პერიოდული სისტემა იუბილარია!

1860 წელს კეკულეს მიერ მოწყობილი პირველი კონგრესის შემდეგ მსოფლიო მაშტაბით ყოველ წელს საერთაშორისო სამეცნიერო კონფერენციები, მასტერ კლასები და კონგრესები მიმდინარეობს. მათში მონაწილეობის მიღება, პირდაპირ ვიტყვი, აუცილებლობას წარმოადგენს. თუ აკადემიურ წრეში მუშაობ, ხვალინდელ საზოგადოებას ასწავლი და მეცნიერებასთან კავშირი გაქვს, უნდა მიიღო მონაწილეობა ან თუნდაც დაესწრო მაინც, რათა საქმის კურსში იყო, რა ხდება მსოფლიოში.

სამწუხაროდ, მონაწილეობა ყოველთვის ვერ ხერხდება და მიზეზი მხოლოდ და მხოლოდ ეკონომიკური მხარეა… რადგან… მეცნიერთა უმრავლესობისთვის წასასვლელად დაფინანსების წყარო ან სამეცნიერო ფონდში მოგებული გრანტია ან მასპინძელი მხარის მიერ გაღებული სრული დაფინანსება. ისე… მესამე გზაც არსებობს… მაგ. საკუთარი სახსრები, ოღონდ, ამისთვის ქვეყანაში შრომა ისე უნდა ფასდებოდეს, როგორც, მაგალითად, ავსტრალიაში. სწორედ ამიტომ, უამრავ მიწვევაზე მითქვამს უარი და სადაც კი წავსულვარ, მხოლოდ პირველი ორი საშუალება გამომიყენებია.

ავსტრალია ტყუილად არ მიხსენებია, სწორედ ამ ქვეყნის მონაშის უნივერსიტეტის იტალიის ქალაქ პრატოში არსებულ ცენტრში ჩატარდა საერთაშორისო კონფერენცია „ევრომრავალფეროვნება 2019“. ამჯერად, გამიმართლა და საჭირო დაფინანსება მოძიებულ-მოგებული მქონდა, რაც იმას ნიშნავდა, რომ ჩემს მონაწილეობას, ჩემი კვლევის წარდგენას და სხვების მოსმენას წინ არაფერი დაუდგებოდა.

წლევანდელი წელი პერიოდული სისტემის საიუბილეო წელი გახლავთ და ამას კონფერენცია ყოველ ფეხის ნაბიჯზე გვახსენებდა. ჰონკ-კონგელი მკვლევარი ჯეისონ ჩანი კი საგანგებოდ დაბეჭდილ საიუბილეო პერიოდულ სისტემებს ყველას ჩუქნიდა. დღეს ეს ცხრილი უკვე ჩემს სამუშაო კედელს ამშვენებს. ყოჩაღ ჯეისონს არაორდინალური ხედვისთვის. ამ ერთ პლაკატში არა მხოლოდ ქიმია, ისტორიაც დატეულია და კიდევ ერთხელ გვახსენებს, რომ…

ელემენტების სისტემატიზაციაზე ჯერ კიდევ ლავუაზიე ფიქრობდა. ის ამბობდა, რომ თითოეულ ელემენტს უნდა ჰქონოდა სახელი, რომელიც მასზე მთელ ინფორმაციას დაიტევდა. ასეთი სახელწოდებები მან მისცა მაგალითად, წყალბადს და ჟანგბადს. თუმცა, ახლა საჭირო იყო ერთგვარი ცხრილის შემუშავება, სადაც ყველა უცნობი ელემენტი დაიკავებდა თავის კანონზომიერ ადგილს. 1789 წელს ლავუაზიემ გამოაქვეყნა წიგნი – „შესავალი ელემენტარულ ქიმიაში“, სადაც ჩამოთვალა, ის მარტივი ნივთიერებები, რომლებიც ანალიზის შედეგად არ იშლებოდნენ. აქ ელემენტებად დაასახელა ასევე სითბო და სინათლე. ეს მისი შეცდომა იყო. პარიზის ხელნაწერთა მუზეუმში ამ წიგნის ორიგინალი ინახება. პირველ ჯგუფში განათავსა: სითბო, სინათლე და ისეთი აირები, როგორიცაა – ჟანგბადი და აზოტი; მეორე ჯგუფში: გოგირდი და ფოსფორი; მესამე ჯგუფი: სპილენძი, ტყვია, თუთია, კალა; მეოთხე ჯგუფი მოიცავდა „მარილწარმომქმნელ მარტივ მიწა ნივთიერებებს“. აქ მოიაზრებოდა კალციუმი, ბარიუმი, მაგნიუმი, ალუმინი, სილიციუმი.

საუკუნის დასაწყისში ქიმიის სამყაროში დიდი არეულობა სუფევდა. ალქიმიკოსებისთვის შვიდი მეტალი და რამდენიმე არამეტალი იყო ცნობილი. მე-18 საუკუნეში აღმოაჩინეს ისეთი აირადი ნივთიერებები, როგორიცაა აზოტი, წყალბადი, ჟანგბადი, ქლორი; ასევე, მეტალები – კობალტი, პლატინა, ნიკელი, მანგანუმი, ვოლფრამი, მოლიბდენი, ტიტანი, ქრომი. მეცხრამეტე საუკუნის პირველ ნახევარში ამ სიას კიდევ 14 ელემენტი დაემატა. მხოლოდ დევიმ ელექტროლიზით ექვსი ელემენტი მიიღო. გე-ლუსაკმა და ტენარმა გამოჰყვეს ბორი. ელემენტების აღმოჩენები იზრდებოდა. 1830 წელს 55 ელემენტი იყო ცნობილი. ამან ქიმიკოსები დააბნია. ლავუაზიეს შემდეგ ელემენტების დაჯგუფების გადაწყვეტილება გერმანელმა ქიმიკოსმა იოჰან დობერეიერმა მიიღო.

1817 წელს იოჰან დობერეიერმა შენიშნა, რომ სტრონციუმის ფარდობითი ატომური მასა კალციუმის და ბარიუმის ფარდობითი ატომური მასების საშუალო მაჩვენებელს დაახლოებით ემთხვეოდა. 1829 წელს გამოაცხადა, რომ ელემენტების რამდენიმე ჯგუფს (თითოეულ ასეთ ჯგუფში სამი ელემენტი შედიოდა) გააჩნდა მსგავსი ფიზიკური და ქიმიური თვისებები. ჯგუფებმა ტრიადების სახელწოდება მიიღეს. მან შენიშნა, რომ ბრომი თავისი თვისებებით შუალედურ ადგილს იკავებდა ქლორსა და იოდს შორის. რიგში: ქლორი-ბრომი-იოდი შეინიშნებოდა არა მხოლოდ ფერის თანდათანობითი ცვლილება, არამედ რეაქციის უნარიანობაც იცვლებოდა და ატომური მასაც. შემდეგი სამი ელემენტი იყო კალციუმი, სტრონციუმი, ბარიუმი. ასევე, გოგირდი-სელენი-ტელური. ასეთ ჯგუფებს ტრიადებს უწოდებდა. თუმცა, ბევრი რამ ვერ ახსნა.

ქიმიკოსები იმაზეც ვერ თანხმდებოდნენ ელემენტის ატომური მასა უნდა ყოფილიყო მთავარი, თუ მისი ნაერთის მოლეკულური მასა. მაგ. ჟანგბადისთვის მნიშვნელოვანი იყო ატომური მასა, თუ მაგ. რომელიმე ოქსიდის, ანუ მისი ნაერთის, მოლეკულური მასა.

წარმოქმნილი გაუგებრობების თავიდან ასაცილებლად კეკულეს ინიციატივით 1860 წელს კარლსრუეში შედგა ქიმიკოსთა პირველი საერთაშორისო კონგრესი. ამ კონგრესამდე ორი წლით ადრე იტალიელი ქიმიკოსი კანიცარო გაეცნო ავოგადროს კვლევებს. დაინახა, რა კარგად ჰქონდა დასაბუთებული, რომ ატომური მასა და მოლეკულური მასა სხვადასხვა მონაცემია. ექვივალენტური მასა კი სულ სხვაა და არ შეიძლება მათი ერთმანეთში არევა. მას კონგრესზე ბრწყინვალე პრეზენტაცია გაუკეთებია, თან პატარა ბროშურები დაურიგებია, რომ ქიმიკოსებს წაეკითხათ. კანიცარომ დაარწმუნა კოლეგები. რომ ატომური მასა ყველაზე მნიშვნელოვანი იყო.

1864 წელს ინგლისელმა ჯონ ნიულენდსმა შენიშნა, რომ თუ ელემენტებს განალაგებდა ატომური მასის ზრდის მიხედვით, მაშინ ყოველი მერვე ელემენტი რაღაცით ემსგავსებოდა პირველს. როგორც მერვე ნოტი პირველ მუსიკალურ ოქტავაში. ამ კანონზომიერებას „ოქტავათა კანონი“ უწოდა. 1865 წელს შექმნა ცხრილი, სადაც ელემენტები განლაგებულნი იყვნენ მათი ატომური მასების ზრდის მიხედვით. ამ ცხრილში პირველი 17 ელემენტი სწორად არის განლაგებული. კალციუმის შემდეგ კი მან თავისი „ოქტავები“ ვეღარ მოაწესრიგა. ის მხოლოდ ცნობილი ელემენტების კლასიფიკაციას ცდილობდა და ჯერ კიდევ აღმოუჩენელ ელემენტებს არ ითვალისწინებდა. ნიულენდსი იძულებული იყო, ზოგ ადგილას ერთდროულად ორი ელემენტი მოეთავსებინა. თუმცა, ზოგიერთი ელემენტის თვისებებს შორის მკვეთრი განსხვავება იყო. ფოსფორს მცირე საერთო აქვს მანგანუმთან, რკინას კი ვერცხლთან. ლონდონის ქიმიურ საზოგადოებაში ის მკაცრად გააკრიტიკეს.

ნიულენდსზე ერთი წლით ადრე ფრანგმა დე შანკურტუამაც სცადა ელემენტების განლაგება. მან ელემენტები სპირალურად ატომური მასების ზრდის მიხედვით განალაგა. სპირალს „დედამიწის სპირალი“ უწოდა.

1870 წელს გერმანელმა ქიმიკოსმა ლოთარ მაიერმა ააგო ელემენტების ატომური მოცულობების მათივე ატომურ მასებზე დამოკიდებულების გრაფიკი. ელემენტის ატომურ მოცულობას ფარდობითი ატომური მასის სიმკვრივეზე გაყოფით ანგარიშობდა.

თუმცა, ერთი წლით ადრე, მენდელეევმა გამოაქვეყნა პერიოდული სისტემა. ამ აღმოჩენისთვის ლონდონის ქიმიურმა საზოგადოებამ ის ძვირფასი მეტალისგან-ალუმინისგან დამზადებული ჭიქით დააჯილდოვა. თუ რატომ იყო ალუმინი ძვირფასი, ადრინდელი სტატიიდან გავიხსენოთ http://mastsavlebeli.ge/?p=3703

მენდელეევი კარლსრუეში გამართულ კონგრესს დაესწრო. კანიცაროს მოხსენებამ მასზე დიდი შთაბეჭდილება მოახდინა და დაიწყო პრობლემის გადაჭრის გზებზე ფიქრი. ყურადღება მიაქცია, რომ ელემენტების ვალენტობა იზრდებოდა მათი ატომური მასების ზრდასთან ერთად. ამ ცვლილებას პერიოდული ხასიათი ჰქონდა. მაგ. წყალბადისა და ლითიუმის ვალენტობა ერთის ტოლია, ბერილიუმის – ორია, ბორის – სამი, ნახშირბადის – ოთხი, მაგნიუმის – ორი და ა.შ. ვალენტობის ზრდის და კლებადობის მიხედვით მენდელეევმა ელემენტები პერიოდებად დაჰყო. პირველ პერიოდში მხოლოდ წყალბადი და ჰელიუმია.

1871 წელს გამოვიდა პერიოდული სისტემის გაუმჯობესებული ვარიანტი. ამ ვერსიაში იყო ცარიელი ადგილები მომავალში აღმოსაჩენი ელემენტებისთვის. განსაკუთრებით დაწვრილებით აღწერა სამი მომავალში აღმოსაჩენი ელემენტის თვისებები, ვალენტობა, ატომური მასები. მან ასევე შეასწორა თერთმეტი ელემენტის ატომური მასა. აღწერილი ჯერ აღმოუჩენელი სამი ელემენტი იყო: ეკაბორი, ეკაალუმინი, ეკასილიციუმი. ამ ელემენტებიდან პირველი ეკაალუმინი აღმოაჩინეს, 1875 წელს. იგი ლეკოკ-დე-ბუაბოდრანმა აღმოაჩინა და თავისი სამშობლოს პატივსაცემად გალიუმი უწოდა („გალია“ ლათინურად საფრანგეთს ნიშნავს). გალიუმზე გაიხსენეთ სტატიიდან „მზე“http://mastsavlebeli.ge/?p=19470

1879 წელს შვედეთში კლევემ და ვილსონმა დაადგინეს ახალი ელემენტის არსებობა, რომლის ადგილი პერიოდულ სისტემაში კალციუმსა და ტიტანს შორის დიდი ხნით ადრე იყო გათვალისწინებული. ეს ახალი ელემენტი ეკაბორი გახლდათ და მას სკანდიუმი უწოდეს.

1886 წელს საქსონიაში ვინკლერმა აღმოაჩინა ეკასილიციუმი და მას გერმანიუმი უწოდა.

სხვათა შორის, პერიოდული სისტემის გაუმჯობესებაში ივ. ჯავახიშვილის სახელობის სახელმწიფო უნივერსიტეტის ერთ-ერთ დამფუძნებელსა და პირველ რექტორს პეტრე მელიქიშვილსად მიუძღვის წვლილი და ამას პირველ რიგში მენდელეევი აღიარებდა. ეს ჩემთვის განსაკუთრებით საამაყოა, რადგან სტუდენტობისას პეტრე მელიქიშვილის სახელობის სტიპენდიანტობის პატივი მქონდა.

ჰოდა, იმას ვამბობდი… თუ ჯერ კიდევ არ ჩაგიტარებიათ პერიოდული სისტემისადმი მიძღვნილი სპეციალური გაკვეთილი, მაშინ დრო ჯერ კიდევ არის. არდადეგებზევე შეგიძლიათ დაგეგმოთ და სწავლის დაწყებისას ერთ-ერთი პირველი გაკვეთილი სწორედ მას მიუძღვნათ… რადგან, პერიოდული სისტემა იუბილარია!

დამატებითი ინფორმაციის მოძიებაში კი უამრავი ვიდეო რესურსი დაგეხმარებათ, რომელიც უხვად არის მიმოფანტული „მსოფლიო აბლაბუდაში“. იმისთვის, რომ სწორი მასალა ავარჩიოთ მედიაწიგნიერების ელემენტარულ უნარებს მაინც უნდა ვფლობდეთ. თუმცა, აქ საქმეს გავაიოლებ და ზოგიერთი რესურსის მისამართს გიკარნახებთ.

The Mystery of Matter (PBS series, 2015)

http://www.pbs.org/program/mystery-matter/

https://www.youtube.com/watch?v=z3Gt5IOjAuc

https://www.youtube.com/watch?v=Mz2Z7gYegBo

https://www.youtube.com/watch?v=wbuDmY5gpXQ

Periodic Table Videos from the RSC and University of Nottingham

https://www.youtube.com/watch?v=6rdmpx39PRk&list=PL7A1F4CF36C085DE1

Chemistry: a volatile history (BBC series, 2010)

https://www.youtube.com/watch?v=dd4Rf6zZZhw&list=PLk4aZhY2J7MPL5ECqvG5iXopo6cDgtmuJ

 

 

 

კომენტარები

comments