మెండలియెవ్

'డిమిట్రి ఇవనోవిఛ్ మెండలియెవ్'
జననం	సా.శ..1834 ఫిబ్రవరి, 8 రష్యాలో "వెర్నీ అరెంజ్యాని"
మరణం	సా.శ..1907 రష్యాలో సెయింట్ పీటర్స్‌బర్గ్‌
జాతీయత	రష్యా
రంగములు	రసాయన శాస్త్రము
ప్రసిద్ధి	మొట్టమొదటి ఆవర్తన పట్టిక నిర్మాత

డిమిట్రి ఇవనోవిఛ్ మెండలియెవ్ (రష్యన్: Дмитрий Иванович Менделеев ) (1834 - 1907) రష్యాకు చెందిన రసాయన శాస్త్రవేత్త.

ఉపోధ్ఘాతము

మెండలియెవ్ 1834 ఫిబ్రవరి 8న రష్యాలో "వెర్నీ అరెంజ్యాని" (Verhnie Aremzyani) అనే గ్రామంలో జన్మించాడు. అధ్యాపక వృత్తిని స్వీకరించి అనేక పరిశోధనలు చేశాడు. ఈ దశలోనే మెండలియెవ్ Principles of Chemistry (1868-1870) అనే రెండు భాగాల పాఠ్య పుస్తకాన్ని వ్రాశాడు. అందులో మూలకాలను వాటి రసాయన గుణాల క్రమంలో వర్గీకరించడానికి ప్రయత్నించాడు. అలా చేసే సమయంలో అతనికి కొన్ని సంఖ్యల తరువాత అవే రసాయన గుణాలు ఆ మూలకాలలో పునరావృతమవుతున్నాయని గమనించాడు. అతని ఆవర్తన పట్టిక తయారీకి అదే నాంది. శాస్త్రజ్ఞునిగా ప్రసిద్ధి చెంది అనేక సత్కారాలు పొందాడు. 1907లో రష్యాలో సెయింట్ పీటర్స్‌బర్గ్‌లో మరణించాడు. అతని స్మృత్యర్ధం 101 పరమాణు సంఖ్య ఉన్న మూలకానికి మెండెలీవియం అని పేరు పెట్టారు. ఇంత పనిచేసి రసాయన శాస్త్రం మీద తనదైన ముద్ర వేసిన మెండలియెవ్ కి నోబెల్ బహుమానం ఇవ్వలేదు. కాని మెండలియెవ్ పేరు తెలియని విద్యార్థులు ఉండరేమో!

చరిత్ర, బాల్యం, చదువు

అవి భారతదేశం అంధకార యుగంలో మగ్గుతూన్న రోజులు. బ్రిటిష్ వాళ్ల పట్టు పెరగడంతో మొగల్ సామ్రాజ్యం అంతిమ ఘట్టం చేరుకుంటోంది. సిపాయిల తిరుగుబాటు, ప్రప్రథమ భారత స్వాతంత్ర్య సమరానికి ఉద్యాపన, మరొక 23 సంవత్సరాలలో జరగబోతోంది. ఇదే సమయంలో, రష్యాలో ఒక భాగమైన సైబీరియాలో, డిమిట్రీ ఇవనొవిచ్ మెండలియెవ్ అనే పిల్లాడు పుట్టేడు. అతని తండ్రికి కలిగిన కుచేల సంతానంలో ఈ కుర్రాడు కడసారం. తండ్రి గుడ్డితనం వల్ల కొంత, పిన్న వయస్సులోనే మరణించడం వల్ల కొంత కారణంగా సంసారాన్ని పెంచి, పోషించే బాధ్యత ఆ తల్లి మీద పడింది.

అందరిలోకీ చురుగ్గా చదువుకుంటూన్న డిమిట్రీకి పెద్ద చదువులు చెప్పించాలనే పట్టుదలతో ఆ తల్లి మూలని పడి, బూజులు పడుతూన్న వారి సొంత గాజు కర్మాగారాన్ని పునరుద్ధరించి అందులో పని చెయ్యడం మొదలు పెట్టింది. విధి వశాత్తు ఆ కర్మాగారం అగ్ని ప్రమాదంలో కాలి బూడిద అయిపోయింది. ఎన్ని కష్టాలు పడైనా సరే డిమిట్రీకి మంచి అవకాశాలు కల్పించాలనే పట్టుదలతో ఆమె సంసారాన్నంతటినీ సైబీరియాలో వదిలేసి, కుర్రాడిని తనతో పాటు గుర్రం ఎక్కించుకుని, యురల్ పర్వతాలు దాటుకుని, 1400 మైళ్ల దూరంలో ఉన్న మాస్కో నగరానికి తీసుకెళ్లి “చాకు లాంటి కుర్రాడు, కాలేజీలో చేర్చుకోండి” అని అక్కడ అధికారులతో మొర పెట్టుకుంది. వాళ్లు ఖాళీలు లేవు పొమ్మన్నారు.

చేసేది లేక అక్కడ నుండి మరొక 400 మైళ్లు ఆ గుర్రం మీదే ప్రయాణం చేసి సెయింట్ పీటర్స్ బర్గ్ అనే ఊరు వెళ్లింది ఆ తల్లి. అక్కడ ఉన్న విశ్వవిద్యాలయంలోనే ఆ కుర్రాడి తండ్రి చదువుకున్నాడు కనుక వారు కనికరించి ఇతనిని చేర్చుకున్నారు. ఈ లోకంలో తన పని పూర్తి అయిపోయిందంటూ ఆ మాతృమూర్తి స్వర్గస్తురాలయింది. తన కోసం తల్లి పడ్డ కష్టాలు కళ్ళారా చూసినవాడు కావున ఆ కుర్రాడు ఎంతో బుద్ధిగా, ఎంతో శ్రద్ధగా, ఎంతో ఏకాగ్రతతో చదువుకుని అందరి మెప్పు పొందేడు. అందుకనే కాబోలు రష్యా చరిత్రలోనే అగ్రగణ్యుడైన శాస్త్రవేత్తగా డిమిట్రీ మెండలియెవ్ పేరు ప్రతిష్ఠలు తెచ్చుకున్నాడు.

మెండలియెవ్ అప్పుడప్పుడే ఉదయించి, సద్యోజాతంగా ప్రకాశిస్తూన్న రసాయన శాస్త్రం అధ్యయనం చేసేడు. ఆ రోజుల్లో (1860) దరిదాపు 60 రసాయన మూలకాల ఉనికి శాస్త్ర వేత్తలకి తెలుసు. ఈ 60 మూలకాల పేర్లని ఏదో ఒక వరసలో అమర్చి రాసుకోవాలి కదా. కొందరు అకారాది క్రమంలో రాసుకున్నారు. కొందరు ఆ మూలకాల అణుభారాల (atomic weights) ఆరోహణ క్రమంలో రాసుకున్నారు. మరికొందరు ఆ మూలకాల ధర్మాలలో పోలికలు ఉన్నవాటిని గుంపులు గుంపులుగా రాసుకున్నారు. ఉదాహరణకి లిథియం, సోడియం, పొటాసియం, రుబిడియం అనే నాలుగు మూలకాలు ఫ్లోరీన్, క్లోరీన్, బ్రొమీన్, అయొడీన్ లతో సంయోగం చెందడానికి ఉత్సుకత చూపుతాయి. అదే విధంగా బెరిలియం, మెగ్నీసియం, కేల్సియం, స్ట్రాంటియం అనే మూలకల సాంద్రత, బాహుబలం (valency), మొదలైన లక్షణాలలో ఒక బాణీ కనిపిస్తుంది. ఇలాగే సల్ఫర్, సెలీనియం, టెల్లూరియం అనే మూలకాల లక్షణాలలో కూడా ఒక బాణీ ఉంది. ఇలా చెదురుమదురుగా ఉన్న చాల బాణీల గురించి ఆనాటి శాస్త్రవేత్తలకి తెలుసు.

కొన్ని మూలకాల లక్షణాలలో బాణీలు కనిపించడంలో విడ్డూరం ఏమీ లేదు కాని వాటి అణుభారాలకీ, ఆ మూలకాల లక్షణాలకీ మధ్య ఏదో బాదరాయణ సంబంధం ఉన్నట్లు అనుమానం అంకురించడం మొదలు పెట్టింది. ఉదాహరణకి మూలకాలని వాటి వాటి అణుభారాల ఆరోహణ క్రమంలో అమర్చినప్పుడు కొన్ని కొన్ని లక్షణాలు పదే పదే పునరావృత్తమవుతూ కనిపించడం. పోనీ ఈ బాణీ అయినా నిర్దిష్టంగా ఉందా అంటే అదీ నికరంగా అర్థం కాలేదు.

ఆ రోజులలో అణు సిద్ధాంతం (atomic theory) ఇంకా పుంజుకోలేదు. అణువు నిర్మాణ శిల్పం అర్థం కాని రోజులవి. అంతా గందరగోళంగా ఉండి చీకట్లో చిందులాటలా ఉన్న సమయంలో మెండలియెవ్ రంగంలో ప్రవేశించేరు. అప్పటివరకు తెలుసున్న మూలకాల పేర్లని రకరకాలుగా పేర్చడం మొదలు పెట్టేరు ఆయన. మాటవరసకి ఆయన తయారు చేసుకున్న మొదటి అమరికలలో ఒకదానిని బొమ్మ 1 లో చూపెడుతున్నాను,

Cl 35.5	K 39	Ca 40
Br 80	Rb 85	Sr 88
I 127	Cs 133	Ba 137

బొమ్మ 1. మెండెలియెవ్ ముందుగా ఇలాంటి పట్టిక తయారు చేసుకొన్నారు.

ఈ బొమ్మనే మరింత విస్తృత పరచి బొమ్మ 2 లో చూపెడుతున్నాను. ఈ మాత్రం పనిని మెండలీయెవ్ సమకాలికులు చాల మంది చేసేరు. ఆ సమయంలోనే మెండలియెవ్ తో సంబంధం లేకుండా ఇతర శాస్త్రజ్ఞులు కూడా మూలకాలను పట్టీలలో అమర్చడానికి వివిధ విధానాలు రూపొందిస్తున్నారు. అలాంటివారిలో ఒకడైన జాన్ న్యూలండ్స్, 1865లో "అష్టక నియమం" (rule of octals) ప్రచురించాడు. అయితే అందులో ఇంకా తెలియని మూలకాలకు ఖాళీ స్థలాలు వదలి పెట్టలేదు. కొన్ని పెట్టెలలో రెండేసి మూలకాలను ఉంచాడు. మరొక శాస్త్రవేత్త లోథర్ మెయర్ 1864లో 28 మూలకాల పట్టిక ప్రచురించాడు. కాని ఇతను కూడా క్రొత్త మూలకాలను ఊహించలేదు.

తరువాత మెండలియెవ్ మూలకాలని జాతులవారిగా విడగొట్టి, వాటిని చదరంగపు బల్ల మీద గదులలా ఒక కాగితం మీద గదులు గీసి, ఒకొక్క గదిలో ఒకొక్క మూలకం పేరు వచ్చేలా అమర్చేరు. మాటవరసకి, చదరంగం బల్ల మీద ఎడం నుండి కుడికి వెళ్లే అడ్డు వరుసని అందాకా “అరుస” (row) అందాం. ఈ అరుసనే రసాయన పరిభాషలో "ఆవర్తు" (period) అని అంటారు. అదే విధంగా, పై నుండి కిందకి వెళ్లే నిలువు వరుసని “నిరుస” (column) అందాం. పరిభాషలో ఈ నిరుసని గుంపు (group) అంటారు. ఈ రకంగా మెండలియెవ్ 1871 లో అమర్చిన అమరికని బొమ్మ 3 లో చూపెడుతున్నాను. ఈ బొమ్మలో అడ్డు వరుసలని 1, 2, 3,...12 అనిన్నీ, నిలువు వరుసలని, I, II,...VIII అనిన్నీ రాసేం.

బొమ్మ2. మెండలియెవ్ రెండవ ప్రయత్నం

బొమ్మ 3. మెండలియెవ్ మూడవ ప్రయత్నం

ఈ బొమ్మలని పరిశీలించి చూస్తే కొన్ని మౌలికమైన విషయాలు అర్థం అవుతాయి. ఉదాహరణకి లిథియం (Li), సోడియం (Na), పొటాసియం (K), రుబీడియం (Rb) ఒకే జాతి మూలకాలు కనుక వీటన్నిటిని, ఒక (I వ) నిరుసలోవచ్చేలా అమర్చేరు ఆయన. అలాగే రాగి (Cu), వెండి (Ag), బంగారం (Au), ప్లేటినం (Pt) – ఈ నాలుగింటిని కట్టకట్టి మరొక గదిలో (అరుస10, నిరుస VIII) లో పడేసేరు. క్లోరీన్ (Cl), బ్రోమీన్ (Br), అయొడీన్ (I) లు చాల చురుకైనవి; వీటిని మరొక (VII వ) నిరుసలో పెట్టేరు. ఇలా తనకి తెలిసిన 57 మూలకాలనీ గదులలో అమర్చి పైన చూపించిన వ్యూహం (array) తయారు చేసేరు మెండలియెవ్.

ఇంతవరకు పనిచేసి తన పని అయిపోయిందని అనుకుని ఉంటే ఆయనని నేడు మనం స్మరించుకుని ఉండేవాళ్లం కాదు. ఈ పాటి పని ఆ రోజుల్లో చేసిన వాళ్లు ఉన్నారు. మెండెలియెవ్ మరొక అడుగు ముందుకు వేసేరు. పన్నెండు అరుసలు (ఆవర్తులు), ఎనిమిది నిరుసలు (గుంపులు) ఉన్న వ్యూహంలో 12x8 = 96 గదులు ఉంటాయి కదా. కాని ఆ రోజులలో 57 మూలకాల ఉనికే తెలుసునని అనుకున్నాం కదా. కనుక మెండలీయెవ్ పైన చూపించిన దీర్ఘచతురస్రాకారపు వ్యూహంలో చాలా చోట్ల గదులని ఖాళీగా ఒదిలేసి అక్కడ ఒక ప్రశ్నార్థకం (?) వేసి, అక్కడ ఇంకా మనం కనుక్కోవలసిన మూలకాలు ఉన్నాయని ఆయన ఉద్ఘాటించేరు. అంతేకాదు; ఆయా మూలకాలు ఏయే లక్షణాలు కలిగి ఉంటాయో జోశ్యం చెప్పేరు.

ఉదాహరణకి 4 వ అరుస, III వ నిరుస స్థానంలో ఒక ప్రశ్నార్థకం ఉంది, చూడండి. ఆ గదిలో మనకి తెలియని మూలకం ఉందన్నారు ఆయన. ఆ గది అల్లూమినియం (Al) ఉన్న గదికి ఒక (“ఏక”) గది దిగువన ఉంది కనుక ఆ గదిలో ఉండవలసిన మూలకానికి ఆయన “ఏక అల్లూమినియం” అని పేరు పెట్టేరు. ఈ ఏక అల్లూమినియం అణుభారం 68 అని ఆయన జోశ్యం చెప్పేరు. అంతే కాదు. ఏక అల్లూమినియం "గది ఉష్ణోగ్రత" (27 డిగ్రీలు సెల్సియస్) దగ్గర ఘన పదార్థం అనిన్నీ, అది లోహాలలా మెరుస్తూ ఉంటుందని, మంచి ఉష్ణవాహకి అని కూడా చెప్పేరు. అంతే కాదు. అది వెన్నలా అతి తేలికగా కరిగిపోతుందనిన్నీ, దాని సాంద్రత (అంటే ఘన సెంటీమీటరు బరువు) 6 అని కూడా ఉటంకించేరు. ఇదంతా ఆ వ్యూహంలో ఉన్న ఖాళీ స్థలానికి ఇరుగు పొరుగులలో ఉన్న మూలకాల లక్షణాలని బట్టి ఊహించేరాయన.

కొద్ది సంవత్సరాలు పోయిన తరువాత ఒక ఫ్రెంచి శాస్త్రవేత్త ఒక కొత్త మూలకం ఉనికి కనుక్కున్నాడు. దానికి “గేలియం” (అంటే ఫ్రెంచి భాషలో “ఫ్రాంసు” అని అర్థం). ఈ గేలియం అణుబారం 69.72. ఒక ఘన సెంటీమీటరు 5.9 గ్రాములు తూగుతుంది. గది ఉష్ణోగ్రత దగ్గర ఇది ఘన పదార్థమే కాని కేవలం 30 డిగ్రీల దగ్గర కరిగిపోతుంది. ఈ లక్షణాలు చూసి అయిన ఈ కొత్త మూలకాన్ని ఏక అల్లూమినియం ఉన్న స్థానంలో పెట్టాలని నిశ్చయించేరు. అంటే, గేలియం అన్నా ఏక అల్లూమినియం అన్నా ఒక్కటే అన్న మాట.

ఇదే విధంగా మెండలియెవ్ ఏక సిలికాన్ (Eka Silicon) అని పేరు పెట్టినది జెర్మేనియం అని తేలింది. ఏక మేంగనీస్ (Eka Manganese) ని ఇప్పుడు టెక్నీటియం అంటున్నాం. ఆశ్చర్యం ఏమిటంటే ఈ టెక్నీటియం ప్రకృతిసిద్ధంగా దొరకదు; దీనిని మొట్టమొదట కృత్రిమంగా ప్రయోగశాలలో తయారు చేసేరు.

మెండలియెవ్ కి వచ్చిన గుర్తింపు

మెండలియెవ్ ఆవర్తన పట్టికకు ఒక రూపాంతరం - 1891లో ఆంగ్లంలోకి అనువదించబడిన ఒక పాఠ్యపుస్తకం నుండి.

విజ్ఞాన శాస్త్రానికి మెండలీఫ్ చేసిన కృషి స్మృత్యర్ధం మూలకాల పట్టికతో రూపొందిచిన ఒక శిల్పం - స్లొవేకియాలోని బ్రాటిస్లావియాలో ఉంది.

మెండలియెవ్ మార్చి 6, 1869 న రష్యన్ కెమికల్ సొసైటీలో The Dependence between the Properties of the Atomic Weights of the Elements, అనే ఉపన్యాసాన్ని సమర్పించారు. ఇందులో మూలకాలు ద్రవ్యరాశి, "ఋణత్వం" (valence) అనే గుణాలలో ఒక క్రమ పద్ధతిని ప్రదర్శిస్తున్నాయని చర్చించారు. (ఈ ఋణత్వం అనే భావాన్ని ఈ రోజుల్లో బాహుబలం అంటున్నాం. అందులో అతను చెప్పిన ముఖ్య విషయాలు.

1. మూలకాలు|మూలకాలను అణు భారం (atomic mass) ప్రకారం అమర్చినట్లయితే వాటి గుణాలలో పునరుక్తి కనిపిస్తుంది.
2. ఒకే విధమైన రసాయన గుణాలున్న మూలకాలు ఒకే విధమైన అణు భారం కలిగి ఉండవచ్చును (ఉదా., Pt, Ir, Os) లేదా ఒకే విధమైన పెరుగుదల కలిగి ఉండవచ్చును. (ఉదా., K, Rb, Cs).
3. ఈ క్రమం వాటి బాహుబలాల (valencies) క్రమానికి సరిపోతుంది. ఆ శ్రేణిలో వాటికి ప్రత్యేకమైన రసాయన గుణాలు ఒకేవిధంగా ఉంటాయి. ఉదా Li, Be, B, C, N, O, and F.
4. ఎక్కువ వినియోగింపబడే మూలకాలు తక్కువ అణుభారం కలిగి ఉంటాయి.
5. మూలకం అణు భారం దాని గుణాలను సూచిస్తుంది. బణుభారం (molecular weight) మిశ్రమ పదార్థాల గుణాలను సూచిస్తుంది.
6. ఈ పట్టికలో ఉన్న ఖాళీలు మరికొన్ని మూలకాలు కనుగొనబడవచ్చునని సూచిస్తున్నాయి. ఉదా: అల్యూమినియం, సిలికాన్‌ల మధ్య, అణుభారం 65, 75 మధ్య మరొక మూలకం ఉండాలి.
7. ఒక మూలకం యొక్క లక్షణాలను బట్టి, దానికి ముందు వెనుకల ఉన్న మూలకాల పరమాణు భారాలను బట్టి, దాని పరమాణుభారం అంచనాను మార్చుకొనవచ్చును. ఉదాహరణకు టెల్లూరియం అణు భారం 123, 126 మధ్య ఉండాలి. 128 కారాదు. (ఇక్కడ మెండెలీయెవ్ అంచనా తప్పింది. టెల్లూరియం అణుభారం 127.6, ఇది అయొడీన్ అణు భారమైన 126.9 కంటె ఎక్కువ.)
8. మూలకాల కొన్ని లక్షణాలను వాటి అణు భారాలను బట్టి ఊహించవచ్చును.

ఇలా మెండెలియెవ్ తన ఆవర్తన పట్టికను ప్రచురించి, ఆ పట్టిక పూర్తి చేయడానికి, అప్పటికి తెలియని అనేక మూలకాలను ఊహించారు. కొద్ది నెలల తరువాత "మెయర్" సుమారు అలాంటి పట్టికనే ప్రచురించాడు. కనుక మెయెర్, మెండెలియెవ్ లు ఇద్దరూ ఆవర్తన పట్టిక ఆవిష్కర్తలని భావిస్తారు. కాని మెండలియెవ్ ఊహించినట్లుగా సరిగ్గా ఎకా సిలికాన్, (జెర్మేనియం), ఎకా అల్యూమినియం (గేలియం), ఎకా బోరాన్ (స్కాండియం) మూలకాలు కనుగొనడం వలన మెండెలియెవ్ కు అత్యధికంగా గుర్తింపు వచ్చింది. కొందరయితే మెండలియెవ్ చెప్పినట్లుగా ఇంకా చాలా క్రొత్త మూలకాలు కనుగోవడం భ్రమ అని కొట్టిపారేశారు కాని Ga (గేలియం), Ge (జెర్మేనియం) మూలకాలను 1875లోను, 1886లోను సరిగ్గా మెండలియెవ్ చెప్పిన ఖాళీలలో కనుగొన్నారు.

మూలాలు

• వేమూరి వేంకటేశ్వరరావు, మెండలియెవ్, చైతన్యం, మార్చి-2016 ఏప్రిల్, http://chaitanyam.net/ Archived 2016-03-12 at the Wayback Machine
• వేమూరి వేంకటేశ్వరరావు, "గుళిక రసాయనం (క్వాంటం కెమిస్ట్రీ), ఇ-పుస్తకం, కినిగె ప్రచురణ, 2016, http://kinige.net/