化学の魔法使い！メンデレーエフはいかにして化学元素を「混沌」から「秩序」へと変えたのか

メンデレーエフ：化学元素周期表の創始者

想像できますか？昔々、化学元素は意味も理由もないジグソーパズルのピースのごちゃ混ぜのようなものでした。しかし、立ち上がり、自らの知恵と粘り強さを駆使してこれらの断片を巧みにつなぎ合わせ、壮大な科学的青写真を作り上げた男がいた。この男性はドミトリー・イワノビッチ・メンデレーエフ（Дмитрий Иванович Менделеев、1834年2月8日 - 1907年2月2日）でした。

メンデレーエフは1834年2月8日にロシア帝国のシベリアのトボリスクで生まれました。彼の母親はガラス工場を経営しており、かなり裕福な生活を送っていた。しかし、火事で工場が完全に焼け落ち、家族全員がサンクトペテルブルクに移住するしかなくなるとは、誰が想像できたでしょうか。メンデレーエフの家族は突然貧しくなったにもかかわらず、彼は子供の頃から科学に大きな関心を示していました。彼の頭の中は、好奇心をそそる小さな疑問符でいっぱいのようで、彼の知性と才能は隠しようがなかった。

1850年、メンデレーエフはサンクトペテルブルク国立大学に入学し、科学者としての道を歩み始めました。 1855年に卒業した時、彼は優れた成績で金メダルを授与されましたが、それは大変な名誉でした。しかし、卒業後、残念ながら結核に罹患し、療養のためクリミア半島に渡り、そこでも教師となった。回復後、彼はサンクトペテルブルクに戻り、学業を続け、修士号を取得した。 1859年、彼はドイツのハイデルベルク大学に留学し、当時の最先端の化学知識をスポンジのように吸収した。

19 世紀半ばまでに、化学者は 63 個の元素を発見しましたが、これらの元素間の関係は混乱を招きました。メンデレーエフは『化学原理』という本を執筆していたとき、これらの元素を適切に分類できるかどうか考えていました。彼は元素の原子量と化学的性質の研究に没頭し、突然、不思議なパターンを発見しました。原子量が増加しても、元素の化学的性質は一定に変化せず、一定期間後に同じ性質が繰り返されるのです。それはあなたの日常生活のようなものです。私たちは毎日生きていますが、一定のパターンで繰り返し起こる出来事もあります。

1869年、メンデレーエフは元素周期律を正式に提唱し、世界初の元素周期表を作成しました。このテーブルは素晴らしいですね！彼は元素を原子量に従って並べただけでなく、表の中に大胆に空白を残し、まだ発見されていない元素とその特性を予測しました。例えば、彼はアルミニウムの隣に余白を残し、当時まだ登場していなかったこの金属の原子量は 68、密度は 1 立方センチメートルあたり 6 グラム、融点は非常に低いだろうと予測しました。その結果、6年後、フランスの化学者ポール・エミール・ルコック・ド・ボワボードランは、メンデレーエフが事前に計画した通り、原子量69.7、密度5.9グラム/立方センチメートル、融点の低いガリウムを実際に発見し、その空席を正確に埋めた。

メンデレーエフの『化学原理』は、まさに化学分野における「武術の秘伝書」です。 1868年に初版が出版されて以来、超ベストセラーとして8版を重ねました。この本は、当時知られていた化学の知識を体系的に整理するだけでなく、元素周期表がどのように発見されたか、その意義についても詳しく説明しています。国際化学界ではこれを標準的な教科書とみなしています。それは数え切れない世代の化学者に影響を与えてきました。それは、数え切れないほどの化学愛好家たちの進むべき道を照らす明るい光のようなものです。

メンデレーエフは偉大な科学研究者であっただけでなく、素晴らしい教師でもありました。彼はサンクトペテルブルク大学で長年教鞭をとり、数多くの優れた化学の才能を育てました。彼の教授法と思想は、ロシア、さらには世界の化学教育の分野に新風のように吹き込み、多大な影響を与えました。

メンデレーエフは化学の分野でのみ活躍していると思いますか?じゃあ彼を過小評価してるよ！彼は超越的な王様のような存在で、多くの分野で重要な貢献をしてきました。彼は気体の法則、気象学、石油産業、農業化学、無煙火薬、さらには度量衡まで研究しました。例えば、彼は新しいタイプの無煙火薬を発明し、ロシアの度量衡の近代化を推進しました。彼はまた、石油産業、鉱業、製造業、農業、貿易の改善を積極的に主張しました。さらに、彼が提唱した現代の溶解理論、すなわち溶解・水和理論も、化学理論の発展に重要なパズルのピースを加えました。

もちろん、メンデレーエフの周期表は最初から完璧ではありませんでした。科学が進歩するにつれ、一部の元素の原子量の測定はあまり正確ではないことが発見されました。しかし、彼の理論は粘り強い生命力を持った大樹のように、今もなお成長を続けています。 1894年、科学者たちはメンデレーエフの周期表に元々は載っていなかったアルゴンなどの希ガス元素を発見した。しかしメンデレーエフも怠けてはいなかった。 1906 年、彼は死去する前の最後の版の「化学原理」に、不活性ガスに関する新しいコラムを開設しました。これで周期表は、すべてのピースが所定の位置に収まり、完璧なパズルのように完成しました。

残念なことに、メンデレーエフは生涯ノーベル賞を受賞することはありませんでした。これは主に、メンデレーエフによる元素周期律が30年以上も提唱されていた1901年からノーベル賞が授与されているからです。裁判官の中には、彼の結果が十分にタイムリーではなかったと信じる者もいた。さらに、当時は化学分野の研究方向は多様であり、競争も激しかった。選択基準は実験結果に重点が置かれました。メンデレーエフは主に理論的な貢献をしたため、選考で目立つことは困難でした。 1906年、メンデレーエフはノーベル賞まであと一歩のところまで迫りましたが、一票差で敗れ、翌年亡くなりました。これは科学史上大きな後悔となりました。しかし、ノーベル賞は受賞していないものの、彼の周期表は化学の分野において「安定の力」であり、彼の貢献は世界に認められている。

メンデレーエフの周期表は化学の分野における「安定化の力」です。これは化学者に非常に明確な枠組みを提供し、誰もが元素間の関係をよりよく理解できるようにします。この表があれば、化学研究はナビゲーション システムを持っているのと同じになり、はるかに便利になります。また、新しい元素の発見と研究の方向性も示しています。彼の貢献は化学の分野だけに限りません。彼の科学的精神と革新的な思考は、燃える炎のように、数え切れないほど多くの後世の人々に勇気を持って未知の世界を探求するインスピレーションを与えています。

1907 年 2 月 2 日、メンデレーエフは心筋梗塞のため永遠にこの世を去りました。その日は彼の73歳の誕生日まであと6日だった。本当に残念でした。彼の葬儀では、周期表の巨大なコピーを乗せた霊柩車の後を学生たちが追った。それはおそらく、この偉大な科学者に対する最も愛情のこもった特別な賛辞だったのだろう。

メンデレーエフは生涯をかけて化学の様相を変え、彼の周期表は化学研究の基礎となりました。彼の名前は、明るい星のように、科学の長い歴史の中で常に輝き続け、彼の貢献は常に未来の科学者たちに、未知の世界への扉を勇敢に叩くよう刺激を与え続けるでしょう。

著者について: 梁仁海、桂林理工大学教員、上級実験技術者。中国科学普及の専門家、「貴州・広東科学普及」の運営者。2023年と2024年に中国トップ100の科学普及アカウントの1つ。中国科学記者協会会員、広西科学者精神宣伝チームメンバー、広東省トップ10の科学コミュニケーション専門家の1人、広東省科学講師グループメンバー、中国青少年科学技術教育者協会のシニア青少年科学カウンセラー。