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今年は国際周期表年!

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皆様あけましておめでとうございます。

年が明けると、さあ今年は何のアニバーサリーイヤーかなと気になることと思います(私だけでしょうか)。化学クラスタの方々はもうご存じですよね?そう今年はメンデレーエフが周期表の報告をしてから150年にあたります!

という訳で、UNESCOも今年を国際周期表年 2019(International Year of the Periodic Table of Chemical Elements 2019)として宣言するなど、国際的にも盛り上がりを見せています(あんまり見えないけど)。日本化学会のHPを開くと大々的に出てきますので既にご存じの方も多かったでしょうか。国内外でこれからイベントも多々あるかと思いますので、要チェックですね。情報については国際周期表年2019のHPにて確認することができます。とりあえず2月23日には記念シンポジウムがあるようですね。これは是非行ってみたいので筆者は参加登録してみました。公式サイトではちょっと分かりづらいのですが、登録サイトはこちらとなっています。またその他の関連する行事として、

1月29日(火):開会式(パリ)
2月8日(金):開会式(ロシア):メンデレーエフの誕生日
3月17日(日):日本物理学会年会(九州大学)・日本化学会春季年会(甲南大)連携シンポジウム
12月5日(木):閉会式(東京)

が予定されています。機会があれば是非足を運んでみたいところですね(ロシアは厳しいか・・)。

Mendeleev (Wikipediaより)

さて、それでは簡単にメンデレーエフの周期表について軽くおさらいしておきましょう。

メンデレーエフより前から、元素を並べるとなんとなく性質が似ているものがあることに気付いていた人はいました。例えば1865年に英国のJohn Newlandsは元素を原子量順に並べると、8番目ごとに似た性質の元素が現れるという「オクターブの法則」を提唱しています。しかしながら、この報告は当時あまり評価されなかったようです。また、ドイツのJulius Meyerも1864年に同様の考えを基に周期表を作成しています。それでは現代では何故NewlandsやMeyerらのことは紹介されず、メンデレーエフばかりがもてはやされるのでしょうか?

メンデレーエフは彼の考えた周期表について1869年3月6日にロシア化学会にて正式に発表し、その後ドイツの学術誌Zeitschrift für Chemieに論文を報告しています。

Ueber die Beziehungen der Eigenschaften zu den Atomgewichten der Elemente
Mendeleev, D. Zeitschrift für Chemie. 12, 405-406 (1869).

論文のタイトルは「元素の原子量に対する性質の関係について」とでも訳しましょうか。

画像は論文より

この報告の中には非常に重要な示唆がいくつか含まれております。特に重要なのが、メンデレーエフの考えに従うと、未だ発見されていない元素があるはずであるという予測(スカンジウム、ガリウム、ゲルマニウム、ハフニウム)です。これらは周期表中に「?」と表記されており(上図参照)、特にケイ素アルミニウムに似た性質の元素として、65から75の原子量を持つ元素があるはずと予測しています。周期表の図中ではそれらはそれぞれ6870の原子量が当てはめられていますが、実際はガリウムが69.7、ゲルマニウムが72.6ですので当たらずしも遠からずです。スカンジウムの方は文中に記載はありませんが、原子量の予測として45が与えられており、実際のスカンジウムが45なのでピタリと一致しています。ちなみに、ケイ素、アルミニウムに似た元素をエカケイ素エカアルミニウムと称したという話しが有名ですが、このオリジナル論文中にはその記載を見つけられませんでした(筆者のドイツ語読解力のせいでしたらすいません)。その後の報告にあるものと思われます。実際メンデレーエフは周期表について修正を加えた物をいくつか報告しています。

また、もう一つの重要な指摘として、当時報告されていた元素の原子量に疑わしいものがあるというものがあります。特にテルルについては128ではなく、123から126の間であることを示しています。実際には127.6ですのでこのメンデレーエフの指摘は微妙です。実はテルルとヨウ素の原子量の大きさは原子番号順に並んでいないんですね。これは安定同位体の関係で起こる現象となっており、アルゴンとカリウム、コバルトとニッケルでも同様のことが起こっています。さすがにメンデレーエフもそこまでは思いつかなかったでしょう。ただ、当時知られていた元素の原子量がまだまだ正確ではないというのは正しい指摘かと思います。

その後、予想通り次々と新しい元素が発見されていき、原子量も正確になっていく過程で、メンデレーエフの主張する周期表が正しいという理解が進んでいったのでした。という訳で、現在でも教科書に登場するのはメンデレーエフだけとなっています。

さて、この記事をお読みいただいた方は多少なりとも元素にご興味をお持ちのことと思います。そんなあなたが国際周期表年をお祝いするのにピッタリなイベントがあるんです。それが、「私たちの元素‐エッセイコンテスト」です!詳細はこちらのHPをお読みいただきたいのですが、元素についての熱い思いをぶつけるチャンスですので、中学生、高校生、大学生の皆さんは是非応募してみて下さい。締め切りは2019年3月末(第1回目)、2019年9月10日(第2回目)となっており、応募は1月上旬スタートとのことです。

中高大のヤングでない方は、「私たちの元素‐産学からのメッセージ」という企画もありますので、こちらのHPをご覧下さい。

いずれにしても、周期表は化学の基本中の基本ですので、メンデレーエフを始めとする、元素の性質について考察してきた化学者たちに敬意を表して国際周期表年2019をお祝いするとともに、一層化学を盛り上げていきたいと年初に思うのでした。

関連サイトへのリンク

  1. 国際周期表年HP
  2. 私たちの元素‐エッセイコンテスト
  3. 私たちの元素‐産学からのメッセージ

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