تاریخچه جدول تناوبی عناصر بر می‌گردد به بیش از یک قرن تکامل در فهم خواص شیمیایی و و رسیدن به اوج با انتشار اولین جدول تناوبی حقیقی توسط دیمیتری مندلیف در سال 1869. به این دلیل کشف مندلیف در سطح بالایی نسبت به اکتشافات آن زمان از دانشمندنی چون آنتوان لاوازیه و استانیسلا کنیزارو قرار گرفت چون این دانشمند روسی به تنهایی ایده‌ی ساخت اولین جدول تناوبی واقعی به صورت منحصر بفرد را عملی ساخت.

این جدول به خودی خود نمایانگر قانون تناوبی است که بیان می‌کند خواص اگر عناصر بر اساس عدد اتمی مرتب شوند خواص آن‌ها بصورت تناوبی تکرار می‌شود. جدول برای نشان دادن مشترکات عناصر، آن‌ها را به ستون‌های عمودی (گروه‌ها) و ردیف‌های افقی (تناوب‌ها) مرتب می‌کند .

نظریات عنصری از عهد باستان

مردم از عهد عتیق بعضی از عناصر شیمیایی مانند طلا، نقره و مس را می‌شناختند زیرا این عناصر به صورت طبیعی در طبیعت یافت می‌شدند و نسبتا توسط وسایل ابتدایی به راحتی استخراج می‌شدند. البته، این تصور که تعداد محدودی عنصر وجود دارد که همه چیز از آن‌ها تشکیل شده‌اند از فیلسوف یونانی ارسطو نشأت می‌گیرد. حدود 330 سال قبل از تولد مسیح ارسطو بیان کرد که همه چیز از مخلوطی که از یک یا چند از چهار "ریشه" تشکیل شده‌اند (در اصل تعداد چهار از فیلسوف سیسیلی امپدوکلس گرفته شده بود)، ولی بعدها کلمه "عنصر" توسط پلاتو (Plato) جایگزین شد. چهار عنصر زمین، آب، هوا و آتش بودند. زمانیکه مفهوم عنصر به این گونه معرفی شد، نظریات ارسطو و پلاتو هیچ پیشرفتی در فهم عالم ماده بوجود نیاورد.

عصر روشنفکری

هینیگ براند (Hennig Brand) بر اساس آنچه ثبت شده اولین کسی است که یک عنصر جدید کشف کرد. براند یک تاجر ورشکسته آلمانی بود که تلاش می‌کرد سنگ جادو را کشف کند. (یک شی افسانه‌ای که تصور می‌شد می‌تواند فلزات عادی را به طلا تبدیل کند) او توسط تقطیر ادرار انسان آزمایشاتش را انجام می‌داده تا اینکه در سال 1649 او سرانجام یک شی درخشنده سفید مشاهده کرد که نامش را فسفر گذاشت. او کشف خود را مخفی نگاه داشت، تا سال 1680 زمانی که رابرت بویل (Robert Boyle) دوباره آن را کشف کرد و این ماده عمومی شد. این کشف و کشف‌ها دیگر این سوال را بوجود آورد که "عنصر" بودن یک ماده به چه معنا است.

در سال 1661 عنصر را به اینگونه تعریف کرد که ماده‌ای است که نمی‌تواند توسط واکنش شیمیایی به مواد ساده‌تر تجزیه شود. این تعریف ساده در واقع به مدت تقریبی 301 سال رایج بود (تا زمان انتشار مفهوم ذرات زیراتمی)، و حتی امروز نیز این تعریف در کلاس‌های مقدماتی شیمی تدریس می‌شود.

آنتوان-لارنت دِ لاوازیه

کتاب Traité Élémentaire de Chimie (شرح مقدماتی شیمی، سال 1789، ترجمه شده به انگلیسی توسط رابرت کر) از لاوازیه اولین کتاب درسی شیمی مدرن در نظر گرفته شده است. این کتاب شامل یک لیست از عناصر یا مواد است که نمی‌توانند تجزیه شوند، که شامل اکسیژن، نیتروژن، هیدروژن، فسفر، جیوه، روی و گوگرد می‌شود. این کتاب همچنین پایه‌ای برای لیست عناصر امروزی شکل داده است. لیست او، اگرچه همچنین شامل نور و کالری نیز می‌شده که او باور داشته است این مفاهیم اشیا مادی هستند. زمانیکه اکثر شیمیدان‌های مطرح زمان مطالب جدید که لاوازیه می‌گفت را قبول نمی‌کردند، کتاب شرح مقدماتی به قدری خوب نوشته شده بود که نسل‌های جوان‌تر را متقاعد کند. البته، به این دلیل که تعاریف لاوازیه تنها عناصر را به عنوان فلزات و غیز فلزات دسته بندی کرده بود، برای یک تحلیل کامل کافی نبود.

یوهان ولفگانگ دوبراینر

در سال 1817، یوهان ولفگانگ دوبراینر شروع به فرمول بندی یکی از اولین تلاش‌ها برای دسته بندی عناصر کرد. در سال 1828 او یافت که بعضی عناصر گروه‌هایی 3تایی را با خواص مشابه تشکیل می‌دهند. او نام این گروه‌ها را "سه تایی" (“triad”) گذاشت. بعضی از سه تایی‌ها که توسط دوبراینر دسته بندی شدند:

1. کلر، برم و ید

2. کلسیم، استرانسیم و باریم

3. گوگرد، سلنیم و تلوریم

4. لیتیم، سدیم و پتاسیم

در همه‌‌‌ی سه تایی‌ها، وزن اتمی عنصر دوم همواره دقیقا میانگین وزن اتمی عنصر اول و سوم بوده است.

دسته بندی عناصر

در سال 1869، مجوعا 63 عنصر کشف شده بود. با افزایش تعداد عناصر شناخته شده، دانشمندان شروع به شناخت الگوهایی برای طرز رفتار مواد شیمیایی و تدبیر روش‌هایی برای دسته بندی عناصر کردند.

Alexandre-Emile Béguyer de Chancourtois

Alexandre-Emile Béguyer de Chancourtois (20 ژانویه 1820- 14 نوامبر 1886) یک زمین شناس فرانسوی بود که برای اولین بار متوجه حالت تناوبی عناصر شد. (به نظر می‌رسید عناصر مشابه در فواصل معینی ظاهر می‌شوند اگر بر اساس وزن اتمی‌شان چیده شوند) او یک شکل اولیه از جدول تناوبی درست کرد، که آو آن را مارپیچ زمینی (telluric helix) نامید. به این شکل که عناصر در یک مارپیچ روی یک استوانه بر اساس افزایش عدد اتمی چیده شده بودند، De Chancortois مشاهده کرد که عناصر با خواص مشابه بصورت عمودی در یک خط قرار می‌گیرند. جدول او شامل چند یون و ترکیب به علاوه‌ی عناصر بود. مقاله‌ی او در سال 1862 منتشر شد اما بیشتر شامل اصطلاحات زمین شناسی بود تا شیمیایی و شامل یک نمودار نبود (در اصل نمودار را منتشر نکرد در صورتیکه نمودار نیز داشت)؛ یه عنوان یک نتیجه، این مقاله توجه کمی را به خود جلب کرد تا زمان تحقیق دیمیتری مندلیف.

قسمت بعدی>>