Le tableau périodique fusionne l’enquête scientifique, la politique internationale, le culte des héros, les désirs de structure et les désirs de crédit.

Formellement, le tableau périodique moderne est un arrangement systématique des éléments chimiques connus. Le tableau est organisé de manière ordonnée qui montre l’apparition périodique d’éléments ayant des propriétés chimiques similaires. Les éléments ayant des propriétés chimiques similaires sont empilés les uns sur les autres en colonnes; en descendant chaque colonne d’une rangée à l’autre, les atomes des éléments deviennent plus gros et plus lourds. De telles variations périodiques des propriétés des éléments sont ce que Dmitri Mendeleïev (1834-1907) et d’autres scientifiques ont observé et cherché à résumer sous forme tabulaire et sous d’autres formes.

Pourtant, le tableau périodique n’est pas aussi objectif que cette description de base puisse paraître. Et qui mérite le crédit pour sa création n’est pas non plus simple. Je suis chimiste théorique; j’applique des principes chimiques et des mathématiques pour répondre à des questions et résoudre des problèmes dans divers domaines de la chimie. Je suis également fasciné par l’histoire des sciences et la façon dont nous attribuons du crédit et nommons les choses en science. Ces intérêts couplés à ma formation en chimie m’ont conduit au fil des ans à croiser le politique et le scientifique dans l’émergence du tableau périodique moderne.

Il y a, par exemple, des inclinaisons nationalistes au tableau périodique. Deux éléments (francium et gallium) sont nommés pour la France et un pour le Japon (nihonium), l’Allemagne (germanium) et la Pologne (polonium). La Scandinavie a obtenu scandium; les éléments berkelium, darmstadtium et moscovium donnent à trois villes chacune une place sur la table. Un village suédois — Ytterby – a revendiqué quatre éléments : l’erbium, le terbium, l’ytterbium et l’yttrium. Un certain nombre d’autres endroits et d’autres personnes ont également accroché leurs petits rectangles sur la table, et cela, dans certains cas, seulement après de graves disputes.

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Exaltant Mendeleev

Parmi les éléments nommés d’après les personnes se trouve l’élément numéro 101, mendelevium (Md), qui honore Mendeleev. Résistant à d’autres instincts égoïstes, un groupe de scientifiques de Berkeley qui ont découvert le Md radioactif en 1955 a décidé d’honorer le scientifique russe Mendeleev pour ses contributions à la formulation du tableau périodique. Avec la guerre froide en cours, cependant, ils ont dû convaincre l’administration Eisenhower de leur permettre de céder une place sur la table à un Russe décédé.

Pourquoi Mendeleïev, cependant? A-t-il découvert le tableau périodique ? Guère.

Mendeleïev publia en 1869 un article qui organisait les éléments alors connus de manière autoritaire, logique et systématique, et il en prédisait hardiment de nouveaux. Cet article a été suivi par d’autres au début des années 1870 qui ont amélioré le premier et démontré la valeur d’une profonde appréciation de la périodicité en chimie.

Lui, ses papiers et sa table ont attiré beaucoup d’attention et ont accéléré les progrès dans notre compréhension collective des éléments et de leurs relations les uns avec les autres. Mais l’inspiration et les données qui ont stimulé les réalisations de Mendeleïev étaient dues de manière énorme à des prédécesseurs et des contemporains tels qu’Amedeo Avogadro (1776-1856), Johann Wolfgang Döbereiner (1780-1849) et Stanislao Cannizzaro (1826-1910).

Prétendants

À la fin d’un congrès chimique à Karlsruhe, en Allemagne, en septembre 1860, par exemple, un article décisif de Cannizzaro sur les poids des atomes des éléments a été distribué aux participants. Mendeleïev était à cette réunion, et le travail de Cannizzaro l’a aidé à organiser sa table de 1869 de 63 éléments connus, qu’il a organisée en fonction des propriétés chimiques observées et des poids atomiques attribués.

Le travail de Cannizzaro était si convaincant qu’un autre participant à la réunion de Karlsruhe, J. Lothar Meyer, lui a rapporté qu’il avait l’impression que les écailles tombaient de ses yeux lorsqu’il acquit une nouvelle compréhension des éléments.

La carte périodique de Mendeleïev est apparue quelque neuf ans après la réunion de Karlsruhe (1869), mais en 1868, Alexandre-Émile de Chancourtois (1820-1886), William Odling (1829-1921), John Newlands (1837-1898) et Gustavus Hinrichs (1836-1923), par exemple, avaient déjà servi à des tentatives crédibles, quoique techniquement inférieures, d’assemblages périodiques des éléments . Newlands avait également prédit l’existence d’autres éléments.

Meyer, éclairé comme il l’était par Cannizzaro, a conçu des tables dans les années 1860 avant l’apparition de celles de Mendeleïev. Mais son grand document décrivant sa table, qui était similaire à Mendeleïev à bien des égards, a été publié en 1870, quelques mois après l’article de Mendeleïev de 1869. Comme on pouvait s’y attendre, un différend sur la priorité a fini par éclater entre eux.

L’imparfait impressionnant

Mendeleïev mérite-t-il le mérite d’avoir produit un superbe tableau pour son époque, d’avoir fait progresser la compréhension de la façon dont les propriétés des atomes sont liées rythmiquement, d’avoir souligné la puissance de cette compréhension et de prédictions courageuses qui ont fait avancer la chimie? Effectivement. Mais les grandes victoires peuvent avoir plus d’un héros, et l’émergence de notre tableau périodique est l’une de ces victoires.

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Le travail de Mendeleïev n’était ni le début ni la fin de la cartographie de la périodicité en chimie. Il a égaré certains éléments, et sa table était incomplète, même avec ses prédictions: le groupe des gaz dits nobles, par exemple, a été découvert dans les années 1890 et n’était pas prévu dans ses papiers. Et les étudiants en chimie générale d’aujourd’hui peuvent facilement repérer d’autres lacunes dans sa table de 1869, également, sur la base de notre compréhension contemporaine de la nature des éléments.

En bref, la contribution de Mendeleïev était extrêmement impressionnante mais était également imparfaite, et la valeur des contributions de Meyer était déjà suffisamment claire pour que la Royal Society de Londres lui décerne avec Mendeleïev la prestigieuse Médaille Davy en 1892 « pour leur découverte des relations périodiques des poids atomiques. »En effet, le prix conjoint a été cité comme preuve que ce qui était considéré par certains comme particulièrement précieux à propos de la table de Mendeleïev était la façon dont elle tenait compte (comme l’a également fait Meyer) des éléments connus, et pas tant pour les prédictions de Mendeleïev sur de nouveaux éléments.

La Royal Society espérait-elle aussi, à travers le prix conjoint, étouffer l’inquiétude concernant la priorité ou le crédit pour la table de plus en plus indispensable? Peut-être. Mais si c’était l’intention, ils ont échoué. En science comme en politique, la tentation d’être simple plutôt que précis peut être assez forte. Les scientifiques disent encore: « Mendeleev a découvert le tableau périodique. »

Nobles intentions, interventions politiques

Quoi que l’on pense du rôle de Meyer contre celui de Mendeleïev dans l’incarnation de la table, l’histoire n’a pas traité Meyer aussi bien qu’elle aurait pu. On peut se demander, par exemple, si Alfred Nobel (1833-1896), qui était un contemporain de Mendeleïev et Meyer (1830-1895) mais qui n’a pas aidé directement notre compréhension de la périodicité, mérite plus que Meyer ou Newlands ou de Chancourtois une place sur la table d’époque.

À mon avis, la réponse est clairement non.

Malgré tout, l’élément 102 — nobellium — a été nommé d’après Alfred Nobel, en partie parce qu’il est mort assez riche pour financer son legs au monde des Prix Nobel. Mais il y a des ironies ici. Nobel a obtenu une place sur leur tableau périodique, mais ni Mendeleïev, ni Meyer, ni personne d’autre n’ont reçu de prix Nobel pour avoir démontré la périodicité ou développé le tableau périodique.

Mendeleïev a été en fait dans neuf nominations au prix Nobel entre 1905 et 1907, mais il n’a jamais gagné. Certains prétendent qu’il a été refusé parce que le scientifique suédois Svante Arrhenius entretenait une animosité substantielle envers lui. Mendeleïev a sévèrement critiqué une théorie (sans rapport avec la périodicité, sur la façon dont les sels se dissolvent dans l’eau) proposée par Arrhenius, et — bien qu’Arrhenius ne soit pas membre du comité de prix — il était célèbre, influent et très apprécié par ses pairs des comités de sélection du prix Nobel. Mais cette histoire et d’autres histoires de prix Nobel sont des discussions politiques distinctes.

La politique, le culte des héros et la recherche du crédit sont souvent plus proches que souhaitable de la pratique scientifique. Un endroit où ils convergent tous est sur cette grande liste des éléments chimiques connus jusqu’à présent de l’humanité.

Qui a gagné le conflit de priorité ? Une classe de minéraux a été nommée d’après Meyer, mais si avoir une chambre privée sur le tableau périodique est l’étalon-or pour ses pères, alors Mendelevium a répondu à la question.

Partout dans le monde, les Nations Unies, les scientifiques et les gens qui aiment la science célèbrent le tableau périodique cette année pour le merveilleux bien chimique qu’il nous a offert et continue de nous offrir. Et nous reconnaissons aussi son passé historique, ses verrues politiques internes et tout.

Cet article est republié de The Conversation sous licence Creative Commons. Lisez l’article original.