Fra hydrogen til oganesson. Det periodiske system organiserer alle de 118 kjente grunnstoffene. (Illustrasjon: Colourbox)
Fra hydrogen til oganesson. Det periodiske system organiserer alle de 118 kjente grunnstoffene. (Illustrasjon: Colourbox)

Periodesystemet er 150 år:
Hvorfor tok det 100 år før det ble viktig i norske lærebøker?

I dag er periodesystemet en selvfølge i naturfagundervisningen i norsk skole. Men det vitenskapelige ikonet hadde en trang fødsel som pedagogisk verktøy i Norge.

Publisert

Periodesystemet er en oversikt over alle grunnstoffene som utgjør byggesteinene i absolutt alt i hele verden.

Fra hydrogen, som med nummer 1 troner øverst til venstre, videre til helium, litium, beryllium, bor, karbon, nitrogen og oksygen.

Helt til nummer 118, oganesson, et grunnstoff det bare er fremstilt 3–4 av atomer av i et laboratorium.

I tillegg forteller plasseringen i systemet mye om hvilke egenskaper de enkelte stoffene har.

Atomvekten øker for eksempel nesten alltid når du flytter deg mot høyre. Og stoffer som ligger under hverandre har gjerne utseende og kjemiske egenskaper som ligner hverandre så mye at de kalles for grupper.

150 år i år

Noen har kanskje dårlige minner fra ungdommens forsøk på å forstå noe som helst av det, men for kjemikere er periodesystemet et uvurderlig verktøy som forteller veldig mye om hvordan stoffene oppfører seg.

Det var i 1869 – for 150 år siden – at russeren Dmitrij Mendelejev klarte å organisere de da kjente grunnstoffene i denne tabellen.

Dmitrij Mendelejev Malt av Ilja Repin i 1885. (Wikimedia Commons)
Dmitrij Mendelejev Malt av Ilja Repin i 1885. (Wikimedia Commons)

Rundt 1880 var systemet akseptert og i bruk i det meste av den vestlige verden.

Likevel var det først på 1970-tallet at systemet fikk en sentral plass i lærebøker i kjemi på videregående skoler i Norge.

– Gikk glipp av noe

– Elevene gikk definitivt glipp av noe, sier professor og kjemihistoriker Annette Lykknes ved NTNU.

– I dag er det helt utenkelig å undervise i kjemi uten periodesystemet, sier hun til forskning.no.

I nåværende læreplan i naturfag er det et mål at elevene allerede i løpet av ungdomsskolen skal lære å «vurdere egenskaper til grunnstoffer og forbindelser ved bruk av periodesystemet».

– Med periodesystemet ser man grunnstoffene i en sammenheng. Det tror jeg er en fordel, sier universitetslektor Svein Tveit ved Skolelaboratoriet i kjemi på Universitetet i Oslo.

System i galskapen

Annette Lykknes har lest seg gjennom gamle tidsskrifter og lærebøker for å finne ut når og hvordan periodesystemet gjorde sitt inntog i akademiske kretser og i skoleverket. Sammenlignet med andre land var Norge veldig sent ute.

– Aller første gang periodesystemet ble nevnt var i en lærebok fra 1888, sier Lykknes.

Professor Annette Lykknes. (Foto: NTNU)
Professor Annette Lykknes. (Foto: NTNU)

Men noe gjennombrudd var det ikke snakk om. Lærebøkene som dominerte utover 1900-tallet, plasserte i beste fall periodesystemet i et appendiks.

– Først med en ny generasjon lærebokforfattere på 1970-tallet blir bøkene skrevet helt om, sier Lykknes til forskning.no.

– På universiteter og høyskoler kommer periodesystemet inn i lærebøkene tidligere, men ganske sent i internasjonal sammenheng.

Sammenhenger på langs og på tvers

Periodesystemet er en oversikt over alle de 118 kjente grunnstoffene. De fleste finnes naturlig på jorda, men noen er bare fremstilt i laboratorier.

Fra venstre mot høyre får de hele tiden høyere atomnummer ettersom de har flere protoner i atomkjernen.

Plasseringen i systemet sier dessuten mye om hvilke egenskaper det har. Grunnstoffer som ligger under hverandre kalles grupper og oppfører seg på lignende vis både alene og i møte med andre grunnstoffer.

Alkalimetallene til venstre er for eksempel alle veldig myke og reagerer veldig lett med andre stoffer. Edelgassene til høyre liker seg best alene og inngår nesten aldri forbindelser.

Nesten monopol

Men disse knaggene og sammenhengene fikk ikke norske skoleelever særlig glede av før 100 år etter at periodesystemet ble oppdaget.

NTNU-professor Lykknes trekker særlig fram lærebokforfatteren Sverre Bruun som en propp i systemet. Han skrev innenfor kjemi og flere andre fag og på flere nivåer.

Bruuns første kjemibok fra 1914 ble vurdert av utdanningsmyndighetene og fikk klar beskjed:

– Departementet skriver i en vurdering at de gjerne vil at lærebøkene skal vise at det finnes sammenhenger, sier Lykknes.

Her kunne periodesystemet vært en god hjelper, og Lykknes forstår ikke hvorfor Bruun i løpet av sine nesten 60 år som lærebokforfatter ikke organiserer innholdet på en annen måte.

– Det er riktig nok utrolig mye arbeid som skal til for å gjøre om boka fullstendig. Man må rett og slett skrive den på nytt.

Både forlag og forfatter var kanskje fornøyde med at bøkene solgte godt og var ledende på markedet, spekulerer hun.

– Men det er litt merkelig når det kommer kommentarer allerede til den første utgaven, sier Lykknes.

150-årsjubileum

1. mars 1869 (17. februar etter daværende russisk kalender) skrev Dmitrij Mendelejev ned det første periodesystemet og sendte det til publisering.

18. mars 1869 (6. mars etter daværende russisk kalender) ble systemet lagt fram for vitenskapsakademiet i St. Petersburg.

Pugging

Lykknes har snakket med flere som har vært ofre for et periodesystemfritt kjemiundervisningsregime. De forteller om hvor forferdelig kjedelig det var å lese kjemi.

– Det var bare masse stoffer som skulle pugges uten at man ser sammenhenger, sier Lykknes før hun forteller om egen utdanning:

– I den grad vi leste om grunnstoffene ett og ett, knyttet vi det alltid til periodesystemet. Det gjorde det mye lettere å huske dem, sier hun.

Ble laget for lærebøker

Da Dmitrij Mendelejev hadde sin aha-opplevelse i 1869, var det mens han jobbet med en lærebok i kjemi. Han var ute etter den best mulige måten å organisere grunnstoffene på.

Det samme gjaldt tyskeren Lothar Meyer som puslet med lignende tanker samtidig. Også han skrev lærebok, men han publiserte ikke sitt system før etter Mendelejev.

Mendelejevs aller første periodiske tabell. Den må vippes mot høyre og speilvendes for å samsvare bedre med dagens periodesystem.
Mendelejevs aller første periodiske tabell. Den må vippes mot høyre og speilvendes for å samsvare bedre med dagens periodesystem.

Mendelejev var også litt modigere ved å forutse at det måtte finnes grunnstoffer som ennå ikke var oppdaget. Han lot det stå igjen åpne plasser i tabellen med beskrivelser av egenskapene til de ukjente grunnstoffene.

I 1875 smatt gallium inn i en av disse ledige lukene. I 1879 kom scandium, og i 1886 sørget germanium for at de fleste ble overbevist om at Mendelejev var inne på noe.

En selvfølge i dag

I dag er det en selvfølge å introdusere periodesystemet for elevene ganske tidlig. Ikke for at de skal kunne det utenat, men for å se sammenhenger.

Likevel er det nok også ungdomsskoleelever som kommer hjem med lekse der de skal lære de første 20 grunnstoffene utenat.

– Jeg skjønner at man kan finne på det som en oppgave, men jeg vil ikke si at det er den beste oppgaven jeg har hørt om. Du lærer ikke noe om periodesystemet ved å pugge de 20 første, bortsett fra at du kan 20 navn på rams, sier universitetslektor Svein Tveit.

Hans kollega ved Skolelaboratoriet i kjemi ved UiO, førstelektor Karoline Fægri, har mer tro på en annen tilnærming.

– Hvis det eneste du får ut av periodesystemet er å pugge de 20 første, så fremmer det verken interesse eller forståelse. Jeg tror man ville tjene på en mer utforskende tilnærming, sier Fægri til forskning.no.

Mange kjente stoffer

Det går for eksempel an å se seg om i systemet etter noe som allerede er kjent selv om man ikke vet hva et grunnstoff er. Gull og sølv er jo grunnstoffer så gode som noen, selv om de har så høye nummer som 47 og 79.

– Det er lett å glemme at dette er elevenes første møte med grunnstoffer, sier Fægri.

Tveit forteller også om sønnen som plutselig fant en blokk av tellur (grunnstoff nummer 52) i dataspillet Minecraft.

– Det kan det være lurt å utforske systemet ved å se etter stoffer det er noe kjent med og bruke mer tid på den nysgjerrighetsdrevne læringen, sier Fægri.

Førstelektor Karoline Fægri og universitetslektor Svein Tveit fra Skolelaboratoriet i kjemi på Universitetet i Oslo. (Foto: Eivind Torgersen)
Førstelektor Karoline Fægri og universitetslektor Svein Tveit fra Skolelaboratoriet i kjemi på Universitetet i Oslo. (Foto: Eivind Torgersen)

På videregående skole blir stoffenes egenskaper viktigere, og periodesystemet blir først og fremst et verktøy.

– Man kan si noe generelt om disse egenskapene ved å se på periodesystemet og på trendene i periodesystemet, sier Tveit.

Dette bør du kunne om periodesystemet

For alle oss som aldri kom så langt, hva er det viktigste vi skal kunne om periodesystemet?

– Periodesystemet er en oversikt over alle byggesteinene i naturen og i hele universet. Pluss noen til.

– Og at grunnstoffene er ordnet slik at grunnstoffer med lignende egenskaper opptrer periodisk og dermed kommer under hverandre, sier Tveit til forskning.no.

– Ikke bare for å kjenne logikken i systemet, men også for å få med seg at de ulike grunnstoffene faktisk har forskjellige egenskaper, supplerer Fægri.

Det trenger ikke være skummelt selv om periodesystemet for en kjemiker er fullstappet med informasjon.

– Periodesystemet er kjemien kondensert, sier Annette Lykknes.

– Det du ser er bare en tabell, men det aller meste av basiskjemien er samlet i den tabellen, sier Lykknes.

Referanse:

Annette Lykknes: «Ignored, Disregarded, Discarded? On the Introduction of the Periodic System in Norwegian Periodicals and Textbooks, c. 1870-1930s» i Kaji mfl: Early Responses to the Periodic System, Oxford University Press 2015.

Lenke:

Les mer om grunnstoffene på Periodesystemet.no fra Universitetet i Oslo.

Les mer om grunnstoffer: