メンデレーエフの周期表が生まれなかったかもしれない経緯

メンデレーエフは、元素がパターンを繰り返すことに気づいた最初の化学者ではありませんでした。彼の1869年の周期表が、少なくとも3つの先行する試みを凌駕した理由を説明します。

ドミトリ・メンデレーエフのビッグアイデア、イラスト

1869年3月6日、ロシアの化学者ドミトリ・メンデレーエフは、ロシア化学会に「元素の原子量と性質の間の依存性」と題する論文を発表しました。彼は、当時知られていた63の化学元素を原子量順に並べ、各行を区切ることで、似た化学的性質を持つ元素が同じ列に並ぶようにしました。パターン上、まだ発見されていない元素が必要な場所では、彼は行を無理に閉じず、空白のままにし、最終的にそこを埋めるべきものを事前に記述しました。

その周期表は、今日でも教室に掲げられています。しかし、メンデレーエフは、元素が一定の間隔でその性質を繰り返すことに気づいた最初の化学者ではありませんでした。また、彼と同じ年代に周期的な配置を発表した唯一の人物でもありませんでした。少なくとも3人の他の化学者が、彼よりも早く、あるいはほぼ同時にそこに到達していました。しかし、歴史は彼らの周期表のうち1つしか覚えていません。

彼より先にパターンを見抜いた化学者たち

早くも1862年には、フランスの地質学者アレクサンドル=エミール・ベギエ・ド・シャンクルトワが、既知の元素を原子量の増加順にらせん状に配置し、似た元素が同じ垂直線上に並ぶことに気づきました。これは周期性の初期の兆候でしたが、フランス国外ではほとんど注目されませんでした。1865年には、イギリスの化学者ジョン・ニューランズが元素を原子量順に並べ、8番目ごとの元素が似た性質を持つことを観察し、このパターンを「オクターブの法則」と呼びました。ニューランズは、原子量約73の未発見元素を予測さえしました。これはメンデレーエフが同じ空白に対してほぼ同じ予測をする6年前のことです。しかし、ニューランズは彼の周期表に欠けている元素のための空白を残さず、彼のアイデアは当時の化学者たちに嘲笑されました。ある化学者は、化学会の会議で、彼が元素をアルファベット順に並べようとしたのかと尋ねたと伝えられています。

メンデレーエフのバージョンが異なっていた点

違いは、メンデレーエフが他の誰も見ていなかったパターンを見たことではありませんでした。それは、彼がそのパターンを十分に信頼し、既存の既知元素の目録に反して、どこがどれだけ不完全であるかを印刷物で正確に述べたことでした。彼は周期表の空白を、そのすぐ上にある既知の元素にちなんで命名しました。例えば、エカアルミニウム、エカホウ素、エカケイ素などです。そして、それらの原子量と化学的性質を具体的で検証可能な詳細で予測しました。17年以内に、これら3つすべてが彼が予測したほぼ正確な場所で発見されました。1875年にガリウム、1879年にスカンジウム、1886年にゲルマニウムです。それぞれの発見はメンデレーエフの予測した性質と十分に一致し、彼の周期表は提案から、事実上、確立された科学へと変わりました。

ライバルの周期表と、二つの異なる評価

ドイツの化学者ユリウス・ロタール・マイヤーは、1864年から独自の周期表を作成しており、メンデレーエフの周期表の1年後、1870年にメンデレーエフのものと驚くほど似たものを発表しました。マイヤーの周期表も未発見元素のための空白を残していましたが、彼はそれらを埋めるものが何であるかを予測しませんでした。ロンドン王立協会は最終的に、両者の貢献の重要性が十分に近しいと判断し、1882年のデービーメダルを両者に共同で授与しました。ニューランズははるかに長い間認識を待たなければなりませんでした。化学会は彼の1865年の論文を完全に却下し、彼が自身のデービーメダルを王立協会から授与されたのは22年後の1887年になってからでした。そして、彼の生誕地に公式の記念銘板が設置されたのは1998年になってからでした。


イラスト付きの物語として

Dmitri Mendeleev's Big Idea — 本の表紙 — Wonder Science
Dmitri Mendeleev's Big Idea → Wonder Scienceのドミトリ・メンデレーエフの物語 見る Wonder Science →

よくある質問

メンデレーエフは周期表を完全に独力で発明したのですか?

いいえ。アレクサンドル=エミール・ベギエ・ド・シャンクルトワ、ジョン・ニューランズ、ユリウス・ロタール・マイヤーなどの化学者たちは、メンデレーエフ以前またはほぼ同時期に元素の性質におけるパターンに気づいていました。彼の1869年の周期表を際立たせたのは、未発見元素のために空白を残し、その正確な性質を事前に予測する意欲でした。

メンデレーエフはまだ発見されていない元素をどのように予測したのですか?

彼は、元素の性質が原子量に基づいて規則的なパターンで繰り返されることに気づきました。彼の周期表でそのパターンに空白がある場合、彼はそれを埋める元素がどれくらいの重さで、化学的にどのように振る舞うべきかを計算しました。これらの予測は、後にガリウム(1875年)、スカンジウム(1879年)、ゲルマニウム(1886年)の発見によってほぼ正確に確認されました。

なぜメンデレーエフはニューランズやマイヤーよりも多くの評価を得ているのですか?

ニューランズは1865年に同様のアイデアを発表しましたが、欠けている元素のための空白を残さず、当時の化学者たちに却下されました。彼が正式な評価、王立協会のメダルを受けたのは1887年になってからでした。マイヤーはメンデレーエフの1年後、1870年に独立して同様の周期表を発表し、後に両者は共同でメダルを共有しました。メンデレーエフが主要な発見者として記憶されているのは、主に彼の具体的で検証可能な予測が正しいと証明されたためです。

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