Dmitrij Ivanovič Mendelejev: Životopis

Dmitrij Ivanovič Mendelejev, jeden z najslávnejších chemikov sveta sa narodil 27. januára 1834 v Toboľsku ako posledný zo sedemnástich detí. Bol synom riaditeľa gymnázia. V tom istom roku jeho otec oslepol, a preto všetky starosti s rodinou znášala obetavá matka Mária Dmitrijevna. V roku 1841 bol ako sedemročný prijatý na toboľské gymnázium, v ktorom v roku 1849 maturoval. V rokoch 1850 až 1855 študoval na Hlavnom pedagogickom inštitúte v Petrohrade. Mendelejev rád spomína na chvíle prežité v tomto ústave. Tu sa prvý raz stretol s vynikajúcimi vedcami a pedagógmi, ktorí mali veľký vplyv na rozvoj jeho talentu. Záujem a veľkú lásku k chémii v ňom vzbudil profesor chémie A.A.Voskresenskij. Mendelejev študoval s veľkým zanietením, hoci často chorľavel. Jeho túžba po vedomostiach, po objavovaní nového bola obdivuhodná. Nevynechal ani jednu príležitosť na získanie nových vedomostí, ktoré rozširovali jeho vedný obzor, najmä v chémii a fyzike. Riadil sa heslom: „Kto chce byť dobrým chemikom, musí byť predovšetkým dobrým fyzikom.“ Vždy sa usiloval logicky uvažovať a získané poznatky dávať do súvislostí a vzťahov, ako mu to vštepovali jeho učitelia na inštitúte. Štúdiá ukončil dizertačnou prácou o imorfizme zlúčenín, ktorá vytvorila základ pre jeho objav periodického zákona.

Dva roky pôsobil ako učiteľ na gymnáziu v Simferopole a neskôr v Odese. Tu sa zaoberal problémom chemickej afinity, t.j. schopnosti prvkov navzájom sa zlučovať. Po krátkom pôsobení na petrohradskej univerzite vo funkcii docenta odchádza na študijný pobyt do zahraničia. Po návrate zo zahraničia v roku 1861 prednášal na petrohradskej univerzite organickú chémiu. Jeho vedecká činnosť na univerzite bola veľmi rozsiahla a rozmanitá. Skúmal možnosti ťažby ropy v Baku. Neskôr sa natrvalo usadil v Technologickom inštitúte v Petrohrade ako profesor anorganickej chémie. Rok 1869 bol pre D. I. Mendelejeva aj pre chémiu veľmi významný. Dňa 6 marca predniesol za chorého Mendelejeva jeho asistent Menšutkin referát na tému: „Pokus o vytvorenie sústavy prvkov založenej na ich atómovej hmotnosti a chemickej podobnosti“. Týmto referátom Mendelejev zverejnil svoj veľký objav periodického zákona. Podľa jeho predpovedí už v roku 1875 bol objavený prvok gálium. Bolo to prvé uznanie Mendelejevovej geniality. Medzi jeho najvýznamnejšie diela patrí učebnica „Základy chémie“. Popri svojej bohatej pedagogickej a vedeckej práci sa Mendelejev venoval aj riešeniu technologických a ekonomických problémov. Veľkosť a genialitu Mendelejeva ocenili už za jeho života mnohé univerzity a vedecké spoločnosti udelením čestných doktorátov a uznaní. V roku 1955 bol v USA jadrovou reakciou objavený nový chemický prvok v poradí 101., ktorý na počesť Mendelejeva nazvali Mendelejevium. D. I. Mendelejev zomrel po silnom nachladení ako 73-ročný 20. januára 1907 počas ešte stále plodného života. Na čele smútočného sprievodu s Mendelejevovou rakvou, ktorý smeroval na Volkovov cintorín v Petrohrade niesli tabuľku chemických prvkov, symbol jeho nesmrteľnosti.

Dmitrij Ivanovič Mendelejev - zistil, že pri zoradení prvkov podľa vzrastajúcej atómovej hmotnosti sa vlastnosti prvkov pravidelne (periodicky) opakujú. Pričom musel v niektorých prípadoch urobiť výnimku a zaradiť ťažší prvok pred ľahší. V roku 1869 vyslovil periodický zákon, formulovaním ktorého sa vyjadrila prirodzená súvislosť medzi prvkami a tá skutočnosť, že počet prvkov a ich vlastnosti nie sú náhodné, ale zákonité. Upresnil sa tým pojem chemický prvok, čo súviselo s vývinom teórie štruktúry atómu. Ukázalo sa, že atómy, ktoré tvoria chemické prvky, nie sú ďalej nedeliteľné, ba dokonca, že atómy toho istého prvku nemusia mať všetky vlastnosti totožné. Táto periodicita vlastností prvkov je priamo podmienená práve periodicitou vo výstavbe vonkajších elektrónových vrstiev ich atómov pri narastaní počtu elektrónov. Moderná teória štruktúry atómu odkryla veľký fyzikálny význam periodického zákona a ukázala, že tento zákon je priamym dôsledkom zákonitostí v štruktúre atómov jednotlivých prvkov. Ďalšie významné obdobie periodického zákona súviselo so zistením, že periodické vlastnosti prvkov závisia nie priamo od relatívnej atómovej hmotnosti, ale od atómového (dnes protónového) čísla, ktoré jednoznačne určuje umiestnenie každého prvku v periodickej sústave a možno ho presne zistiť z charakteristického röntgenového spektra prvkov. Mendelejevom zistená periodická závislosť vlastností prvkov od relatívne atómovej hmotnosti súvisí s tým, že náboj jadra, počet protónov a hmotnosť jadra určená súhrnným počtom protónov a neutrónov sa menia takmer proporcionálne (úmerne, pomerne). Uvedené poznatky síce spresnili formuláciu periodického zákona, avšak základná myšlienka vyslovená Mendelejevom, zostala v podstate nezmenená. Ukázalo sa, že sú pravdivé slová Mendelejeva: ".. periodickému zákonu v budúcnosti nehrozí zánik, ale len dobudovanie a vývin". V roku 1869 publikoval periodickú tabuľku prvkov, ktorá je grafickým vyjadrením periodického zákona.

V tabuľke vynechal miesta pre prvky, o ktorých predpovedal, že budú objavené neskôr. O rok neskôr predložil presnejšiu tabuľku, doplnenú o ďalšie prvky. Túto prácu nazval „Prirodzená sústava prvkov a ich použitia pre udanie vlastností prvkov dosiaľ neobjavených“. Mendelejevov periodický systém bol spočiatku prijatý so značných skepticizmom a nebol dlhú dobu uznávaný. Až s objavením prvkov galia (1875), skandia (1879) a germania (1886), ktoré Mendelejev predpovedal už v roku 1871, bol periodický zákon všeobecne prijatý. Dnes má tabuľka 115 prvkov (prvok so 118 protónmi bol objavený, ale prvky 113, 115, 117 neboli ešte izolované), pričom v názvoch posledných novoobjavených prvkov sa viedla dlhá diskusia. V roku 1997 šesť nových chemických prvkov v rokoch 1964-1984 dostalo svoj názov. Sú to tie prvky, ktoré majú vyššie protónové číslo ako urán, s poradovými číslami 104-109 (tzv. transurany). Mená im udelila Medzinárodná únia pre čistú a aplikovanú chémiu (IUPAC).
Sú to:
• rutherfordium (Rf, 104) – po objaviteľovi atómového jadra Ernestovi Rutherfordovi
• dubnium (Db, 105) – po ruskom stredisku jadrového výskumu v Dubne
• seaborgium (Sg, 106) – po dodnes žijúcom vedcovi Glennovi T. Seaborgovi
• bohrium (Bh, 107) – po Nielsovi Bohrovi, dánskom nositeľovi Nobelovej ceny
• hassium (Hs, 108) – po štáte Hesensko
• meitnerium (Mt,109) – po rakúsko-švédskej fyzičke Lisy Meitnerovej, objaviteľke štiepenia jadier a protaktinia(91) – najstálejšieho izotopu

Prvky s protónovým číslom vyšším ako 109 nie sú ešte pomenované a majú len dočasný názov a značku. Z týchto prvkov je známy prvok s protónovým číslom 114 s dočasným názvom unuquadium, pretože má zvláštnu vlastnosť. Na rozdiel od podobných prvkov s vysokým protónovým číslom, ktoré sa rozpadajú behom tisícin aj milióntin sekundy, má tento prvok polčas rozpadu okolo 30 sekúnd. Umožní to dôkladnejšie preskúmanie jeho vlastností a mohol by nájsť využitie v lekárstve či chémii.