Mendelejev laatiessaan jaksollista järjestelmäänsä ei tiennyt vielä mitään atomin rakenteesta. Jaksollinen järjestelmä rakentui, kuten se nykyäänkin on olemassa, alkuaineiden samanlaisiin kemiallisiin ominaisuuksiin (jaksollisen järjestelmän ryhmät). Vasta uusiseelantilainen kemisti Ernest Rutherford selitti osaltaan atomin rakennettä. Hän sai työstään Nobelin kemian palkinnon vuonna 1908.

Ennen nykyaikaista jaksollista järjestelmää


Tieteen yksi vanhimmista ajatuksista on ollut se, että kaikki olemassa oleva rakentuu joistakin perusaineista. Empedocles (500 eaa) Kreikassa toteutti todennäköisesti ensimmäisen kemiallisen analyysin. hän huomasi, että kun puu palaa, savua tai ilmaa nousee ensin ja sen jälkeen tulee liekki. Vesihöyry tiivistyy leikin lähellä olevaan kylmään pintaan. Polttomisen jälkeen jäi jäjelle tuhkaa tai maata. Empedocles tulkitsi puun muuttuneen neljäksi perusaineeksi: maaksi, ilmaksi, tuleksi ja vedeksi.

Chemical_Principles_Fig_6_1.png
Tämä oli yksi tapa yrittää selittää havaintoja - edellä mainitut ilmiöt todetaan yläkoulun kemian kursseilla ja tulkinnatkin voisivat olla samankaltaisia. Myöhemmin em. neljän perusaineen malli hylättiin, koska kokeet osoittivat aivan muuta. Yksi kuuluisa hylätty teoria (1600-1700 -luvulta) on ns. flogiston-teoria (kts.
http://fi.wikipedia.org/wiki/Flogiston-teoria). Sillä myös yritettiin selittää palamista - kaikissa palavissa aineissa olisi eräs yhteinen ainesosa, flogiston, joka sitten poistui niistä palamisen yhteydessä. Yhdeksi pulmaksi muodostui kuitenkin se, että miten metallin palaessa, niiden massa kasvoi.
Aristotle (384 -322 B.C.) antoi määritelmän peruaineelle, joka nykyäänkin pätee hyvin: "Everything is either an element or composed of elements.... An element is that into which other bodies can be resolved, and which exists in them either potentially or actually, but which cannot itself be resolved into anything simpler, or different in kind."

Robert Boyle (1627- 1691) antoi käytännöllisemmän määritelmän: An element is a substance that will always gain weight when undergoing chemical change. Ennen nykyaikaisia spektrokopiaa ja laboratoriotekniiokita oli helppo todistaa että aine ei ole perusaine (alkuaine), mutta että on peruaine oli mahdotonta.

The elements called the rare earths provide an example of the difficulties of proving by purely chemical means that a substance is an element. In 1839, the Swedish chemist Carl Mosander extracted a new element from cerium nitrate and named it lanthanum (from the Greek lanthanein, "to lie hidden"). Two years later he showed that his lanthanum-containing preparation contained a second element which he christened didymium (from the Greek didymos, or "twin"). In 1879, Fran~ois Lecoq de Boisbaudran isolated another substance, samarium, from the didymium preparation, and all these were accepted as chemical elements. But didymium vanished from the rolls of chemistry in 1885, when the Austrian Carl von Welsbach separated it into two new elements, neodymium ("new twin") and praseodymium ("green twin"). It is only because we now have the periodic table, and understand the principles behind its construction, that we can say that there can be no other new elements between hydrogen, 1H , and element 105.
What kinds of substances are elements? The first to be recognized correctly as such were the metals. Gold, silver, copper, tin, iron, platinum, lead, zinc, mercury, nickel, tungsten, and cobalt all are metals. In fact, all but 22 of the 105 known elements have metallic properties. Five of the nonmetals (helium, neon, argon, krypton, and xenon) were discovered in the mixture of gases that remained when all the nitrogen and oxygen in air were removed. Chemists thought that these "noble" gases were inert until 1962, when it was shown that xenon combines with fluorine, the most chemically active nonmetal. The other chemically active nonmetals are either gases (such as hydrogen, nitrogen, oxygen, and chlorine) or brittle, crystalline solids (such as carbon, sulfur, phosphorus, arsenic, and iodine). Only one nonmetallic element, bromine, is liquid under ordinary conditions.

Mendelejev ja jaksollinen järjestelmä


(KUVA)
kts. kohta Jaksollinen järjestelmä

Atomisäde ja jaksollinen järjestelmä


Atomin sädettä ei voi suoraan mitata. Kokeellisesti voidaan atomien koko määrittää niiden kiinteinten yhdisteiden rakenteita tutkimulla. Ensimmäisiä tuloksia saatiin 1920-luvulla, kun röntgenkristallografia -niminen (linkki Wikipediaan, kts. myös englannin kielinen sivu) menetelmä nämä mahdollisti. Atomin säde muuttuu jaksollisen järjestelmän mukaan: atomisäde pienenee vasemmalta oikealla ja kasvaa ylhäältä alaspäin mentäessä. Tämä selittyy atomin elektronien ja ytimessa olevien protonien ja neutronien määrän sekä elektronien ja proetonien sähköisen vuorovaikutuksen avulla.

Lisaineistoa: Helsingin Sanomien artikkelit alkuaineista:
http://www2.hs.fi/extrat/teemasivut/tiedeluonto/alkuaineet/00.html