Ανακαλύψτε και ονομάστε τα στοιχεία της χημείας

με Ron B Davis Jr.Και Πανεπιστήμιο Georgetown

Πρόσφατα, η ανακάλυψη και η ονομασία των στοιχείων έχει αποδειχθεί μια αμφιλεγόμενη διαδικασία. Η εθνική και προσωπική υπερηφάνεια διακυβεύεται συχνά. Υπάρχουν πολλά λάθος βήματα στην πορεία. Σε μια προσπάθεια να εναρμονιστεί ο τρόπος με τον οποίο οι επιστήμονες μιλούν και γράφουν για τα στοιχεία, δημιουργήθηκε το 1919 ένας νέος διεθνής οργανισμός που ονομάζεται IUPAC.

Ταξινόμηση αντικειμένων στην αρχαιότητα

Ο αρχαίος Έλληνας φιλόσοφος Εμπεδοκλής πιστώνεται γενικά ως ο πρώτος που πρότεινε την ύπαρξη τεσσάρων διακριτών στοιχείων: γη, νερό, αέρας και φωτιά. Σύμφωνα με τον Εμπεδοκλή, όλες οι άλλες ουσίες στον κόσμο μας ήταν απλώς διαφορετικοί συνδυασμοί αυτών των τεσσάρων στοιχείων.

Λίγο αργότερα, ο Αριστοτέλης προσπάθησε να ταξινομήσει καθένα από αυτά τα τέσσερα κλασικά στοιχεία χρησιμοποιώντας έναν πίνακα δύο ιδιοτήτων. Τα αντικείμενα μπορεί να είναι είτε υγρά είτε στεγνά και μπορεί να είναι ζεστά ή κρύα. Η φωτιά ήταν ζεστή και ξηρή, ενώ ο αέρας ήταν ζεστός και υγρός. Το έδαφος ήταν κρύο και ξηρό, ενώ το νερό ήταν κρύο και υγρό.

Αυτά τα στοιχεία απεικονίζονται συχνά σε σχήμα τετράγωνου ή διαμαντιού, έτσι ώστε τα στοιχεία που μοιράζονται μία από αυτές τις ιδιότητες να μοιράζονται επίσης μια σύνδεση στο διάγραμμα. Υπό αυτή την έννοια, ο Αριστοτέλης μπορεί να πιστωθεί ότι δημιούργησε τον πρώτο Πίνακα των Στοιχείων.

Στην αρχαία Κίνα, υπήρχε ένα παρόμοιο σύστημα αποτελούμενο από πέντε στοιχεία: νερό, γη, φωτιά, ξύλο και μέταλλο. Στην αρχαία Ινδία, το σύστημα πυρκαγιάς της γης και του νερού περιλάμβανε μερικές φορές τον αέρα καθώς και το στοιχείο του «κενού» ή του «κενού».

Καθένα από αυτά τα αρχαία συστήματα τακτοποίησε τον μικρό κατάλογο των δοκιμασμένων στοιχείων του σε χωρική σειρά για να μεταδώσει τις ιδιότητές του.

Αυτό το άρθρο προέρχεται απευθείας από το περιεχόμενο της σειράς βίντεο Κατανόηση του περιοδικού πίνακα. Δείτε το τώρα στο Wonderium.

Σύμβολα αλχημιστών

Η επιστήμη έχει να κάνει με την επικοινωνία και η χημεία δεν αποτελεί εξαίρεση. Για να τεκμηριώσουν τις ιδέες τους, οι αρχαίοι αλχημιστές της Ελλάδας, της Ινδίας, της Κίνας και άλλων πολιτισμών επινόησαν τρόπους να αναπαραστήσουν τα στοιχεία τους χρησιμοποιώντας σύμβολα.

Ακόμη και στις αρχές του 19ου αιώνα, η χρήση αλχημικών συμβόλων για την αναπαράσταση διαφόρων στοιχείων ήταν ακόμα κοινή. Ο Άγγλος χημικός John Dalton είναι περισσότερο γνωστός για την παροχή της πρώτης επιστημονικής απόδειξης των ατόμων, αλλά το έκανε χρησιμοποιώντας σύμβολα που θυμίζουν περισσότερο τα σύμβολα που χρησιμοποιούσαν οι αρχαίοι αλχημιστές.

Ωστόσο, μια πιο προσεκτική ματιά στο σημαντικό βιβλίο του Dalton από το 1808 αποκαλύπτει επίσης μια αλλαγή. Αν και τα σύμβολά του για στοιχεία όπως το υδρογόνο, ο άνθρακας και το οξυγόνο εξακολουθούσαν να είναι γραφικά, θυμίζοντας χημικά σύμβολα, άλλα στοιχεία όπως ο σίδηρος, ο μόλυβδος και ο χαλκός αναπαρίστανται με αγγλικά γράμματα.

χρησιμοποιώντας συντομεύσεις

Μόλις πέντε χρόνια μετά το βιβλίο του Dalton, ο Jons Jakob Berzelius συνέταξε έναν πίνακα σχετικών ατομικών βαρών που εισήγαγε ένα σύστημα στοιχειωδών συμβόλων βασισμένο εξ ολοκλήρου σε συντομογραφίες ενός και δύο γραμμάτων, πολλές από τις οποίες χρησιμοποιούμε ακόμα σήμερα.

Τα τρέχοντα στοιχειώδη σύμβολα για στοιχεία που ανακαλύφθηκαν εξ ολοκλήρου στη σύγχρονη εποχή τείνουν να έχουν νόημα: “N” για το άζωτο και “Cl” για το χλώριο, για παράδειγμα. Όμως δέκα στοιχεία έχουν σύμβολα που βασίζονται σε ελληνικές ή λατινικές λέξεις. 8 από αυτά τα στοιχεία είναι γνωστά από την αρχαιότητα, όπως ο σίδηρος του οποίου το σύμβολο είναι “Fe” στα λατινικά σίδερο.

IUPAC και στοιχεία ονομασίας

Από το 1919, η Διεθνής Ένωση Καθαρής και Εφαρμοσμένης Χημείας, ή IUPAC, έχει γίνει ο οργανισμός με τη μεγαλύτερη επιρροή στον κόσμο στη χημεία – και ειδικότερα στον περιοδικό πίνακα. Σήμερα, όταν ένας επιστήμονας ή μια ομάδα επιστημόνων ανακαλύπτει ή δημιουργεί ένα νέο στοιχείο, το έργο τους πρέπει να επαληθεύεται ανεξάρτητα. Μόνο τότε τους δίνεται η τιμή να προτείνουν το όνομα αυτού του νέου στοιχείου. Αλλά ο ανιχνευτής δεν μπορεί να προτείνει κανένα όνομα. Η IUPAC συνιστά το όνομα του στοιχείου να προέρχεται από μία από τις πέντε πηγές.

Πρώτον, πολλά στοιχεία ανακαλύφθηκαν τον 19ο αιώνα και πήραν τα ονόματά τους από ορυκτό ή άλλο αρχικό υλικό. Το Beryll-IUM πήρε το όνομά του από το ορυκτό βηρύλιο. Το Sod-IUM πήρε το όνομά του από τη σόδα. Δεύτερον, τα στοιχεία μπορούν να ονομαστούν για ένα μέρος. Περισσότερα από 25 στοιχεία ονομάζονται προς τιμήν των τόπων, συμπεριλαμβανομένων των γερμάνιο, φράγκιο και ευρώπιο.

Τρίτον, τα στοιχεία μπορούν να ονομαστούν από έναν μυθικό χαρακτήρα: όπως για το τιτάνιο ή το προμέθιο. Ορισμένα ονόματα στοιχείων αυτού του τύπου πετυχαίνουν ακόμη και διπλές βυθίσεις, όπως ο υδράργυρος, το ουράνιο, το ποσειδώνιο και το πλουτώνιο, που ονομάζονται από πλανήτες ή άλλα αστρονομικά σώματα (τόπους), τα οποία τα ίδια ονομάζονται από μυθικούς χαρακτήρες.

Τέταρτον, τα στοιχεία μπορούν να ονομαστούν από ένα άτομο. Ξεκινώντας με το κούριο το 1945, συνολικά 15 στοιχεία που δημιουργήθηκαν σε εργαστήρια ονομάστηκαν προς τιμήν σημαντικών επιστημόνων, συμπεριλαμβανομένων των Αϊνστάιν, Μεντελέγιεφ, ακόμη και του Κοπέρνικου.

Πέμπτον, τα στοιχεία μπορούν να ονομαστούν σύμφωνα με την ιδιότητα του στοιχείου—όπως έγινε με περίπου 50 στοιχεία στον πίνακα. Hydro-gen κυριολεκτικά σημαίνει «γεννήτρια νερού», μια αναγνώριση της αντίδρασης που δημιουργεί νερό όταν το υδρογόνο καίγεται με οξυγόνο.

Κανόνες “UN-getium” και IUPAC

Τώρα, γιατί κανείς δεν έχει επιλέξει ακόμη να ονομάσει κανένα από τα στοιχεία που ανακαλύφθηκαν πρόσφατα “UN-getium”. Αυτό είναι το όνομα ενός φανταστικού στοιχείου που έγινε διάσημο στη δημοφιλή ταινία εικόνα σύμβολοΧρησιμοποιείται ευρέως ως εικονικό φάρμακο σε εξετάσεις επιστήμης και μηχανικής σε όλο τον κόσμο.

Λοιπόν, με βάση τους κανόνες της Διεθνούς Ένωσης Καθαρής και Εφαρμοσμένης Χημείας (IUPAC), το όνομα “unobtainium” παρουσιάζει δύο προβλήματα. Πρώτον, η ευρεία χρήση του στη λαϊκή κουλτούρα προκαλεί τον αποκλεισμό του ονόματος, καθώς πιθανότατα προκαλεί σύγχυση μεταξύ της πλασματικής ουσίας και του πραγματικού αντικειμένου.

Το δεύτερο πρόβλημα είναι ότι οι οδηγίες της IUPAC αναφέρουν ότι εάν μια ιδιότητα επιλεγεί ως πηγή έμπνευσης για το όνομα, πρέπει να είναι μια ιδιότητα αυτού του στοιχείου. Αλλά εδώ είναι το catch-22: Ένας άλλος κανόνας IUPAC είναι ότι για να ονομάσετε ένα στοιχείο, πρέπει πρώτα να το αποκτήσετε. Αυτό σημαίνει ότι το όνομα “Obstanium” είναι ακόμα διαθέσιμο.

Συνήθεις ερωτήσεις σχετικά με την ανακάλυψη και την ονομασία στοιχείων στη χημεία

Συνέχισε να διαβάζεις
Πώς οργάνωσε τα χημικά στοιχεία ο Ντμίτρι Μεντελέεφ;
Επιστημονικές παρανοήσεις: Είναι δυνατή η ζωή με βάση το πυρίτιο;
Ανακαλύψτε τα νετρόνια και τις ιδιότητές τους