Tout le monde connaît la table de Mendeleïev. Qui était son père spirituel ? Et son tableau périodique des éléments est-il toujours debout après cent cinquante ans, ou la fin de la Mère de tous les tableaux est-elle proche ?
La table de Mendeleev a deux anniversaires. La première fois, c'était le 16 février. Une histoire de vulgarisation scientifique raconte que Dmitri Ivanovitch Mendeleev (1834-1907) s'est réveillé ce jour-là il y a un siècle et demi d'un rêve désormais bien connu. Dans le rêve, il a imaginé son tableau périodique des éléments. Ou du moins sa version de celui-ci - comme tant de percées scientifiques, ce n'est pas l'histoire d'un homme qui a présenté une pierre philosophale à partir de rien.
Mendeleïev a frappé à la porte du progrès scientifique à une époque où la chimie régnait en maître. C'était une époque où il y avait plus de questions que de réponses, et de plus en plus. Le neurologue et historien des sciences Oliver Sacks l'a résumé plus tard de cette façon :« Depuis le 18e siècle, la chimie s'est déployée à partir de ses racines dans l'alchimie. En partie par la découverte constante d'éléments nouveaux :pas moins de quarante, entre 1735 et 1826.'
Jusque-là, les scientifiques ne connaissaient que neuf éléments. "Le cuivre, l'argent, l'or et tous ces autres identifiés dès l'Antiquité ou l'époque médiévale", écrit Sacks. « Le phosphore, le chlore, le brome, l'iode, etc. ont été ajoutés à un rythme très rapide. Chaque chimiste avait ses mains dans ses cheveux. Parce que combien d'éléments y avait-il réellement? Leur nombre serait-il illimité ? Étaient-ils liés d'une manière ou d'une autre? Et si oui, comment pourraient-ils être arrangés et commandés ?"
Dmitri Mendeleev a été nominé trois fois pour le prix Nobel. La récompense n'est jamais venue.
Mendeleev a également lutté avec ce chaos. En tant que jeune professeur de chimie inorganique, il ne trouvait pas de manuel approprié. Il en écrivit donc un lui-même, qui reçut le prestigieux prix Demidov en Russie en 1861. Entre 1868 et 1871, il travaille sur un second manuel :Osnovy khimii , ou Les principes de la chimie † Ses collègues n'étaient pas restés inactifs. En 1862, le géologue français Alexandre-Emile Béguyer de Chancourtois a publié un prédécesseur de la table. Seule son hélice dite tellurique avait deux problèmes. Il s'est avéré qu'elle n'était pas applicable à tous les éléments. Et à cause de sa conception, il était de toute façon beaucoup trop maladroit à utiliser. Vous deviez l'enrouler dans un cylindre.
Le chimiste britannique John A.R. Newlands a atteint un autre seuil. Son tableau périodique était parfait. Même les critiques ont admis cela pour toutes sortes de raisons académiques et autres déjà après lui. Mais Newlands leur tendit inconsciemment le bâton familier pour battre le chien. Certaines propriétés des éléments, a-t-il soutenu, se reproduisent avec régularité. Bref, avec des intervalles de huit éléments. Pour cette raison, Newlands a nommé son système "Loi des octaves", d'après le terme musical. "Et comment peut-on scientifiquement prendre au sérieux une loi avec un nom aussi frivole ?" se moquèrent ses adversaires.
Newlands a présenté sa loi le 1er mai 1866 lors d'une conférence à la Chemistry Society, le prédécesseur de l'actuelle Royal Society of Chemistry. Il a refusé de le publier, arguant très bizarrement que "de telles considérations théoriques pourraient être trop controversées".
Ce qui nous amène au deuxième anniversaire du schéma que nous connaissons tous depuis les cours de chimie :le tableau périodique des éléments. Le 6 mars 1869, Mendeleïev rend également public son tableau. Il l'a fait avec une présentation pour l'ombrelle Russian Chemical Society, aujourd'hui connue dans le monde entier sous son nom anglais :Mendeleev Russian Chemical Society.
Le 6 mars 1869, Mendeleïev rend public son tableau
Le tableau a eu du succès. Contrairement aux efforts des collègues de Mendeleïev, il repose sur deux piliers. D'une part, il y a la clarté et la facilité d'utilisation, d'autre part le fait qu'il permet de faire des prédictions sur les propriétés d'éléments existants et encore à découvrir. Mendeleev lui-même a eu la prévoyance de laisser des espaces ouverts pour ces futures nouvelles découvertes. Linus C. Pauling n'a laissé aucun doute quant à sa contribution à l'Encyclopaedia Britannica encore utilisée aujourd'hui. Son système a été inestimable pour le développement de la chimie. Ce n'est que dans la deuxième décennie du 20e siècle qu'il a été reconnu que l'ordre des éléments dans le tableau périodique est lié à leurs numéros atomiques."
Avec quoi le chimiste américain a indiqué que Mendeleev ne récoltait pas l'appréciation qu'il méritait pour le moment. Pauling lui-même a reçu le prix Nobel à deux reprises, notamment en 1954 pour la chimie. Mendeleev a été nominé trois fois pour cela, mais le prix n'a pas été décerné. C'est pourquoi son nom est absent de la liste impressionnante des récents lauréats du prix Nobel dont Wilhelm Röntgen (Physique, 1901), Pierre et Marie Curie et Antoine Becquerel (Physique, 1903) et Ivan Pavlov (Médecine, 1904). Aucun d'entre eux n'a reçu un dernier salut comme Mendeleev après sa mort de la grippe à l'âge de 72 ans. Ses étudiants l'ont escorté jusqu'à sa dernière demeure avec de grandes pancartes à la main. Avec une image de, en effet, la table.
'Le tableau était un mot croisé dont les conseils pouvaient être lus à la fois horizontalement et verticalement'
Le tableau continue de fasciner longtemps après sa mort. Le susmentionné Oliver Sacks est devenu mondialement célèbre avec des livres comme Awakening in Bewilderment , L'homme qui a pris sa femme pour un chapeau et Un anthropologue sur Mars † Ce qu'on sait moins, c'est qu'il est un grand admirateur de Mendeleïev, à qui il a consacré un essai en 2001. « Que vous pensiez en termes de verticales ou d'horizontales, vous vous retrouviez toujours dans la même grille. C'était comme des mots croisés dont on pouvait lire les conseils de haut en bas ainsi que de côté", a-t-il écrit à propos du tableau dans Le jardin de Mendeleïev .
À la différence, bien sûr, qu'un mot croisé est arbitraire. "Une construction purement humaine", déclare Sacks. Alors que le tableau périodique reflétait un ordre plus profond dans la nature, il montrait tous les éléments dans leur relation fondamentale les uns avec les autres. J'avais le sentiment qu'il contenait un grand secret, mais c'était un cryptogramme sans clé - pourquoi en était-il ainsi ? La nuit après avoir regardé le tableau périodique, je pouvais à peine dormir d'excitation :cela semblait une réussite incroyable de mettre le vaste et apparemment chaotique univers de la chimie dans un ordre global."
"La plus grande réussite de Mendeleïev est d'avoir mis au point une classification systématique", confirme le physicien Piet Van Duppen du Département de physique nucléaire et des rayonnements de la KU Leuven. « Jusque-là, les chimistes n'avaient pas réussi à découvrir une certaine logique dans les propriétés des diverses substances. Grâce à la table, cela a soudainement fonctionné. Une idée révolutionnaire à laquelle vous ne pouvez qu'enlever votre chapeau."
Van Duppen n'hésite pas à élever le tableau à un niveau existentiel et presque métaphysique. « Ce qui est fascinant, c'est que presque tous les éléments se trouvent dans notre corps et que ces atomes sont fabriqués dans les étoiles. Nous sommes donc tous faits de poussière d'étoiles. Si vous sortez, pour ainsi dire, et que vous plantez une pelle dans le sol, vous déterrerez à peu près tous les éléments :beaucoup de fer, peu d'or. Seuls les éléments les plus lourds sont introuvables sur Terre, car ils sont radioactifs. L'élément le plus lourd que nous trouvons ici est l'uranium :92 protons.'
Le collègue et chimiste de Van Duppens Leuven Pieter Thyssen a écrit ce qui suit à ce sujet en 2016 sur le site Web d'Eos :« En raison de leur nature radioactive, les éléments transuraniens, éléments chimiques de numéro atomique supérieur à 92, n'existent plus dans la nature. On ne les découvre pas avec un casque et une pioche, mais on les crée artificiellement dans des accélérateurs de particules en jouant aux autos tamponneuses avec des noyaux atomiques.» Cela nous amène au domaine des physiciens nucléaires. Van Duppen :"En 2016, les scientifiques ont ajouté quatre nouveaux éléments au tableau, dont 118, oganesson (Og), du nom de mon collègue russe Yuri Oganessian."
En soi, il est déjà exceptionnel que le nom d'une personne vivante soit donné à un élément. Peu importe celle d'un non-scientifique. Bien sûr, vous pouvez toujours rêver, même dans la variante la plus folle. Début 2016, par exemple, une pétition a été lancée pour nommer un élément nouvellement découvert « lemmium ». Après le chanteur de Motörhead récemment décédé Lemmy. Un heavy metal, un heavy metal , donc.
L'Union internationale de chimie pure et appliquée (IUPAC) décide du nom d'un nouvel élément. Une Organisation des Nations Unies de la chimie, pour ainsi dire. "Malheureusement, pour des raisons techniques et procédurales, nous ne sommes pas en mesure d'accéder à votre demande", a informé l'IUPAC aux initiateurs de la pétition lemmium le 8 juin 2016. Le choix s'est porté sur le moscovium. Dans la région de Moscou, où se trouve la ville de Dubna. L'Institut commun de recherche nucléaire y est hébergé. Un homologue du CERN, dans lequel les chercheurs ont découvert le nouvel élément. Ou mieux :là où le moscovium (numéro atomique 115) a été fabriqué, car il n'existe pas dans la nature.
Cependant, l'IUPAC a donné une tape dans le dos aux pétitionnaires dans une déclaration officielle :« Nous applaudissons vraiment leur enthousiasme pour la science. C'est merveilleux de voir à quel point le tableau périodique des éléments suscite encore de l'intérêt dans le monde entier. »
Moscovium et oganesson sont deux des neuf nouveaux éléments qui ont trouvé leur place dans le tableau depuis 1964 de l'Institut commun de recherche nucléaire. Dernière question logique :le tableau périodique sera-t-il un jour complètement terminé ? Mendeleev a donc laissé des boîtes ouvertes pour de nouveaux éléments. Mais à un moment donné, il a été surpris. Lorsqu'il découvrit un tout nouveau groupe d'éléments, les gaz nobles, dans les années 1890, il se demanda s'il s'était trompé avec son extrémité ouverte. Au début, il était sceptique, soupçonnant que l'argon, le premier nouveau venu, n'était qu'une forme légèrement plus lourde d'azote. Mais après la découverte successivement de l'hélium, du néon, du krypton, du xénon et du radon, il en fut convaincu :il s'agissait bien d'un groupe périodique. Il avait raison :sa table n'était pas terminée.
Pieter Thyssen, en 2016 :« La question est de savoir combien de temps le tableau peut continuer à croître. Certains physiciens nucléaires prédisent que nous ne dépasserons jamais l'élément 137. D'autres placent la frontière ultime autour de 172 ou 173. De plus en plus de fissures sont apparues dans le tableau périodique ces dernières années. Ce qui est un fait établi pour la plupart, semble être de plus en plus sur les jambes tremblantes. La loi périodique peut être en danger. La table tomberait-elle jamais toute seule ? Je frissonne à la pensée !'
Quand le physicien nucléaire Piet Van Duppen pense-t-il que les travaux seront terminés ? "Au moment où la force nucléaire qui maintient ensemble les protons et les neutrons n'est plus assez puissante. Il ne peut alors plus compenser la répulsion entre les protons. Une fois que cela se produira, nous ne pourrons plus fabriquer de noyaux atomiques ou de nouveaux éléments. Mais nous en sommes encore loin."
Qui était Dmitri Mendeleïev ?Mendeleev est né en 1834 à Tobolsk, en Sibérie occidentale, le plus jeune de quinze enfants. Leur vie a été bouleversée lorsque leur père, un enseignant, est soudainement devenu aveugle l'année de la naissance de Dmitri. C'était la fin d'une vie assez confortable. Mère Mendeleev a été forcée de travailler comme ouvrière dans une usine de verre. Lorsqu'elle s'est installée, l'entreprise a brûlé et elle est rapidement devenue veuve. Elle a refusé de se résigner au destin. Elle s'est battue comme une lionne pour trouver une bonne école pour son plus jeune fils.
Cela a fonctionné :Dmitri a pu commencer ses études à Saint-Pétersbourg. Mais avant qu'il ne puisse lui montrer son diplôme, sa mère est décédée. Le coup dur l'a marqué, même dans ses premières années scientifiques. Entre autres choses, quand il a pu étudier à l'Université allemande de Heidelberg avec une bourse. Au lieu d'utiliser les installations de recherche disponibles et de collaborer avec Robert Bunsen, Emil Erlenmeyer et Friedrich August Kekulé, Mendeleev a préféré expérimenter seul dans un laboratoire de fortune dans sa chambre d'étudiant.
Le tableau montre les 90 éléments naturels et 2 des 28 éléments synthétiques que nous connaissons aujourd'hui. La taille et la couleur des boîtes contenant les éléments varient en fonction de leur disponibilité actuelle et future sur Terre.
