Het Periodiek Systeem

Kunst en literatuur zijn dol op het ‘periodiek systeem der chemische elementen’, oftewel een handige tabel waarop de bouwstenen van ons universum zijn gerangschikt. De uitvinding van Dimitri Mendelejev geldt als een van de elegantste verworvenheden uit de natuurwetenschappen.

***

61lIW6NSudLElementaire deeltjes heet de roman waarmee Michel Houellebecq in 1998 de wereld veroverde. Moleculen, atomen of nog kleinere partikels spelen er niet eens een grote rol in; de belangrijkste link met de titel is het beroep van de hoofdpersoon, een moleculair bioloog, en zijn overtuiging dat de mens net als de elementen wordt geregeerd door wetmatigheden. Maar Houellebecq moet zich bewust zijn geweest van de associaties die de titel zou oproepen met enkele grote werken uit de wereldliteratuur. De rerum natura bijvoorbeeld, waarin de Romeinse dichter Lucretius (99-55 v. Chr.) de Griekse leer van de ondeelbare (a-tomoi) deeltjes verbindt met een materialistisch wereldbeeld. En natuurlijk Het periodiek systeem (1971) van Primo Levi. Hierin beschrijft de Italiaanse scheikundige en Auschwitzoverlever zijn leven aan de hand van 21 elementen – een vertelprocédé dat veertig jaar later nog eens dunnetjes werd overgedaan door de neuroloog Oliver Sacks in zijn jeugdherinneringen Uncle Tungsten; Memories of a Chemical Boyhood.

PeriodicTableWallpaperPrimo Levi noemde zijn autobiografie naar een van de elegantste verworvenheden uit de natuurwetenschappen: het ‘periodiek systeem der chemische elementen’, oftewel een handige tabel waarop de bouwstenen van ons universum in tweeërlei opzicht zijn gerangschikt: horizontaal in de volgorde van het aantal protonen in de atoomkern én verticaal in groepen waarin bepaalde schei- en natuurkundige eigenschappen telkens terugkeren. Zodat je in één oogopslag kunt zien dat fluor (nummer 9, afkorting  F) minder protonen telt dan neon (10, Ne) en dezelfde chemische eigenschappen heeft als chloor (17, Cl), broom (35, Br) en jood (53, I) – allemaal halogenen.

De geestelijk vader van dit ingenieuze en esthetisch verantwoorde Periodiek Systeem (genoemd naar de horizontale rijen of ‘perioden’) is de Russische chemicus Dimitri Mendelejev, die in 1869 de 62 toen bekende elementen rangschikte (en naar wie een eeuw later het nieuw ontdekte element 101 werd genoemd). Maar hij was niet de eerste die zich op deze manier met de materie bezig hield. Eigenlijk moet hij de eer van een indeling op basis van atoomgewicht en chemische verwantschap delen met een Duitser die een jaar later – onafhankelijk van Mendelejev – eenzelfde tabel het licht deed zien. En misschien ook wel met de Engelsman die zes jaar eerder de elementen had ingedeeld in acht groepen van zeven, of de Fransman en de Duitser die in de eerste helft van de 19de eeuw de elementen rangschikten op atoommassa.

MarieCurieDe ontwikkeling van het Periodiek Systeem is als een bouwwerk van LEGO waaraan wetenschappers uit heel Europa een steentje hebben bijgedragen. De basis ervoor werd gelegd door de scheikundigen die vanaf 1669 (de ontdekking van lichtgevend fosfor in de ingekookte urine van een Duitse alchemist) tientallen elementen toevoegden aan de bescheiden lijst (koolstof, zwavel, ijzer, koper, zilver, tin, goud, kwik, lood) die sinds de Oudheid bekend was. De Fransman Lavoisier gaf onder meer waterstof en zuurstof hun naam. De Brit Davy was, zoals de fysicus Robbert Dijkgraaf  het ooit uitdrukte ‘met natrium, kalium, magnesium, calcium en barium op zijn naam goed voor een hele vitaminewinkel.’ De Poolse Marie Curie-Sklodowska, tweevoudig Nobelprijswinnaar en wellicht de beroemdste scheikundige uit de geschiedenis, isoleerde en benoemde de radioactieve elementen radium en polonium.

1Tegenwoordig kennen we 118 elementen, waarvan er 91 in de natuur voorkomen en de rest in laboratoria gesynthetiseerd is. In het anekdotische boek dat de wetenschapsjournalist Hugh Aldersey-Williams in 2011 aan het Periodiek Systeem wijdde (Periodic Tales), wordt op een geestige manier uit de doeken gedaan hoezeer de Europese kunstproductie afhankelijk is geweest van de elementen. Zo zorgde kobalt voor het blauw van het glas-in-lood van de gotische kathedralen én van Delfts blauw; kleurde cadmium het palet van de expressionisten geel, oranje en rood; geeft titanium het beroemde dak van het Guggenheim Museum in Bilbao kleur en vorm; en wordt europium, een zeldzaam element dat rood oplicht onder de UV-lamp, gebruikt in de drukinkt van de eurobiljetten.

HP-Periodic-Table-of-CharactersHet Periodiek Systeem heeft inmiddels een iconische status, en is ontelbare manieren geparodieerd; met Harry Potterpersonages (zie hierboven), met filmsterren op de plaats van de elementen (Cr=Julie Christie, Cu=Tony Curtis), met de beste websites op internet, met details uit de tv-serie Mad Men, met scheldwoorden, drukletters, Belgische bieren en je kunt het zo gek niet verzinnen wat. Nog creatiever zijn generaties scholieren en studenten geweest die in smartphoneloze tijden grote delen van het Systeem uit hun hoofd moesten leren. Want hoe onthoud je bijvoorbeeld de eerste drie perioden? Met behulp van een ezelsbruggetje.

1)     Neem  de eerste achttien elementen: waterstof, helium / lithium, beryllium, boor, koolstof, stikstof, zuurstof / fluor, neon, natrium, magnesium, aluminium, silicium / fosfor, zwavel, chloor, argon,
2)     zet de afkortingen achter elkaar: H He / Li Be B C N O / F Ne Na Mg Al Si / P S Cl Ar,
3)     en breng ze onder in een memorabel zinnetje: ‘Ha, hé! Lieve Beb, cnof nee! Namgal sips clar.’

Grote literatuur is het niet; wel onvergetelijk. En dat is nog niets vergeleken met de tientallen ezelsbruggetjes die bestaan om de metalen uit het Periodiek Systeem naar edelheid te rangschikken – van ‘Kareltje Cana Mag op Al Zijn Feestjes Snaps Proberen’ tot ‘Culinair Hoogstaande Agrariërs Poten Augurken.’ Speel zelf de scheikundige en ontdek welke elementaire deeltjes hierin verborgen zitten.

Dit artikel verscheen eerder in NRC Handelsblad, op 5 november 2011

Advertenties

One thought on “Het Periodiek Systeem

  1. 31Ga + 32Ge = 63Eu
    In 1975 deden we een experiment met een bundel Gallium-deeltjes waarmee we een plaatje Germanium beschoten. In onze detector zagen we niet alleen het karakteristieke licht van Gallium en van Germanium maar ook nog licht van een heel ander element.namelijk Europeum!
    Dat zat zo: als een Galliumatoom botst met een Germaniumatoom dan komen beide atoomkernen zo dichtbij elkaar dat kernen zich tijdens de botsing heel even bevinden binnen de elektronenwolken van beide atomen. De elektronen reageren dan onmiddellijk en gaan zich bewegen in de banen van het atoom met atoomnummer 31 + 32 = 63. Dat is Europeum en dus zagen we de straling van dat atoom.
    Let wel, in dit experiment maakten we geen Europeum, dat atoom bestond alleen heel even tijdens de botsing van Gallium en Germanium atomen, na elke botsing gingen de atomen Gallium en Germanium weer uit elkaar. Toch was de Europeum-straling wel een verrassend effect.

Geef een reactie

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit / Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit / Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit / Bijwerken )

Google+ photo

Je reageert onder je Google+ account. Log uit / Bijwerken )

Verbinden met %s