Page 10 - No2

EGY ÖRÖKZÖLD TÉMA

publikálta a Zeitschrift für Amikor Mengyelejev szer teljes megértéséhez még hosszú évtizedeknek
Chemie 12, 405-406 (1869) rendszere megalkotásán kellett eltelni, hogy az atomok szerkezetét a XX.
folyóiratszámban. A 4. ábrán fáradozott, rájött, hogy ha század elméleti tudományos forradalmai nyomán
látható képet Repin festette az elemeket atomsúlyuk megismerjük. A periódusos táblázat szempontjá-
Mengyelejevről 1885-ben. (pontosabban akkori relatív ból két alapvető felfedezést kell megemlítenünk.
Mengyelejev táblázatának atomsúlyuk) sorrendjében Wolfgang Pauli 1925-ben alkotta meg a róla
1872-ben németül közölt válto- sorolja be, bizonyos eleme- elnevezett “Pauli elvet”, vagy “Pauli-féle kizárási
zata látható az 5. ábrán. R/repin/repin12.html ket meg kell cseréljen, csak elvet”. Ez az elv azt mondja ki, hogy egy meghatá-
A táblázat üres helyei jelzik www.abcgallery.com/ így tudja elérni, hogy az rozott kvantumszámcsoporttal definiált kvantum-
az akkor még nem ismert ele- adott periódusokba hasonló állapotot két azonos fermion részecske nem foglal-
meket, a táblázat fejléce, pedig tulajdonságúak kerüljenek. hat el. Fermionoknak azokat a részecskéket nevez-
az elemek vegyértékeit repre- Például a tellúrt meg kellett zük, amelyeknek feles vagy félegész (1/2, 3/2, 5/2
zentálja az akkor szokásos 4. ÁBRA cserélje a jóddal. A mai …) spinkvantumszáma van. Ilyenek az elektron, a
molekulaképletekkel. modern periódusos táblázat- proton és a neutron is. A Pauli-elv felelős az atom-
Mengyelejev nagy eredménye volt, Repin festménye ban is akadunk hasonló elemekre, héjak stabilitásáért, s így a kémia létezéséért, vagy
hogy rendszere alapján akkor még nem Mengyelejevről pl. a kobalt a nikkel elé kerül, az a degenerált anyag stabilitásáért nagyon nagy nyo-
ismert kémiai elemek tulajdonságait argon a kálium előtt van, az más esetén (például a neutroncsillagokban).
tudta megjósolni. Hasonló előrejelzéseket Lothar aktinidák csoportjában pedig a tórium a Egyébként a Pauli elv eredetileg tapasztalati elv,
Meyer nem tett. Mengyelejev a megjósolt elemeket protaktinium előtt helyezkedik el az atomsúlyok kísérleti spektroszkópiai adatokra támaszkodott.
pl. az eka- előnévvel jelölte meg (az ‘eka’ szanszkrit sorrendjében. Elméleti levezetése csak a relatívisztikus kvantum
nyelven az 1 szám). Az eka-aluminumot 1875-ben Ennek a látszólagos szabálytalanságnak a felol- tér elmélet keretein belül lehetséges.
fedezte fel Paul Emile Lecoq de Boisbaudran, aki dása Henry Gwyn Jeffreys Moseley nevéhez fűző- További döntően fontos felismerés volt az úgy-
galliumnak nevezte el. Az eka-sziliciumot Clemens dik, ő ugyanis 1913-ban felfedezte, hogy az elemek nevezett Aufbau/Felépítési elv, amely Niels Bohr
Winkler fedezte fel 1886-ban, és germániumnak jellegzetes Röntgen (K) vonalai szabályos sort és Wolfgang Pauli együttes munkája kapcsán szü-
nevezte el. A felfedezett elemek tulajdonságai igen alkotnak, ha a vonalfrekvenciák négyzetgyökét letett az 1920-as években. Ennek az elvnek az
jól egyeztek Mengyelejev becsléseivel, ez tette egy általa definiált sorszám felhasználásával ábrá- alapján „építhetjük fel” képzeletben a periódusos
Mengyelejevet széleskörűen elismertté. zolja. Ezt a sorszámot rendszámnak nevezte el, rendszer atomjait, úgy, hogy az elektronpályákat
A nemesgázok létezését Mengyelejev nem jósolta később Niels Bohr mutatta ki, hogy Moseley rend- fokozatosan feltöltjük elektronokkal. Ebben irány-
meg. Ezeket William Ramsay (1852-1916) és mun- száma a Rutherford atommodellnek megfelelően, adó az, hogy előbb a legalacsonyabb energiájú ren-
katársai fedezték fel XIX. század utolsó évtizedében. az atommagban levő protonok, tehát a pozitív töl- delkezésre álló pályák töltődnek fel, és feltöltődés
Mengyelejev eleinte elkeseredett emiatt, de 1907- tések számával egyenlő. Ha a periódusos rend- sorrendjét a Madelung (vagy Klechowski) szabály
ben ráébredt, hogy a nemesgázok felfedezése újabb szerben a rendszámot használjuk a felsorolásban, adja meg, azaz először mindig a kisebb n+l kvan-
bizonyítéka a periódusos rendszer helyességének. akkor a periódusok helyesen adódnak. tumszámú pályák töltődnek fel (az n a
Mengyelejev nem lett akadémikus az Orosz Megyelejev eredeti táblázata(i) empirikus ala- főkvantumszám, l pedig a mellékkvantumszám).
Tudományos Akadémiában, és Nobel díjat sem pon készültek és csupán kb. 60 ismert elemet tar- Azt viszont, hogy hány elektron tölthet fel egy
kapott, viszont a 101. rendszámú elemet róla nevez- talmaztak. A mai táblázatban már közel kétszer adott elektronpályát, a Pauli elv szabja meg. Ilyen
ték le, ami valóban ritka kitüntetés. annyi elemet találunk, és olyan csoportot ill. peri- módon elemről elemre meghatározható az alapál-
Egyetlen tudósként Mengyelejev is bekerült a ódust, ami akkor ismeretlen volt. A nemesgázok lapotú atomok elektronkonfigurációja, tehát elekt-
tizenkét legnagyobb orosz közé. A Russica csoportját akkor még nem ismerték, és sem a 6. ronhéjainak betöltöttsége elektronokkal. A legkül-
Pannonicana kiadó most megjelent, A tizenkét leg- periódus lantanidái, sem pedig a mai 7. periódus ső elektronhéj konfigurációja pedig meghatározza
nagyobb orosz című esszékötetben azokról a híres elemei nem voltak ismertesek. A periódusos rend- az elem kémiai tulajdonságait, pl. kémiai vegyér-
oroszokról olvashatjuk magyar szerzők írásait, akik 5. ÁBRA tékét. Érdekes példa a ritkaföldfémek (a 7. perió-
a közelmúltban megrendezett oroszországi szavazás dus lantanidái a cériumtól a lutéciumig). Mivel
szerint saját hazájukban a legismertebbek. Az esszé- ezeknek az elemeknek a legkülső elektronhéj kon-
2
gyűjteményt az Operaházban mutatták be 2009. figurációja (6s ) megegyezik és csak alsóbb (4f)
június 3-án. héjon található különbség közöttük, kémiai visel-
Ha valaki dalban óhajtja megismerni a kémiai http://periodic.lanl.gov/endeleev.htm kedésük rendkívül hasonló, ezért egymástól való
elemeket és felfedezőiket, lépjen be az Internetre a elválasztásuk igen nehéz. Például Megyelejev táb-
következő URL-en: http://www.youtube.com/ lázatában a dydimium (Di), mint önálló elem sze-
watch?v=mUKnxSfDzho. Ehhez persze fejhallgató repelt, 1885-ben azonban Carl Auer von
vagy hangszóró is szükséges, de Tom Lehrer dala Welsbachnak sikerült két elemre szétválasztani: a
megéri! Mengyelejev rendszere 1872-ből neodímiumra és a prazeodímiumra.

10 I. ÉVFOLYAM 2. SZÁM, 2009 KÉMIAI PANORÁMA
10 I. ÉVFOLYAM 1. SZÁM, 2009 KÉMIAI PANORÁMA

9/18/09 5:36 PM
08-11 periódus.indd 10
08-11 periódus.indd 10 9/18/09 5:36 PM