Mendeleev
Mendeleev sinh tại làng Verhnie Aremzyani, gần Tobolsk, là con của Ivan Pavlovich Mendeleev và Maria Dmitrievna Mendeleeva (tên khi sinh Kornilieva). Ông nội là Pavel Maximovich Sokolov, một linh mục thuộc Giáo hội Chính thống giáo Nga từ vùng Tver.[1]Ivan, cùng với các anh chị em, đã có tên họ mới khi tham gia chủng viện thần học.[2]
Mendeleev được cho là con út trong số 14 anh chị em, nhưng con số chính xác khác biệt tuỳ theo từng nguồn tin.[3] Khi 13 tuổi, sau khi cha ông qua đời và nhà máy của mẹ bị phá huỷ bởi hoả hoạn, Mendeleev theo học trung học tại Tobolsk.
Năm 1850, khi ấy gia đình Mendeleev đã nghèo túng chuyển tới Saint Petersburg, nơi ông vào Viện Sư phạm Main năm 1850. Sau khi tốt nghiệp, bệnh lao khiến ông phải chuyển tới Bán đảo Krym ở bờ biển phía bắc của Hắc Hải năm 1855. Tại đây ông trở thành một giáo viên khoa học tại Trường trung học số 1 Simferopol. Ông trở lại Saint Petersburg với sức khoẻ đã phục hồi hoàn toàn năm 1857.
Giai đoạn 1859 và 1861, ông làm việc về tính mao dẫn của các chất lỏng và kính quang phổ tại Heidelberg.
Cuối tháng 8 năm 1861 ông viết cuốn sách đầu tiên về kính quang phổ.
Mendeleev trở thành Giáo sư Hoá học tại Viện Công nghệ Nhà nước Saint Petersburg và Đại học Nhà nước Saint Petersburg năm 1863.
Năm 1865 ông trở thành Tiến sĩ Khoa học với luận văn "Về những hoá hợp của Nước và Rượu". Ông được bổ nhiệm năm 1867, và tới năm 1871 đã biến Saint Petersburg thành một trung tâm được quốc tế công nhận trong lĩnh vực nghiên cứu hoá học.
Dù Mendeleev được các tổ chức khoa học trên khắp châu Âu ca tụng, gồm cả Huy chương Copley từ Viện Hoàng gia London, ông đã từ chức khỏi Đại học Saint Petersburg ngày 17 tháng 8 năm 1890.
Năm 1893, ông được chỉ định làm Giám đốc Phòng Cân và Đo lường. Chính trong vai trò này ông đã được giao trách nhiệm hình thành những tiêu chuẩn nhà nước mới cho việc sản xuất vodka. Nhờ công việc của ông, năm 1894 các tiêu chuẩn mới cho vodka được đưa vào trong luật Nga và mọi loại vodka phải được sản xuất với nồng độ 40% cồn.[6]
Mendeleev cũng nghiên cứu thành phần của các giếng dầu, và giúp thành lập nhà máy lọc dầu đầu tiên tại Nga.
Năm 1905, Mendeleev được bầu làm một thành viên của Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thuỵ Điển. Năm sau Hội đồng Nobel Hoá học đã đề xuất với Viện Hàn lâm Thuỵ Điển trao Giải Nobel Hoá học năm 1906 cho Mendeleev vì phát minh ra bảng tuần hoàn của ông. Ban Hoá học của Viện Hàn lâm Thuỵ Điển đã ủng hộ đề xuất này. Viện Hàn lâm sau đó dường như đã ủng hộ lựa chọn của Uỷ ban như họ đã làm trong hầu hết mọi trường hợp. Không may thay, tại cuộc họp toàn thể của Viện, một thành viên bất mãn của Uỷ ban Nobel, Peter Klason, đề xuất tư cách ứng cử viên cho Henri Moissan người được ông ưa thích. Svante Arrhenius, dù không phải là một thành viên của Uỷ ban Nobel Hoá học, có rất nhiều ảnh hưởng trong Viện và cũng gây sức ép để loại bỏ Mendeleev, cho rằng bảng tuần hoàn quá cũ để được công nhận sự khám phá ra nó vào năm 1906. Theo những người thời đó, Arrhenius có động cơ từ sự đố kỵ của ông với Mendeleev vì Mendeleev chỉ trích lý thuyết phân ly của Arrhenius. Sau những cuộc tranh cãi nảy lửa, đa số thành viên Viện Hàn lâm bỏ phiếu cho Moissan. Những nỗ lực để đề cử Mendeleev năm 1907 một lần nữa không thành công bởi sự phản đối kịch liệt của Arrhenius.[7]
Năm 1907, Mendeleev mất ở tuổi 72 tại Saint Petersburg vì bệnh cúm. Miệng núi lửa Mendeleev trên Mặt trăng, cũng như nguyên tố số 101, chất phóng xạ mendelevium, được đặt theo tên ông.
BẢNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC
Bảng tuần hoàn tiêu chuẩn 18 cột. Màu sắc thể hiện các nhóm nguyên tố hoá học của nguyên tử khác nhau và tính chất hóa học trong từng nhóm (cột).
Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, hay bảng tuần hoàn Mendeleev, hay ngắn gọn bảng tuần hoàn, là một phương pháp liệt kê các nguyên tố hóa học thành bảng, dựa trên số hiệu nguyên tử (số proton trong hạt nhân), cấu hình electron và các tính chất hóa học tuần hoàn của chúng. Các nguyên tố được biểu diễn theo trật tự số hiệu nguyên tử tăng dần.
Các hàng trong bảng gọi là các chu kỳ, trong khi các cột gọi là các nhóm, một số có tên riêng như halogen hoặc khí hiếm. Bởi vì theo định nghĩa một bảng tuần hoàn thể hiện những xu hướng tuần hoàn, bất kỳ bảng dưới dạng nào cũng có thể dùng để suy ra mối quan hệ giữa các tính chất của nguyên tố và tiên đoán tính chất của những nguyên tố mới, chưa được khám phá hoặc chưa tổng hợp được. Do đó, một bảng tuần hoàn-dù ở dạng tiêu chuẩn hay các biến thể-cung cấp khuôn khổ hữu ích cho việc phân tích thuộc tính hóa học, và các bảng như vậy được sử dụng rộng rãi trong hóa học và các khoa học khác.
Mặc dù có những người tiên phong trước đó, Dmitri Ivanovich Mendeleev thường được xem là người công bố bảng tuần hoàn phổ biến đầu tiên vào năm 1869. Ông đã phát triển bảng tuần hoàn của mình để minh họa các xu hướng tuần hoàn trong thuộc tính các nguyên tố đã biết khi đó. Mendeleev cũng tiên đoán một số thuộc tính của các nguyên tố chưa biết mà ông hi vọng sẽ lấp vào những chỗ trống trong bảng này. Hầu hết những tiên đoán của ông tỏ ra chính xác khi các nguyên tố đó lần lượt được phát hiện. Bảng tuần hoàn của Mendeleev từ đó đã được mở rộng và hiệu chỉnh với sự khám giá hoặc tổng hợp thêm những nguyên tố mới và sự phát triển của các mô hình lý thuyết để giải thích thuộc tính hóa học.
Tất cả các nguyên tố có số nguyên tử từ 1 (hiđrô) đến 118 (Oganesson) đã được phát hiện hoặc ghi nhận tổng hợp được, trong khi các nguyên tố 113, 115, 117 và 118 vẫn chưa được thừa nhận rộng rãi. 98 nguyên tố đầu tồn tại trong tự nhiên mặc dù một số chỉ tìm thấy sau khi đã tổng hợp được trong phòng thí nghiệm và tồn tại với lượng cực nhỏ.[chú thích 1] Các nguyên tố có số hiệu nguyên tử từ 99 đến 118 chỉ được tổng hợp ra, hoặc được tuyên bố là đã tổng hợp được trong phòng thí nghiệm. Người ta hiện vẫn đang theo đuổi việc tạo ra các nguyên tố có các số hiệu nguyên tử lớn hơn, cũng như tranh cãi về câu hỏi rằng bảng tuần hoàn có thể cần phải hiệu chỉnh ra sao để tương thích với những nguyên tố mới sẽ thêm vào.
Tính tới tháng 12 năm 2016, bảng tuần hoàn có 118 nguyên tố đã được xác nhận, bao gồm các nguyên tố từ 1 (hiđrô) tới 118 (oganesson) trong đó các nguyên tố 113, 115, 117 và 118 đã được tổng hợp trong phòng thí nghiệm và những tuyên bố tổng hợp thành công chúng đã được IUPAC chính thức công nhận lần lượt là nihoni (Nh), moscovi (Mc), tennessine (Ts), và oganesson (Og).
Tổng cộng 98 nguyên tố xuất hiện trong tự nhiên; 20 nguyên tố còn lại, từ ensteini tới oganesson, chỉ xuất hiện trong phép tổng hợp nhân tạo. Trong số 98 nguyên tố đó, 84 là nguyên tố nguyên thủy, nghĩa là xuất hiện trước khi Trái Đất hình thành. 14 nguyên tố còn lại chỉ xuất hiện trong các chuỗi phân rã của các nguyên tố nguyên thủy.[7]Không có nguyên tố nào nặng hơn einsteini (số hiệu 99) từng quan sát thấy với lượng vĩ mô ở dạng tinh khiết.[8]
Hai nhà hóa học, Dmitri Mendeleev người Nga và Julius Lothar Meyer người Đức độc lập với nhau đã công bố bảng tuần hoàn lần lượt vào năm 1869 và 1870.[62] Bảng của Mendeleev là phiên bản đầu tiên của ông công bố, bản của Meyer là phiên bản mở rộng của một bảng khác năm 1864.[63] Cả hai đều xây dựng bảng bằng cách liệt kê các nguyên tố theo hàng hoặc cột theo thứ tự khối lượng nguyên tử và bắt đầu mỗi hàng hoặc cột mới khi các thuộc tính của nguyên tố bắt đầu lặp lại.[64]
Sự ghi công dành cho bảng của Mendeleev đến từ hai quyết định quan trọng của ông. Thứ nhất là ông để dành chỗ trống mà dường như tương ứng với những nguyên tố còn chưa được khám phá.[65] Mendeleev không phải là nhà khoa học đầu tiên làm vậy, nhưng ông là người đầu tiên được công nhận là sử dụng các xu hướng trong bảng tuần hoàn để tiên đoán tính chất của những nguyên tố bị thiếu, như galli và germani.[66] Quyết định thứ hai là đôi khi bỏ qua trật tự cứng nhắc theo khối lượng nguyên tử và hoán chuyển các nguyên tố lân cận, chẳng hạn như telua và iốt, để phân loại chúng thành các họ hóa học tốt hơn. Với sư phát triển của các lý thuyết về cấu trúc nguyên tử, người ta nhận thấy rõ ràng là Mendeleev đã vô tình liệt kê các nguyên tố theo trật tự số hiệu nguyên tử (hay điện tích hạt nhân) tăng dần.[67]
Tầm quan trọng của số hiệu nguyên tử đối với việc tổ chức bảng tuần hoàn không được thừa nhận cho tới khi sự tồn tại và tính chất của proton và nơtron được nghiên cứu chi tiết hơn. Các bảng tuần hoàn của Mendeleev sử dụng khối lượng nguyên tử thay vì số hiệu nguyên tử để tổ chức các nguyên tố, thông tin có thể xác định với độ chính xác tương đối cao ở thời bấy giờ. Khối lượng nguyên tử thỏa mãn hầu hết các trường hợp, đem lại một sự mô tả có khả năng tiên đoán tính chất của các nguyên tố chưa biết chính xác hơn bất kỳ phương pháp cùng thời nào khác. Việc thay thế bằng số hiệu nguyên tử sau này đem lại mỗi chuỗi xác định, dựa trên số nguyên cho nguyên tố vẫn được sử dụng tới ngày nay ngay cả khi các nguyên tố tổng hợp đang được chế tạo và nghiên cứu.[68]
Có nhiều bảng tuần hoàn với dạng khác dạng tiêu chuẩn. Trong khoảng 100 năm từ khi bảng của Mendeleev xuất hiện năm 1869 người ta ước tính có khoảng 700 phiên bản bảng tuần hoàn khác nhau ấn hành.[86] Cùng với rất nhiều biến thể hình chữ nhật, cũng có những hình dạng khác, như các dạng tròn, lập phương, ống trụ, mặt tiền (kiều ngôi nhà), chuỗi xoắn, lăng trụ 8 cạnh, kim tự tháp, dạng chia cắt, dạng cầu, tam giác và, lemniscate,....[chú thích 9] Mục đích của những bảng này thường là nhằm tô đậm hoặc nêu bật các thuộc tính hóa học hoặc vật lý của các nguyên tố khó nhận thấy trong bảng tuần hoàn thông thường.
