Chemie-Zauberer! Wie Mendelejew chemische Elemente vom „Chaos“ zur „Ordnung“ brachte

Mendelejew: Begründer des Periodensystems der chemischen Elemente

Können Sie sich das vorstellen? Es gab einmal eine Zeit, in der die chemischen Elemente wie ein Wirrwarr von Puzzleteilen ohne Sinn und Verstand wirkten. Doch es gab einen Mann, der aufstand und seine Weisheit und Beharrlichkeit nutzte, um diese Fragmente geschickt zusammenzusetzen und einen großartigen wissenschaftlichen Bauplan zu erstellen. Dieser Mann war Dmitri Iwanowitsch Mendelejew (Дмитрий Иванович Менделеев, 8. Februar 1834 – 2. Februar 1907).

Mendelejew wurde am 8. Februar 1834 in Tobolsk, Sibirien, Russisches Reich geboren. Seine Mutter leitete eine Glasfabrik und führte ein ziemlich gutes Leben. Doch wer hätte gedacht, dass ein Feuer die Fabrik vollständig niederbrennen würde und der ganzen Familie keine andere Wahl blieb, als nach St. Petersburg zu ziehen. Obwohl seine Familie plötzlich verarmte, zeigte Mendelejew seit seiner Kindheit großes Interesse an der Wissenschaft. Sein Kopf schien mit unzähligen merkwürdigen kleinen Fragezeichen gefüllt zu sein und seine Intelligenz und sein Talent ließen sich nicht verbergen.

Im Jahr 1850 wurde Mendelejew erfolgreich an der Staatlichen Universität St. Petersburg aufgenommen und begann seine wissenschaftliche Laufbahn. Bei seinem Abschluss im Jahr 1855 erhielt er für seine herausragenden Leistungen eine Goldmedaille, was eine ziemliche Ehre war! Nach seinem Abschluss erkrankte er jedoch unglücklicherweise an Tuberkulose und musste zur Genesung auf die Krim gehen, wo er ebenfalls als Lehrer tätig war. Nach seiner Genesung kehrte er nach St. Petersburg zurück, um sein Studium fortzusetzen und einen Master-Abschluss zu erlangen. Im Jahr 1859 ging er an die Universität Heidelberg in Deutschland, wo er wie ein Schwamm die modernsten chemischen Erkenntnisse der Zeit aufsog.

Bis zur Mitte des 19. Jahrhunderts hatten Chemiker 63 Elemente entdeckt, doch die Beziehungen zwischen diesen Elementen waren ein verwirrendes Durcheinander. Als Mendelejew das Buch „Prinzipien der Chemie“ schrieb, dachte er darüber nach, ob er diese Elemente richtig klassifizieren könnte. Er vertiefte sich in die Untersuchung des Atomgewichts und der chemischen Eigenschaften von Elementen und entdeckte plötzlich ein magisches Muster: Mit zunehmendem Atomgewicht änderten sich die chemischen Eigenschaften der Elemente nicht ständig, sondern wiederholten sich nach einer gewissen Zeit. Es ist wie Ihr tägliches Leben. Obwohl Sie jeden Tag leben, passieren manche Dinge immer wieder in einem regelmäßigen Muster.

Im Jahr 1869 schlug Mendelejew offiziell das Periodensystem der Elemente vor und schuf das weltweit erste Periodensystem der Elemente. Dieser Tisch ist unglaublich! Er ordnete die Elemente nicht nur nach ihrem Atomgewicht, sondern ließ auch mutig freie Stellen in der Tabelle, um einige noch nicht entdeckte Elemente und ihre Eigenschaften vorherzusagen. So ließ er beispielsweise einen Fleck neben Aluminium stehen und sagte voraus, dass dieses Metall, das damals noch nicht aufgetaucht war, eine Atommasse von 68, eine Dichte von 6 Gramm pro Kubikzentimeter und einen sehr niedrigen Schmelzpunkt haben würde. Und tatsächlich entdeckte der französische Chemiker Paul Emile Lecoq de Boisbaudrin sechs Jahre später Gallium, das eine Atommasse von 69,7, eine Dichte von 5,9 Gramm pro Kubikzentimeter und einen niedrigen Schmelzpunkt besitzt, genau wie Mendelejew es im Voraus angeordnet hatte, und füllte damit genau diese Lücke.

Mendelejews „Prinzipien der Chemie“ sind im Grunde ein „Kampfkunst-Geheimbuch“ auf dem Gebiet der Chemie. Nach seiner Erstveröffentlichung im Jahr 1868 erlebte es wie ein Superbestseller acht Auflagen. Dieses Buch ordnet nicht nur systematisch das damals vorhandene chemische Wissen, sondern beschreibt auch detailliert die Entdeckung des Periodensystems der Elemente und seine Bedeutung. Es gilt in der internationalen Chemiegemeinde als Standardlehrbuch. Es hat unzählige Generationen von Chemikern beeinflusst. Es ist wie ein helles Licht, das unzähligen Chemiebegeisterten den Weg nach vorne erhellt.

Mendelejew war nicht nur ein großer wissenschaftlicher Forscher, sondern auch ein großartiger Lehrer. Er lehrte viele Jahre an der Universität St. Petersburg und bildete zahlreiche herausragende Chemietalente aus. Seine Lehrmethoden und Ideen wehten wie eine frische Brise in den Bereich der Chemieausbildung in Russland und sogar weltweit und hatten tiefgreifende Auswirkungen.

Glauben Sie, dass Mendelejew nur auf dem Gebiet der Chemie glänzt? Dann unterschätzen Sie ihn! Er ist wie ein grenzüberschreitender Superkönig und hat in vielen Bereichen wichtige Beiträge geleistet. Er studierte Gasgesetze, Meteorologie, Erdölindustrie, Agrarchemie, rauchloses Schießpulver und sogar Maße und Gewichte. So erfand er beispielsweise ein neuartiges rauchloses Schießpulver und trieb die Modernisierung des russischen Maß- und Gewichtsrechts voran. Darüber hinaus setzte er sich aktiv für Verbesserungen in der Ölindustrie, im Bergbau, in der Fertigung, in der Landwirtschaft und im Handel ein. Darüber hinaus trug auch die von ihm vorgeschlagene moderne Lösungstheorie – die Auflösungs- und Hydratationstheorie – ein wichtiges Puzzleteil zur Entwicklung der chemischen Theorie bei.

Natürlich war Mendelejews Periodensystem anfangs nicht perfekt. Im Zuge der fortschreitenden wissenschaftlichen Entwicklung hat man festgestellt, dass die Messung des Atomgewichts einiger Elemente nicht sehr genau ist. Seine Theorie ist jedoch wie ein großer Baum mit zäher Vitalität und gedeiht noch immer. Im Jahr 1894 entdeckten Wissenschaftler Edelgaselemente wie Argon, die ursprünglich nicht in Mendelejews Periodensystem aufgeführt waren. Aber auch Mendelejew war nicht untätig. Im Jahr 1906 eröffnete er in der letzten Ausgabe von „Principles of Chemistry“ vor seinem Tod eine neue Rubrik für Edelgase. Nun war das Periodensystem vollständig, wie ein perfektes Puzzle, bei dem alle Teile ihren Platz fanden.

Leider hat Mendelejew zu Lebzeiten nie einen Nobelpreis gewonnen. Dies liegt vor allem daran, dass der Nobelpreis seit 1901 verliehen wird, als Mendelejews Periodensystem der Elemente bereits seit über 30 Jahren vorgeschlagen wurde. Einige Richter waren der Ansicht, dass seine Ergebnisse nicht zeitnah genug vorlagen. Darüber hinaus waren die Forschungsrichtungen im Bereich der Chemie damals vielfältig und der Wettbewerb hart. Die Auswahlkriterien orientierten sich eher an experimentellen Ergebnissen. Mendelejew leistete vor allem theoretische Beiträge, daher war es für ihn schwierig, sich bei der Auswahl hervorzuheben. Im Jahr 1906 hätte Mendelejew den Nobelpreis nur um Haaresbreite gewonnen, doch er verlor mit einer Stimme Unterschied und verstarb im darauf folgenden Jahr, was zu einem großen Bedauern in der Geschichte der Wissenschaft wurde. Doch auch ohne den Nobelpreis ist sein Periodensystem noch immer die „stabilisierende Kraft“ auf dem Gebiet der Chemie und sein Beitrag wird weltweit anerkannt.

Mendelejews Periodensystem ist die „stabilisierende Kraft“ im Bereich der Chemie. Es bietet Chemikern einen äußerst klaren Rahmen, der es jedem ermöglicht, die Beziehung zwischen Elementen besser zu verstehen. Mit diesem Tisch wird die chemische Forschung zu einem Navigationssystem, das viel bequemer ist. Es weist auch die Richtung für die Entdeckung und Erforschung neuer Elemente. Seine Beiträge beschränken sich nicht auf das Gebiet der Chemie. Sein wissenschaftlicher Geist und sein innovatives Denken inspirierten wie eine brennende Flamme unzählige spätere Generationen dazu, mutig das Unbekannte zu erforschen.

Am 2. Februar 1907 verließ uns Mendelejew aufgrund eines Herzinfarkts für immer. Dieser Tag war nur sechs Tage von seinem 73. Geburtstag entfernt. Es war so schade. Bei seiner Beerdigung folgten Studenten dem Leichenwagen und trugen eine riesige Kopie des Periodensystems, die wahrscheinlich die liebevollste und besondere Hommage an diesen großen Wissenschaftler war.

Mendelejew verbrachte sein Leben damit, das Gesicht der Chemie zu verändern, und sein Periodensystem wurde zum Eckpfeiler der chemischen Forschung. Sein Name wird wie ein heller Stern in der langen Geschichte der Wissenschaft immer leuchten und seine Beiträge werden zukünftige Wissenschaftler stets dazu inspirieren, mutig an die Tür zur unbekannten Welt zu klopfen.

Über den Autor: Liang Renhai, Lehrer an der Guilin University of Technology, leitender Labortechniker; Experte für Wissenschaftspopularisierung in China, Betreiber von „Guizhou-Guangdong Science Popularization“, einem der 100 besten Konten zur Wissenschaftspopularisierung in China in den Jahren 2023 und 2024. Mitglied der China Science Writers Association, Mitglied des Guangxi Scientists Spirit Propaganda Teams, einer der zehn besten Experten für Wissenschaftskommunikation in der Provinz Guangdong, Mitglied der Science Lecturer Group der Provinz Guangdong und leitender Jugendwissenschaftsberater der China Youth Science and Technology Educators Association.