Τα στοιχεία
Οι αρχαίοι έλληνες φιλόσοφοι αναγνώριζαν μόνο τέσσερα στοιχεία: τη γη, το νερό, τον αέρα και τη φωτιά, τα οποία επιβιώνουν ακόμη και σήμερα στην αστρολογική υποδιαίρεση των δώδεκα ζωδίων. Ορισμένοι εξ αυτών πίστευαν ότι τούτα τα διαφορετικά μεταξύ τους στοιχεία αποτελούνταν από μικροσκοπικά συστατικά διαφορετικού σχήματος και πως αυτό εξηγούσε τις ποικίλες ιδιότητες των στοιχείων. Τα βασικά σχήματα των τεσσάρων στοιχείων θεωρείτο ότι αντιστοιχούσαν σε εκείνα των Πλατωνικών στερεών (Εικόνα 1), τα οποία αποτελούνται εξ ολοκλήρου από τα ίδια διδιάστατα σχήματα, όπως τρίγωνα ή τετράγωνα. Οι Έλληνες πίστευαν ότι η γη αποτελούνταν από μικροσκοπικά κυβικά σωματίδια, συσχετισμός στον οποίο προέβησαν επειδή, μεταξύ όλων των Πλατωνικών στερεών, ο κύβος είναι εκείνο που διαθέτει τις έδρες με τη μεγαλύτερη επιφάνεια. Η ρευστότητα του νερού εξηγήθηκε από την ομαλότητα που διακρίνει το σχήμα του εικοσάεδρου, ενώ η φωτιά θεωρείτο επώδυνη στην αφή επειδή αποτελούνταν από αιχμηρά σωματίδια με τη μορφή τετραέδρου. Ο αέρας πιστευόταν ότι αποτελείται από οκτάεδρα, καθώς αυτό ήταν το μόνο εναπομείναν Πλατωνικό στερεό. Αργότερα ανακαλύφθηκε από μαθηματικούς κι ένα πέμπτο Πλατωνικό στερεό, το δωδεκάεδρο, το οποίο οδήγησε τον Αριστοτέλη στο να προτείνει την ύπαρξη ενός πέμπτου στοιχείου, της «πεμπτουσίας», που έγινε γνωστό και ως αιθέρας.
Μολονότι σήμερα η ιδέα πως τα στοιχεία αποτελούνται από Πλατωνικά στερεά θεωρείται βεβαίως εσφαλμένη, εντούτοις υπήρξε η απαρχή της γόνιμης ιδέας ότι οι μακροσκοπικές ιδιότητες των ουσιών καθορίζονται από τις δομές των μικροσκοπικών συστατικών από τα οποία αποτελούνται. Τα συγκεκριμένα «στοιχεία» επιβίωσαν μέχρι και μετά τον Μεσαίωνα, εμπλουτισμένα με εκείνα που ανακάλυψαν οι αλχημιστές, οι οποίοι υπήρξαν πρόδρομοι των σημερινών χημικών. Ο πιο γνωστός στόχος των αλχημιστών ήταν να επιτύχουν τη μεταστοιχείωση των υφιστάμενων στοιχείων. Συγκεκριμένα, προσπάθησαν να μετατρέψουν το βασικό μέταλλο μόλυβδος στο ευγενές μέταλλο χρυσός, του οποίου το χρώμα, η σπανιότητα
και η χημική αδράνεια το καθιστούν ένα από τα πιο πολύτιμα υλικά στην ιστορία του ανθρώπινου πολιτισμού.
Εκτός όμως από το να τα θεωρούν υπαρκτές ουσίες, οι έλληνες φιλόσοφοι αντιλαμβάνονταν τα «στοιχεία» και ως αρχές ή ως τάσεις και δυνατότητες που συνέβαλλαν στο να αναδυθούν οι παρατηρήσιμες ιδιότητες των στοιχείων. Τούτη η μάλλον λεπτή διάκριση μεταξύ της αφηρημένης μορφής ενός στοιχείου και της παρατηρήσιμης εκδοχής του διαδραμάτισε πολύ σπουδαίο ρόλο στην ανάπτυξη της χημείας, παρόλο που στις μέρες μας η εν λόγω διάκριση δεν είναι ιδιαιτέρως κατανοητή ακόμη και από επαγγελματίες χημικούς. Η έννοια ωστόσο του αφηρημένου στοιχείου λειτούργησε ως θεμελιώδης καθοδηγητική αρχή για ορισμένους από τους πρωτοπόρους του περιοδικού συστήματος, όπως ο Ντμίτρι Μεντελέγιεφ, ο οποίος διαδραμάτισε τον πλέον πρωταγωνιστικό ρόλο στην περιπέτεια της ανακάλυψής του.Σύμφωνα με όσα αναφέρουν στην πλειονότητά τους τα σχολικά εγχειρίδια, η χημεία άρχισε να αναπτύσσεται ουσιαστικά μονάχα όταν εγκατέλειψε τη σοφία των αρχαίων Ελλήνων και την αλχημεία, όσο και την έκδηλα μυστικιστική κατανόηση της φύσης των στοιχείων. Σε γενικές γραμμές, ο θρίαμβος της σύγχρονης επιστήμης θεωρείται ότι βασίζεται στην άμεση πειραματική παρατήρηση, η οποία υποστηρίζει ότι μόνο όσα είναι δυνατόν να παρατηρηθούν αξίζει και να ληφθούν υπόψη. Δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι η πλέον αφηρημένη και πιθανόν πιο θεμελιώδης έννοια των στοιχείων έχει εν γένει απορριφθεί. Για παράδειγμα, ο Αντουάν Λαβουαζιέ υποστήριζε ότι ένα στοιχείο πρέπει να ορίζεται με βάση την εμπειρική του παρατήρηση, θέτοντας έτσι σε δεύτερη μοίρα τον ρόλο των αφηρημένων στοιχείων. Ο Λαβουαζιέ θεωρούσε πως ένα στοιχείο είναι μια υλική ουσία που ακόμη δεν έχει διασπαστεί σε απλούστερα συστατικά. Το 1789 ο Λαβουαζιέ δημοσίευσε έναν κατάλογο αποτελούμενο από τριάντα τρεις απλές ουσίες ή στοιχεία, με βάση το ανωτέρω εμπειρικό κριτήριο (Εικόνα 2). Τα αρχαία στοιχεία, δηλαδή η γη, το νερό, ο αέρας και η φωτιά, για τα οποία είχε πλέον αποδειχθεί ότι αποτελούνται από απλούστερες ουσίες, σωστά παραλήφθηκαν από τον εν λόγω κατάλογο των στοιχείων.
Η ανακάλυψη των στοιχείων
Ορισμένα στοιχεία, όπως ο σίδηρος, ο χαλκός, ο χρυσός και ο άργυρος, είναι ήδη γνωστά από τις απαρχές του πολιτισμού μας. Τούτο οφείλεται στο γεγονός ότι τα συγκεκριμένα στοιχεία απαντώνται στη Γη σε καθαρή μορφή ή είναι εύκολο να διαχωριστούν από τα ορυκτά εντός των οποίων βρίσκονται.
Οι ιστορικοί και οι αρχαιολόγοι αναφέρονται συχνά σε συγκεκριμένες εποχές της ανθρώπινης ιστορίας, όπως είναι η Εποχή του Σιδήρου ή η Εποχή του Χαλκού (με τον Χαλκό να αποτελεί ένα κράμα χαλκού και κασσίτερου). Οι αλχημιστές προσέθεσαν αρκετά ακόμη στοιχεία στον κατάλογο, όπως το θείο, τον υδράργυρο και τον φωσφόρο. Σε πιο σύγχρονους καιρούς, η ανακάλυψη του ηλεκτρισμού επέτρεψε στους χημικούς να απομονώσουν πολλά από τα πιο δραστικά στοιχεία, τα οποία, σε αντίθεση με τον χαλκό και τον σίδηρο, δεν μπορούσαν να εξαχθούν διά της θέρμανσης των μεταλλευμάτων τους με τη χρήση ξυλάνθρακα (κάρβουνου). Στην ιστορία της χημείας, υπήρξαν σημαντικές περίοδοι κατά τις οποίες αρκετά στοιχεία ανακαλύφθηκαν μέσα σε διάστημα λίγων ετών. Για παράδειγμα, ο άγγλος χημικός Χάμφρυ Ντέιβυ χρησιμοποίησε την ηλεκτρική ενέργεια – πιο συγκεκριμένα, την τεχνική της ηλεκτρόλυσης – για να απομονώσει περίπου δέκα στοιχεία, μεταξύ των οποίων το ασβέστιο, το βάριο, το μαγνήσιο, το νάτριο και το χλώριο.
Μετά την ανακάλυψη της ραδιενέργειας και της πυρηνικής σχάσης, ανακαλύφθηκαν ακόμα περισσότερα στοιχεία. Τα τελευταία επτά στοιχεία που απομονώθηκαν μεταξύ των ετών 1917 και 1945, και τα οποία εμπίπτουν στην κατηγορία των φυσικών στοιχείων, ήταν το πρωτακτίνιο, το άφνιο, το ρήνιο, το τεχνήτιο, το φράγκιο, το αστάτιο και το προμήθειο. Ένα από τα τελευταία κενά που απέμενε να συμπληρωθούν ήταν αυτό του στοιχείου 43, στο οποίο δόθηκε η ονομασία τεχνήτιο από την ελληνική λέξη «τέχνη», που σημαίνει κάτι το «τεχνητό». Το συγκεκριμένο στοιχείο «σχηματίστηκε» κατά τη διάρκεια ραδιοχημικών αντιδράσεων που δεν θα ήταν δυνατές πριν από την έλευση της πυρηνικής φυσικής. Σήμερα ωστόσο φαίνεται πως το τεχνήτιο απαντάται και στη φύση, αν και σε πολύ μικρές ποσότητες.
απόσπασμα από το βιβλίο του Eric R. Scerri, «Ο ΠΕΡΙΟΔΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ, μια επιστημονική περιπέτεια», μετάφραση – επιστημονική επιμέλεια: Ιουλία Σμόνου, ΠΕΚ
physicsgg 
Σχολιάστε