Postupné objevování kouzel chemických prvků aneb kdy nastal zlatý věk chemie?

Některé prvky lidstvo zná už od dávných dob, takže určení data jejich objevu je nemožné. Termín doba železná, která ve východním středomoří nastala už ve 12. století př. n. l., jasně vyjadřuje, že s kovy si lidstvo rozumělo docela brzy. A zdaleka se to netýkalo jen železa.
Cín, bismut, arsen, měď či olovo a samozřejmě zlato a stříbro. Všechny tyto prvky znali již lidé ve starověku. Pochopitelně příliš neřešili chemické složení valounu se zlatými žílami, důležité pro ně bylo, že lidské společenství se zlatu rozhodlo udělit určitou hodnotu. Tak či tak, již ve starověku známé kovy netvoří většinu chemického složení naší planety a ani vesmíru. Vodík, dusík či kyslík se, ač jich bylo kolem plno, před lidským okem stále skrývaly.

Nejrozšířenější prvek ve vesmíru, vodík, na svůj objev čekal až do roku 1766. To britský chemik a fyzik Henry Cavendish zkoumal vlastnosti různých kovů. Když některé z nich ponořil do kyseliny, nemohl si nevšimnout, že najednou začíná unikat jakýsi plyn, který je silně hořlavý. Tehdy jej nazval hořlavým vzduchem, ale nejednalo se o nic jiného, než o vodík.
Dalším životně důležitým prvkem je kyslík. Ten tvoří 21 procent zemské atmosféry. Již zmiňovaný vodík se rád přátelí s kdekým a udělat sloučeninu mu nedělá problém. Proti kyslíku je však introvertem, protože ten se do vztahů vrhá přímo po hlavě. A to tak, že výsledkem může být i výbuch. To tehdy, když slučování kyslíku s některými prvky probíhá v prudké reakci (hoření), což vede k uvolnění značného množství tepelné a světelné energie. Kyslík objevili nezávisle na sobě v letech 1772 a 1774 švédský chemik Carl Schleele a anglický chemik Joseph Priestley. Schleele objevil i dusík, když si všiml, že vzduch obsahuje jakousi záhadnou složku, která na rozdíl od kyslíku hoření nepodporuje.
Koncem 18. století a během 19. století nastal zlatý věk chemie. Téměř každé dva roky v průměru byl objeven nový prvek. Jako první sestavil seznam ve své době známých prvků jeden z nejvýznamnějších průkopníků chemické vědy, Francouz Antoine Laurent de Lavoisier (1743–1794) ve svém Základním pojednání o chemii (1789). Lidé postupně zjistili, že jejich kosterní tkáň je z velké části tvořená vápníkem, že hliník je lehký a odolný, že vkládat sodík do vody se nemusí úplně vyplatit a samozřejmě mnoho dalšího. Důležitým mezníkem pro vstup do atomového věku byl i objev radioaktivních prvků.
Byť se objev uranu obvykle datuje do konce 18. století, již staří Římané jej používali k barvení glazur. První laboratorní sloučeninou uranu byla uranová žluť izolovaná v roce 1789 lékárníkem a profesorem chemie Martinem Heinrichem Klaprothem (1743 – 1817). Ten měl na objevy prvků až neuvěřitelný čuch, vždyť vyšťoural i existenci zirkonia, titanu, ceru a telluru. Objev uranu, prvku pojmenovaném po jednom z bohů řecké mytologie, oznámil v projevu před Pruskou akademií věd 24. září 1789.
V roce 1896 Antoine Henri Becquerel (1852 – 1908) zjistil, že uran je radioaktivní. Marie Curie-Sklodovská (1867 – 1934) se svým manželem Pierrem Curie (1859 – 1906) poté z uranové rudy, získané u Jáchymova, izolovala dva nové prvky, nejdříve polonium a o něco později pak i radium.

Aby lidé neměli v chemických prvcích nepořádek, potřebovali je nějak uspořádat. Legenda tvrdí, že periodická tabulka prvků vznikla kuriózním způsobem. Svému autorovi Dmitriji Ivanovičovi Mendělejevovi se měla zjevit ve snu. Jak to bylo ve skutečnosti?
Rusko 19. století nebylo bůhvíjak vyspělou zemí. Jedině hlavní město Petrohrad se mohlo vydávat za výkladní skříň carského státu, zbytek země byl zaostalý. Přesto ruská kultura dosáhla v 19. století velkého rozmachu. Jména jako Dostojevskij, Čechov nebo Puškin jsou dodnes známá po celém světě. Jenže na poli vědy to bylo poněkud horší. Do této doby přišel v roce 1834 v Tobolsku v západní Sibiři na svět Dmitrij Mendělejev. Muž, který pohnul chemií…
Mendělejev již během studií prokázal bystrost, talent i vysokou inteligenci. To mu otevřelo cestu ke studiu v zahraničí. Nejprve pobýval v Paříži, kde studoval u experimentátora Henriho Regnaulta, jenž mimo jiné prokázal, že hodnota absolutní nuly činí –273 stupňů Celsia. Mendělejev později vyměnil Paříž za tehdejší evropskou vědeckou Mekku, německý Heidelberg.
Byl velmi temperamentní až výbušné povahy. Nezřídka se stávalo, že se se svými kolegy rozhádal, až zkumavky létaly přes celou laboratoř. Na druhou stranu měl schopnost nacházet podobnosti mezi zjevně neslučitelnými výsledky badání. Ve změtí zdánlivě banálních zjištění nacházel jakési základní principy. Například analýza rozpustnosti alkoholu ve vodě, což bylo téma jeho disertační práce, ho dovedla k důkladnějšímu studiu molekul a atomů.
První ovoce jeho výzkumů začalo přicházet. Mendělejev například objevil, že každý plyn má svou kritickou teplotu. Když se plyn zahřeje nad tuto teplotu, žádný tlak jej už nedokáže přeměnit zpět na kapalinu. Tento objev bývá sice přičítán irskému chemikovi Thomasi Andrewsovi, ten však k němu dospěl až dva roky po Mendělejevovi.
Talentovaný chemik měl špatných vlastností habaděj. Byl klasickým představitelem arogance některých pozitivistických vědců, kteří filozofii a umění označují za nepotřebné. „V současnosti můžeme žít bez Platóna,“ tvrdil, „ale abychom odhalili tajemství přírody, bylo by zapotřebí alespoň dvou Newtonů.“

Když v roce 1869 začal Mendělejev psát knihu, která měla nést název Základy chemie, narazil ovšem hned na problém klasifikace prvků. První dvě kapitoly byly věnovány alkalickým prvkům a halogenům. Jenže co dál? „Existuje další rozlišení chemických prvků, které mají podobné vlastnosti? Něco takového přece musí existovat! Prvky přece nemohou mít jen náhodné vlastnosti, to by bylo proti zákonům vědy!“ To vše se Mendělejevovi honilo hlavou, když po nocích seděl u svého pracovního stolu uprostřed ne zrovna uklizené pracovny. Začal tušit, že někde hluboko v problému je ukryta struktura, která přehledně ukáže společné vlastnosti prvků.
17. února 1869 se Mendělejev měl zúčastnit jakéhosi zasedání a dobu před odjezdem z Petrohradu si krátil tím, že na papír psal prvky, seřazené podle atomové hmotnosti. Po chvíli zbystřil! Zdálo se mu, že mezi některými prvky se objevuje zatím ne zcela určitý řád. Uvědomil si, že je nablízku velkého objevu!
Svou cestu okamžitě zrušil a horečně hledal způsoby, jak dojít ke svému cíli. Zatím však marně. „V mojí hlavě se všechno skládá dohromady, ale já to nedokážu vyjádřit,“ naříkal vědec.
Vyčerpáním z namáhavého myšlení po chvíli usnul. „Ve snu jsem spatřil tabulku, ve které byly všechny prvky na správném místě. Když jsem se probudil, okamžitě jsem vše napsal na papír,“ řekl později Mendělejev. Prvky byly uspořádány podle své atomové hmotnosti a vlastnosti prvků se opakují v určitých periodách. Proto tedy periodická tabulka.
Některé prvky sice chyběly, ale i ty byly postupem času objeveny. Nakonec se ukázalo, že příroda kolem nás má k dispozici 92 prvků. Avšak periodická tabulka se neustále rozšiřuje, nyní výhradně o prvky, které vznikají v supermoderních laboratořích. Ty jsou však značně nestabilní, například vlastnosti prvku s dosud nejvyšším protonovým číslem 118 oganessonu ale i jiných jsou jenom předpokládané, protože se jej podařilo stvořit jen na zlomek vteřiny. Zkoumat chemické vlastnosti tzv. těžkých transuranů je krajně obtížné, vždyť nejdelší poločas rozpadu ze známých těžkých transuranů má seaborgium (106). Seaborgium vydrží pohromadě 21 sekund, u jiných jsou chemici rádi, když je zachytí alespoň na jedinou sekundu.
Jak už název transuran napovídá, jsou tyto prvky silně radioaktivní. Lehčí transurany lze najít například v jaderných reaktorech. Patří mezi ně neptunium (93), plutonium (94), americium (95) nebo curium (96). Ty lze zkoumat snadno, protože je lze „vytáhnout“ z vyhořelého jaderného paliva.

 

Rubriky:  Chemie
Publikováno:
Další články autora
Právě v prodeji
Tip redakce

Související články

Technologie budou už zítra hýbat Kulaťákem

Technologie budou už zítra hýbat...

Více než 70 vystavovatelů se představí na šestém ročníku Festivalu vědy, který...
Do lavic i o prázdninách?

Do lavic i o prázdninách?

Biotechnologická společnost Contipro letos pořádá již 7. ročník letní školy...
Když vědci sledují život v buňkách

Když vědci sledují život v buňkách

Vědci ze specializovaného metabolomického pracoviště Biologického centra AV ČR v...
Český chemik Balling je otcem stupňovitosti piva

Český chemik Balling je otcem...

Desítku, nebo dvanáctku? To, že pivo může mít různou stupňovitost, ví...
Nobelova cena za chemii 2017

Nobelova cena za chemii 2017

Letošními  oceněnými v oboru chemie  jsou Jacques Dubochet ze švýcarské...
Otto Wichterle: Vynálezce, který byl okraden

Otto Wichterle: Vynálezce, který...

Vynálezy, které prorazí po celém světě, zpravidla přinášejí svým autorům slávu...
Profesor Hobza se stal laureátem Schrödingerovy medaile

Profesor Hobza se stal laureátem...

Profesor Pavel Hobza z Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR se stal laureátem...
Tectonit – materiál, o kterém ještě uslyšíme

Tectonit – materiál, o kterém...

Tectonit – materiál, o kterém ještě uslyšíme Ještě nedávno se tectonite...
Nebezpečné chemikálie jsou už i v hlubokomořských příkopech

Nebezpečné chemikálie jsou už i v...

Působením člověka se ze světového oceánu stává stále více jedna velká skládka....
Australští vědci vyrobil grafen ze sojového oleje

Australští vědci vyrobil grafen...

Vědci z australské Commonwealth Scientific and Industrial Research...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Vědci našli v Moravské Amazonii nový druh brouka

Vědci našli v Moravské Amazonii...

Zcela nový druh brouka z čeledi kožojedovitých objevili vědci z...
Hra na hraně Erika Ronera: Milovníka adrenalinu umlčí strom!

Hra na hraně Erika Ronera:...

Žije tak, aby se ani na vteřinu nenudil. Neustále v tempu....
Dobrovolně v Osvětimi: Kdo byl špionem v nejstrašnějším vyhlazovacím táboře?

Dobrovolně v Osvětimi: Kdo byl špionem...

Umíte si představit, že byste se dobrovolně vyměnili s vězněm...
Inteligentní zvířata: V čem předčí člověka? 

Inteligentní zvířata: V čem předčí...

Člověk jistě patří mezi nejchytřejší tvory na Zemi. Některá zvířata ale dokážou jeho...
Jaroslav Hašek: Byl otec Švejka homosexuál?

Jaroslav Hašek: Byl otec Švejka...

„Lidový komisař Hašek, vrátivší se nedávno ženat z Ruska, studuje v přítomné...
4 barvy, 4 druhy pasů: Jaký mají význam?

4 barvy, 4 druhy pasů: Jaký mají...

Na světě jsou jen čtyři barvy pasů. Je to červená,...
Nejkrutější velitelé koncentračních táborů: Stihl je podobný osud jako jejich vězně?

Nejkrutější velitelé koncentračních...

Velí masovému vyhlazování. Někteří proto, že mají strach, jiní se ve...
Strom jako z ráje: Plodí 40 odrůd ovoce!

Strom jako z ráje: Plodí 40...

Nemusíte mít celý sad, abyste měli různé ovoce v různou dobu. Stačí...
Francouzský zábavní park nabízí krom atrakcí i neobvyklou úklidovou službu

Francouzský zábavní park nabízí...

Na opravdovou raritu je možné narazit v jednom z francouzských zábavních parků....
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

V našem profesionálně sestaveném testu ihned zjistíte přesné výsledky a obdržíte certifikát.