Comment le tableau périodique a failli ne pas être celui de Mendeleïev
Mendeleïev n'a pas été le premier chimiste à remarquer que les éléments se répètent selon des motifs. Voici pourquoi son tableau de 1869 l'a emporté sur au moins trois tentatives antérieures.
Le 6 mars 1869, le chimiste russe Dmitri Mendeleïev a présenté un article à la Société chimique russe intitulé « La dépendance entre les propriétés des poids atomiques des éléments ». Il avait classé les soixante-trois éléments chimiques connus par poids atomique en lignes, en interrompant chaque ligne de manière à ce que les éléments ayant un comportement chimique similaire s'alignent dans les mêmes colonnes. Là où le motif exigeait un élément que personne n'avait encore trouvé, il n'a pas forcé la ligne à se refermer — il a laissé l'espace vide et a décrit, à l'avance, ce qui devrait finalement le remplir.
Ce tableau est celui qui est encore affiché dans les salles de classe aujourd'hui. Mais Mendeleïev n'a pas été le premier chimiste à remarquer que les éléments répètent leurs propriétés à intervalles réguliers, et il n'a même pas été la seule personne à publier un arrangement périodique au cours de sa propre décennie. Au moins trois autres chimistes y étaient arrivés en premier, ou presque en même temps — et l'histoire ne retient qu'un seul de leurs tableaux.
Les chimistes qui ont vu le motif avant lui
Dès 1862, le géologue français Alexandre-Émile Béguyer de Chancourtois a tracé les éléments connus sur une spirale par poids atomique croissant et a remarqué que des éléments similaires s'alignaient le long de la même ligne verticale — un premier indice de périodicité qui est passé largement inaperçu en dehors de la France. En 1865, le chimiste anglais John Newlands a classé les éléments par ordre de poids atomique et a observé que chaque huitième élément partageait des propriétés similaires, un motif qu'il a appelé la « loi des octaves ». Newlands a même prédit un élément non découvert avec un poids atomique d'environ 73 — six ans avant que Mendeleïev ne fasse une prédiction presque identique pour le même écart. Mais Newlands n'a laissé aucun espace vide dans son tableau pour les éléments manquants, et son idée a été moquée par les chimistes de l'époque, dont l'un aurait demandé, lors d'une réunion de la Chemical Society, s'il avait plutôt essayé de classer les éléments par ordre alphabétique.
Ce qui a rendu la version de Mendeleïev différente
La différence n'est pas que Mendeleïev ait vu un motif que personne d'autre n'avait vu. C'est qu'il a suffisamment fait confiance au motif pour parier contre l'inventaire existant des éléments connus et dire, par écrit, exactement où et dans quelle mesure il était incomplet. Il a nommé les lacunes de son tableau d'après l'élément connu juste au-dessus d'elles — eka-aluminium, eka-bore, eka-silicium — et a prédit leurs poids atomiques et leur comportement chimique avec des détails spécifiques et vérifiables. En l'espace de dix-sept ans, les trois ont été trouvés presque exactement là où il avait dit qu'ils seraient : le gallium en 1875, le scandium en 1879 et le germanium en 1886. Chaque découverte correspondait suffisamment aux propriétés prédites par Mendeleïev pour que son tableau passe d'une proposition à une science, en fait, établie.
Un tableau rival et deux réceptions très différentes
Le chimiste allemand Julius Lothar Meyer avait élaboré ses propres versions d'un tableau périodique depuis 1864 et en a publié une étonnamment similaire à celle de Mendeleïev en 1870, un an après celle de Mendeleïev. Le tableau de Meyer laissait également des lacunes pour les éléments non découverts, mais il n'a pas prédit ce qui les remplirait. La Royal Society de Londres a finalement jugé les contributions des deux hommes suffisamment importantes pour leur décerner conjointement sa médaille Davy de 1882. Newlands a dû attendre beaucoup plus longtemps pour être reconnu : la Chemical Society a rejeté son article de 1865, et ce n'est qu'en 1887 — vingt-deux ans plus tard — que la Royal Society lui a décerné sa propre médaille Davy, et ce n'est qu'en 1998 que son lieu de naissance a reçu une plaque commémorative officielle.
Raconté comme une histoire illustrée
Questions fréquentes
Mendeleïev a-t-il inventé le tableau périodique entièrement seul ?
Non. Des chimistes comme Alexandre-Émile Béguyer de Chancourtois, John Newlands et Julius Lothar Meyer avaient tous remarqué des motifs dans les propriétés des éléments avant ou à peu près en même temps que Mendeleïev. Ce qui a distingué son tableau de 1869, c'est sa volonté de laisser des lacunes pour les éléments non découverts et de prédire leurs propriétés exactes à l'avance.
Comment Mendeleïev a-t-il prédit des éléments qui n'avaient pas encore été découverts ?
Il a remarqué que les propriétés des éléments se répétaient selon un motif régulier basé sur le poids atomique. Là où son tableau montrait une lacune dans ce motif, il a calculé ce qu'un élément le remplissant devrait peser et comment il devrait se comporter chimiquement — des prédictions confirmées plus tard presque exactement par les découvertes du gallium (1875), du scandium (1879) et du germanium (1886).
Pourquoi Mendeleïev reçoit-il plus de crédit que Newlands ou Meyer ?
Newlands a publié une idée similaire en 1865 mais n'a laissé aucune lacune pour les éléments manquants et a été rejeté par les chimistes de son temps ; il n'a reçu une reconnaissance formelle, une médaille de la Royal Society, qu'en 1887. Meyer a publié un tableau indépendant et similaire en 1870, un an après Mendeleïev, et les deux ont ensuite partagé une médaille conjointe. Mendeleïev est considéré comme le principal découvreur principalement parce que ses prédictions spécifiques et vérifiables ont été celles qui se sont avérées exactes.