Pierwiastki i układ okresowy

Uwaga: materiał w przygotowaniu...

Na początek film z piosenką o pierwiastkach:

Fig. 1. Piosenka Toma Lehrera ułożona z nazw pierwiastków do melodii z operetki "Piraci z Penzance" Williama Gilberta i Arthura Sullivana. Inne wersje: fragment występu w Kopenhadze z 1967 roku, wykonanie Daniela Radcliffe.

Pojęcie pierwiastka jako najprostszej substancji tworzącej materię wprowadził grecki filozof Arystoteles. Według niego Wszechświat tworzyły: woda, ogień, ziemia i powietrze, a resztę wypełniał eter (Fig. 2).

Fig. 2. Pierwiastki i zależności pomiędzy nimi wg Arystotelesa (384-322 p.n.e.).

Podobnie, jak to było w przypadku atomu, starożytne pojęcie zostało zaadaptowane. Rezygnując z filozoficznych rozważań i podpierając się doświadczeniami w 1661 roku angielski uczony Robert Boyle zaproponował współczesną definicję:

Za pierwiastki uznaję pewne pierwotne i proste, czyli chemicznie czyste substancje.

Przez długi czas nie istniała jednak ścisła definicja pierwiastka chemicznego. W tekstach z IX wieku odnajdujemy następującą informację o pierwiastkach:

CIAŁA NIEROZŁOŻONE CZYLI PIERWIASTKI. W dzisieyszym stanie wiadomości chemicznych, za ciała proste czyli nierozłożone liczą następujące. Naprzód, w stanie promienistym Elektryczność, Magnetyzm, Świetlik czyli światło, Cieplik, w stanie lotnym, kwasoród, Saletroród, Wodoród, Soliród, Jod, (*) Węglik i w stanie slałym. Fosfor, Siarka, Bor, Fluoryna, Dwa metalle jako zasady alkali; Potas, i Sod. Dziewięć melallów czyli zasady ziem jakiemi są: Baryt, Stroncyan, Wapnian, Magnezyan, Krzemionek, Glinian, Cyrkonian, Glucyn, Itryn, i dwadzieścia siedem metallów jako to: Arsenik, Chrom, Molybden, Tunsten, Antymon, Kobalt, Bizmut, Manganez, Uran, Tytan, Ziemian, Tantal, czyli Kolumb, Ceres, Zynk, Żelazo, Cyna, Ołów, Miedź, Nikiel, Żywe srebro, Srebro, Pallas, Osmium, Złoto, Platyna, Irys, Rhodium, będziemy przeto o niektórych zaraz, a o reszcie w fizyce szczególnéy mówić. (*) Jod w zwyczaynéy temperaturze jest w stanie stałym, ale pospolicie wydobywać się zwykł w postaci gazu.

Fig. 3. Jan Wolski: "Fizyka stosownie do teraźniéyszego stanu wiadomości krótko zebrana", Warszawa 1817.

Fig. 4. Zestawienie wprowadzonych przez Johna Daltona symboli pierwiastków chemicznych: 1) wodór, 2) azot, 3) węgiel, 4) tlen, 5) fosfor, 6) siarka, 7) magnez, 8) wapń, 9) sód, 10) potas, 11) stront, 12) bar, 13) żelazo, 14) cynk, 15) miedź, 16) ołów, 17) srebro, 18) platyna, 19) złoto, 20) rtęć. John Dalton: "A New System of Chemical Philosophy", Manchester 1808.

Jöns Jacob von Berzelius wprowadził stosowaną po dziś dzień symbolikę literową. Symbole tworzone były od pierwszej (lub pierwszych dwóch) liter nazwy łacińskiej pierwiastka, np. Si (łc. silicum - 'krzem').