődéséhez felmérhetetlenül nagy volt. Az összes tudós közül talán ő szolgált rá leginkább, hogy elemet nevezzenek el róla. A 101-es elem, a mendelévium viseli a nevét, de ezt az elnevezést nem az orosz tudós honfitársai, hanem egy amerikai kutatócsoport javasolta.

Az 1907-ben elhunyt orosz vegyész nem kapott Nobel-díjat, jóllehet élete utolsó hat évében már kiosztották a tudományos világ legrangosabb elismerését. Mengyelejevet 1905-ben hárman javasolták a díjra, akkor Adolf von Baeyer nyert. A következő évben szintén jelölték, akkor Henri Moissan eggyel több szavazatot kapott. 1907-ben is felterjesztették, akkor Eduard Buchner lett a díjazott. Az utókor kárpótolta: a három nyertes nevét legfeljebb a szűk szakma ismeri, Mengyelejevéről mindenki hallott.

Napjainkban a periódusos rendszer 118 eleme ismert az 1-es rendszámútól (hidrogén) a 118-as rendszámúig (oganesszon). Legutóbb bő három éve bővült. A 113-as, 115-ös, 117-es és 118-as elemeket a Nemzetközi Elméleti és Alkalmazott Kémiai Szövetség hivatalosan 2015 decemberében ismerte el. Javasolt neveiket: nihonium (Nh), moszkovium (Mc), tennesszin (Ts) és oganesszon (Og) 2016 júniusában jelentették. Közös jellemzőjük, hogy nem fordulnak elő a természetben, csakis laboratóriumi körülmények között állíthatók elő, de úgy is csak a másodperc töredékéig léteznek, majd más elemekre bomlanak.

Lesz-e újabb tagja a periódusos rendszernek? Lente Gábor pécsi tanszékvezető szerint semmi sem zárja ki újabbak létrehozását. Ha lesz ilyen elem, az a francinum alá kerül, de annak előállítására nincsenek használható ötletek. Egyébként is minek? A periódusos rendszer 20-25 elemének létrehozása technológiai bravúr, gyakorlati jelentőség nélkül. Gyorsan elbomlanak vagy nagyon sokba kerül az előállításuk.

Tellúr és hafnium

A tellúr az egyetlen Magyarországon felfedezett elem. A fémre egy erdélyi, ezüstös fényű aranyásványban bukkant 1782-ben az osztrák Franz-Joseph Müller von Reichenstein, Erdély fő bányaellenőre. Ő jött rá, hogy az általa vizsgálgatott ásvány addig ismeretlen elemet tartalmaz. A Föld-istennő, Tellusz után tellúr lett a neve. Kitaibel Pál, a nagy tudós, botanikus a kortársaitól függetlenül 1789-ben szintén rátalált a tellúrra. A fém nevét egyébként egy harmadik tudós, a berlini Martin Heinrich Klap­roth professzor adta.A periódusos rendszer másik magyar vonatkozású eleme a hafnium, amit Hevesy György fedezett fel. A neves szakember 1885-ben született Budapesten. A piarista gimnáziumban tanult, egyetemi tanulmányait a budapesti, a berlini és freiburgi egyetemen végezte. Az első világháború után barátai arra biztatták, hogy maradjon, és végleg telepedjen le Magyarországon. 1920-ban Niels Bohr hívására Koppenhágába utazott. Céljuk a Mengyelejev által megálmodott periódusos rendszer 72. rendszámú elemének megtalálása volt. 1923-ban sikerrel jártak. Felfedezésüket Koppenhága régi latin neve után hafniumnak nevezték el. Hevesy 1943-ban kémiai Nobel-díjat vehetett át a radioaktív jelző módszerért, amellyel kémiai folyamatokat lehet tanulmányozni.