La loi périodique est l’un des fondements de la chimie. La loi suggère que les éléments, lorsqu’ils sont classés par poids atomique, ont tendance à avoir des caractéristiques similaires à certains intervalles les uns des autres. Le mérite de la formalisation de la loi périodique revient presque toujours à Dmitri Mendeleïev, un chimiste russe. En vérité, la découverte était le résultat de près d’un siècle de travail frénétique d’une variété de scientifiques, tous obsédés par la détermination des propriétés et même la découverte de leurs propres éléments. Le tableau périodique moderne, un aliment de base dans chaque salle de sciences de l’école, est en fait une version à plusieurs reprises raffinée et réorganisée du tableau original de Mendeleïev.
Aux XVIIIe et XIXe siècles, un nouvel élément semblait apparaître chaque semaine. Avec des méthodes avancées de chimie permettant un meilleur examen de substances infimes, la poursuite des éléments est devenue une chasse sans fin pour nombre des plus grands scientifiques de l’époque. Avec une telle profusion d’éléments découverts et décrits, il est vite devenu la préoccupation de beaucoup d’organiser les éléments en une liste qui ait un sens rationnel.
Les éléments sont principalement décrits par quelques caractéristiques déterminantes : le nombre de protons dans le noyau, à partir duquel le numéro atomique est dérivé, les calculs de la masse qui définissent le poids atomique et le comportement. De nombreuses tentatives différentes ont été faites pour organiser les éléments de manière à ce que chacun de ces facteurs s’aligne de manière raisonnable, mais comme un puzzle en mouvement, chaque fois qu’une pièce était mise en ordre, les autres devenaient désordonnées. La loi périodique, une théorie qui alignerait des informations disparates dans un tableau bien rangé, semblait hors de portée.
Bien que Mendeleïev mérite à juste titre le crédit du tableau périodique moderne et du rapprochement de tous les fils qui forment la loi périodique, il n’a pas été le premier à essayer, en aucun cas. John Newlands, un chimiste anglais, a noté la tendance des éléments à avoir un comportement similaire lorsqu’ils sont alignés par poids atomique ; notamment, que tous les 8 intervalles, une étrange similitude apparaissait. Sa «théorie des octaves» comparait les éléments aux touches d’un piano, où toutes les huit touches forment un ensemble répétitif. Un scientifique français, Alexandre-Emile Béguyer de Chancourtois, a également noté les propriétés de répétition et a conçu un tableau qui a organisé les éléments en forme d’hélice. Le travail des deux hommes a été largement ignoré par la communauté scientifique, et Newlands a souvent été ridiculisé pour sa comparaison.
Le tableau de Mendeleïev a illustré la loi périodique d’un coup d’œil en alignant les éléments horizontalement par poids atomique et verticalement par des propriétés similaires. Ainsi, les métaux alcalins du lithium, du sodium, du potassium, du rubidium, du césée et du francium forment une rangée ordonnée sur le côté gauche du tableau, tout en restant ordonnés par poids atomique. Étant donné que tous les éléments n’ont pas été découverts au moment de la formation des tableaux, Mendeleïev a simplement laissé des espaces dans le tableau pour les éléments qui devraient s’intégrer, selon sa théorie.
La loi périodique a donné un aperçu d’un système d’organisation au sein de la chimie qui n’était auparavant que suspect. En transformant l’organisation des éléments en un tableau soigné en utilisant la loi périodique, Mendeleïev a rendu évident en un coup d’œil quels éléments partageaient certaines propriétés. Bien que la table ait été plus tard remodelée et réorganisée par le physicien britannique John Moseley, les inférences et la théorie de Mendeleïev restent largement incontestées plus d’un siècle après sa mort.