La legge periodica è uno dei fondamenti della chimica. La legge suggerisce che gli elementi, quando disposti in base al peso atomico, tendono ad avere caratteristiche simili a determinati intervalli l’uno dall’altro. Il merito della formalizzazione della legge periodica va quasi sempre a Dmitri Mendeleev, un chimico russo. In verità, la scoperta è stata il risultato di quasi un secolo di frenetico lavoro di una varietà di scienziati, tutti ossessionati dalla determinazione delle proprietà e persino dalla scoperta dei propri elementi. La moderna tavola periodica, un punto fermo in ogni aula di scienze della scuola, è in realtà una versione ripetutamente rifinita e riorganizzata del grafico originale di Mendeleev.
Durante il XVIII e il XIX secolo, ogni settimana sembrava spuntare un nuovo elemento. Con metodi chimici avanzati che consentivano un migliore esame delle sostanze minute, la ricerca degli elementi divenne una caccia senza fine per molti dei più grandi scienziati dell’epoca. Con una tale profusione di elementi scoperti e descritti, divenne presto la preoccupazione di molti di organizzare gli elementi in un elenco che avesse una sorta di senso razionale.
Gli elementi sono principalmente descritti da alcune caratteristiche distintive: il numero di protoni nel nucleo, da cui deriva il numero atomico, i calcoli della massa che definiscono il peso atomico e il comportamento. Sono stati fatti molti tentativi diversi per disporre gli elementi in modo che ognuno di questi fattori si allineasse in modo ragionevole, ma come un puzzle in movimento, ogni volta che un pezzo veniva messo in ordine, gli altri diventavano disordinati. La legge periodica, una teoria che avrebbe allineato informazioni disparate in una tabella ordinata, sembrava fuori portata.
Sebbene Mendeleev meriti giustamente credito per la moderna tavola periodica e per aver tirato insieme tutti i fili che formano la legge periodica, non fu il primo a provarci, in alcun modo. John Newlands, un chimico inglese, notò la tendenza degli elementi ad avere un comportamento simile quando allineati per peso atomico; in particolare, ogni 8 intervalli, appariva una strana somiglianza. La sua “teoria delle ottave” paragonava gli elementi ai tasti di un pianoforte, dove ogni otto tasti forma un insieme ripetuto. Anche uno scienziato francese, Alexandre-Emile Béguyer de Chancourtois, ha notato le proprietà ripetitive e ha ideato una tabella che disponeva gli elementi a forma di elica. Il lavoro di entrambi gli uomini è stato in gran parte ignorato dalla comunità scientifica e Newlands è stato spesso ridicolizzato per il suo confronto.
La tavola di Mendeleev illustrava a colpo d’occhio la legge periodica allineando gli elementi orizzontalmente per peso atomico e verticalmente per proprietà simili. Così i metalli alcalini di litio, sodio, potassio, rubidio, ceseo e francio formano una fila ordinata lungo il lato sinistro della tabella, il tutto rimanendo in ordine per peso atomico. Poiché non tutti gli elementi sono stati scoperti al momento della formazione delle tabelle, Mendeleev ha semplicemente lasciato degli spazi nella tabella per quegli elementi che dovrebbero adattarsi, secondo la sua teoria.
La legge periodica ha fornito informazioni su un sistema di organizzazione all’interno della chimica che in precedenza era stato solo sospettato. Trasformando l’organizzazione degli elementi in una tabella ordinata utilizzando la legge periodica, Mendeleev ha reso evidente a colpo d’occhio quali elementi condividevano determinate proprietà. Sebbene il tavolo sia stato successivamente rimodellato e riorganizzato dal fisico britannico John Moseley, le inferenze e la teoria di Mendeleev rimangono in gran parte incontrastate più di un secolo dopo la sua morte.