Det periodiska systemet
Det periodiska systemet är en tabell över alla grundämnen och är organiserat på ett sätt som tog många forskare åratal att komma på. Hur fungerar det egentligen?
Radio Unga Forskare Stockholm - Vetenskap - Sveriges första podcast!
Du lyssnar på: Det periodiska systemet
Notering: vi håller på att bygga upp funktionen. Så allt är ännu inte klart. Bättre navigation och transkription är på väg.
Vi lade ut våra första episoder 1997, innan det ens fanns något som hette podcast. Sedan dess har vi lagt ut över 400 föredrag och diskussioner. 2004 sände vi vår sista avsnitt över 88,9 MHz i Stockholm. Sedan dess har podden legat i träda. Men nu är den tillbaka som arkiv.
Transkription93 repliker · 6:25
Transkriptionen är automatiskt genererad och kan innehålla fel.
Klicka på en replik för att höra den.
Vi har alla sett den på keminektionerna vid något tillfälle. Affischen med det periodiska systemet.
Men var kommer den ifrån? Vem eller vilka satte sig ner och sa, så här ska det se ut?
Ja, det hela började ju i början av 1800-talet, då Doltons idéer om atomer och grundämnen hade fått genomslag,
men man inte hade någon ordentlig ordning och systematik i kemin.
Det fanns en massa grundämnen, men fanns det någon sorts sätt att kategorisera dem?
Fanns det någon ordning och struktur i dem? Eller fanns bara alla grundämnen, huller och buller?
Var det några, vilka teorier framfördes först?
Ja, man experimenterade med att kategorisera dem efter om deras oxider var sura eller basiska,
men mangan visade sig ha både sura och basiska oxider.
Man provade att kategorisera metaller och icke-metaller, men man hittade genast ämnen som tänd som var lite av båda delarna.
Men 1829 kom Döber Reiner på en idé.
Han märkte att om man tog tre grundämnen med likartade kemiska egenskaper som klor, brom och jod,
och så jämförde man deras atomvikter, alltså hur mycket en atom av ämnet väger,
så brukar nästan alltid ett av grundämnenas atomvikt vara medelvärdet av de två andras.
Något mer? Jag hörde någonting om oktaver också.
Ja, 1864 föreslog engelsmannen Newland att han märkte att om man ordnade alla grundämnen efter deras atomvikt,
som verkar vara någonting viktigt, så blev det så att efter det åttonde grundämnet i serien,
det hade likartade egenskaper som det första.
Det fanns en sorts periodicitet.
Och han tänkte att det här påminner om oktaverna i musiken.
Han blev ganska utskrattad för den idén.
Ja, men den egentliga upptäckaren var ju Mendelev.
Han satte ju då ihop det periodiska systemet som han kom att kalla det.
Själv var han ryss av rätt enkla bakgrunder, yngst av 17 barn.
Men han kom att bli berömd genom just detta periodiska system som tar sig formen av just affischen som vi har sett.
Den såg visserligen lite annorlunda ut, men det har varit förvånansvärt få förändringar sedan hans tid.
Men man har bara i princip passat in nya grundämnen.
Den bygger ju på att när alla kända grundämnen ordnas efter ökande atomvikt så visar det system man får fram en periodicitet.
Och det gick ju igen även i tidigare teorier som du sa.
Och låter observatören förutse egenskaper hos likartade ämnen.
Till exempel så förutsåg ju Mendelev egenskaper hos ämnen som inte ens var upptäckta än.
Han lämnade till och med plats åt dem i sin tabell.
Här stack han ju så att säga ut hakan ganska mycket med det och gjorde till en intressant vetenskaplig teori.
Han sa ju att det finns ett hål i mitt diagram här under aluminium och kisel.
Så här borde det finnas något som liknar aluminium och kisel.
Två oupptäckta grundämnen.
Ja, och dessutom sa han ju att jodd och telur, de hade fel plats.
Det var helt enkelt andra kemister som hade mätt fel.
Också någonting man kan testa och skulle det visas att Mendelev hade fel så kollapsar ju hela teorin rakt av.
Oj.
Men det gör ju också att en bra vetenskaplig teori, de sämsta teorierna kan aldrig motbevisas.
Men den här var modig.
Det är väl hela systemet bygger ju på perioder och grupper.
Ja, idén att man organiserar grundämnen i grupper, det är alltså ämnen som har liknande kemiska egenskaper.
Ett bra exempel är ädelgaserna.
Gaser som inte reagerar med speciellt mycket allt som helium, neon och exenon.
De är mycket lika.
Och detsamma gäller halogener.
Mycket reaktiva gaser och ämnen som klor, flår, jodd och dron.
Så då arrangerar man dem i vertikala kolumner.
Och sen horisontellt har man perioder.
Och det är alltså när man läser diagrammet med ökande atomvikt.
Då går man igenom en serie kemiska egenskaper.
Och sen kommer man ner till nästa rad.
Och då upprepas ungefär samma sak.
Så närbesläktade ämnen hittar man då över varandra.
Men alldeles frågade att man kan se några samband.
Vad har det varit bra för i övrigt?
Till att börja med var det ju en enorm vetenskaplig framgång.
Det visade att kemin hade en sorts logik.
När man hittade de grundämnen Mendeleev hade förutsagt.
Gallium och germanium.
Så var det enormt starkt stöd för systemet.
Det visade att kemin hade vuxit upp och blivit vetenskap.
Men det är också väldigt praktiskt.
För man kan börja förutsäga egenskaper hos okända grundämnen.
Och även använda det för att jämföra.
Om man känner till en kemisk reaktion.
Finns det förmodligen motsvarande.
Om man byter ut grundämnen mot sådana som finns i samma grupper.
Men det här systemet ser ju mycket mer komplicerat ut.
Men till exempel lite rutnät.
Varför konstruerar man inte så?
Ja, Mendelevs original var ett ganska enkelt rutnät.
Men sen har man vecklat ut det på det sätt man normalt ser i kemisalen.
Och det förstod man till att börja med inte varför det fanns en del oregelbundenheter.
Men man har gradvis kommit fram till att genom atomteorins utveckling har de blivit väldigt logiska.
Faktiskt, systemet förutsäger en del om hur atomer fungerar.
Det är ju nämligen så att kring atomkärnan kretsar elektroner i skal.
Och när man ökar atomvikten genom att lägga till en till proton till nästa grundämne.
Så blir det också en extra elektron.
Och de flyttar gradvis in i högre och högre skal.
Och det finns olika mycket plats i dessa skal.
Och det yttersta skalet, hur många elektroner som finns där, avgör de kemiska egenskaperna till stor del.
Och detta leder fram då till periodiciteten.
Genom en period så fylls detta yttersta valens skal på.
Och till sist blir det fullt.
Då befinner man sig vid ädregasarna.
Och sen kommer man ner till nästa rad.
Så när man väl vecklade ut den så blev teorin mera sammanhängande?
Ja, egentligen förutsåg den mycket av vad man senare kom på med inom kvantmekaniken.
En teori som bevisat sig själv.
Ja, eller snarast visat på hur regelbunden naturen är.
För att ladda ner föredragen till din dator istället för att bara lyssna på dem, högerklickar du på länken “Ladda ner föredraget” och väljer “Spara som” eller motsvarande för din webbläsare.