نشانه‌ی یک دانشمند بزرگ چیست؟ دانشمندان خوب اطلاعات جدید را کشف و آن را قابل لمس و با دیگر داده‌ها مرتبط می‌کنند. برخی از آنها با دادن توضیح درباره‌ی این داده‌های مرتبط که ممکن است بلافاصله مورد تأییذ قرار نگیرند یک گام پیش‌تر گذارند. با این حال، دانشمند برجسته با پیش‌بینی پیامدهای ایده‌اش که می‌تواند مورد آزمایش قرار گیرد، پا را فراتر می‌گذارند. اگر این پیش‌بینی‌ها دقیقاً درست از آب دربیایند عظمت آن دانشمند را نشان می‌دهند. یکی از این افراد، دیمیتری مندلیف، شیمیدان روسی بود. در حقیقت، اگرچه او اغلب به عنوان پدر جدول تناوبی در نظر گرفته می شود، خود مندیلیف این جدول یا ماتریس را سیستم دوره‌ای می‌نامید.
فرمول‌بندی جدول تناوبی
سایر افراد مانند John Newlands، Alexandre Béguyer de Chancourtoisفرنسوی و Julius Lothar Meyer آلمانی نقش مهمی را در اولین جدول تناوبی داشتند اما اعتبار اصلیاین کشف به مندلیف می‌رسد. همه‌ی آنها در تعیین وزن نسبی دقیق‌تر که اکنون جرم اتمی نسبی نامیده می‌شوند نقش داشتند. دو مشکل اصلی در تدوین یک الگو برای عناصر وجود داشت. اول اینکه تنها ۶۰ عنصر کشف شده بود (ما اکنون بیش از ۱۰۰ عنصر را می‌شناسیم) و دوم اینکه برخی از اطلاعات مربوط به این ۶۰ عنصر اشتباه بود. گویی پازلی را با تنها دو سوم قطعات که تعدادی نیز خراب باشند درست کنید!
مندلیف خواص تمام عناصر را بر روی کارت‌هایی نوشت و بعد از اینکه مدت‌ها را با شکیبایی برای سازماندهی آنها گذراند ناگهان متوجه شد که وقتی عناصر را بر حسب افزایش وزن اتمی مرتب می‌کند نظم خاصی در بین آنها دیده می‌شود. به عنوان مثال یک فلز غیرواکنشی بلافاصله به دنبال یک فلز سبک بسیار واکنش‌پذیر و یک فلز سبک کمتر واکنش‌پذیر قرار می‌گیرد.
اندکی پس از آن، ایده‌های او به Russian Physico-chemical Society ارائه شد و سپس در مجله‌ی اصلی شیمی آلمان در آن زمان یعنیZeitschrift föö Chemi منتشر شد.
ویژگی‌های منحصر به فرد جدول مندلیف
چرا با وجود کارهای Newlands، Meyer و De Chantcourtoisمندلیف به عنوان “پدر” جدول تناوبی در نظر گرفته شده است؟
اول اینکه عناصر را در محل صحیح خود در جدول قرار داد. در برخی موارد جرم اتمی نسبی اشتباه محاسبه شده بود که مندلیف آنها را اصلاح کرد.
در آن زمان، جرم اتمی نسبی (که بعدها وزن اتمی نامیده شد) با استفاده از فرمول زیر تعیین می‌شد:
وزن اتمی = وزن معادل × ظرفیت
وزن معادل به طور کلی دقیق بود، اما بعضی اوقات ظرفیت عنصر غلط تشخیص داده می‌شد. به این ترتیب، به بریلیم با وزن معادل ۴.۶، به دلیل شباهت ویژگی‌های آن با آلومینیم ظرفیت ۳ نسبت داده می‌شد. در این صورت وزن اتمی ۱۳.۸ به دست می‌آمد و آن را بین کربن و نیتروژن قرار می‌داد، جایی که خانه‌ی خالی وجود نداشت. مندلیف گفت که ظرفیت آن ۲ است و بدین ترتیب بین لیتیوم و بُرُن قرار می‌گیرد.
علاوه بر این به نظر مندلیف گاهی وزن اتمی باید اشتباه می‌بود، زیرا عناصر در جای اشتباهی ظاهر می‌شدند. برای مثال او تلوریم را قبل از ید قرار داده است گرچه وزن اتمی آن بیشتر است، زیرا خواص ید به فلوئور، کلر و بروم و خواص تلوریم به اکسیژن، گوگرد و سلنیوم شباهت بیشتری داشت. اکنون می‌دانیم که موقعیت عناصر در جدول با عدد اتمی تعیین می‌شوند نه جرم اتمی نسبی، اگرچه در بیشتر موارد نتیجه یکسان است!
پیش بینی‌های درست
عظمت کار مندلیف به این دلیل بود که نه تنها خانه‌هایی را برای عناصری که هنوز کشف نشده بودند خالی گذاشت، بلکه خواص پنج عنصر و ترکیبات آنها را پیش‌بینی کرد. اگر این پیش‌بینی‌ها نادرست بودند چقدر احمق به نظر می‌رسید! اما خوشبختانه سه عدد از این عناصر گم‌شده طی ۱۵ سال بعد (یعنی در زمان حیات مندلیف) کشف شد. اولین آنها که مندلیف آن را اکاآلمینیوم نامیده بود (زیرا در جدول بعد از آلومینیوم قرار داشت. اکا در سانسکریت به معنای ۱ است) در پاریس (۱۸۷۵) Paul Emile Lecoq de Boisbaudran شناسایی شد که آن را گالیوم نامید که در زبان لاتین به معنای فرانسه است.
خواص گالیوم با اکاآلمینیوم شباهت داشت و این باعث خوشحالی مندلیف شد. با این حال،گزارشde Boisbaudran از چگالی گالیم (۴.۹ g / cm3) با پیش‌بینی مندلیف تفاوت داشت. گرچه بعد از اندازه‌گیری مجدد معلوم شد که حق با مندلیف است! جدول زیر مقایسه‌ی پیش‌بینی‌های مندلیف را با کشفde Boisbaudran را نشان می‌دهد.
ده سال بعد (۱۸۷۹) لارس نیلسون سوئدی اسکاندیوم را که مندلیف به عنوان اکا بور پیش‌بینی کرده بود کشف کرد. Clemens Winkler آلمانی نیز در سال ۱۸۸۶ ژرمانیوم (اکا سیلیکون) را کشف مرد. این دو اکتشاف اعتبار جدول تناوبی روسی را تأیید کرد، اگر چه دو عنصر دیگریئکه خواص آنها پیش‌بینی شده بود، تا ۵۰ سال کشف نشد.
چیزی که مندلیف پیش بینی نکرد کشف یک گروه کاملا جدید از عناصر، یعنی گازهای نجیب، توسط اسکات ویلیام رامزی و همکارانش در دهه‌ی آخر قرن نوزدهم بود. مندلیف ابتدا از این موضوع ناراحت شد اما قبل درگذشتش در سال ۱۹۰۷ متوجه شد که کشفیات رامزی تأیید بیشتری بر جدول تناوبی است، نه نقض آن. رامزی برای کشف پنج این عنصر جایزه‌ی نوبل را به دست آورد. مندلیف هرگز این افتخار را کسب نکرد. با این حال، عنصر ۱۰۱، بعد از مندلیف به نام او نامگذاری شده است که حتی افتخاری بزرگتر است. او قطعاً شایسته‌ی دریافت چنین توجهی بوده است.
