(8 ఫిబ్రవరి 1834 - 2 ఫిబ్రవరి 1907)

అవి భారతదేశం అంధకార యుగంలో మగ్గుతూన్న రోజులు. బ్రిటిష్ వాళ్ల పట్టు పెరగడంతో మొగల్ సామ్రాజ్యం అంతిమ ఘట్టం చేరుకుంటోంది. సిపాయిల తిరుగుబాటు, ప్రప్రథమ భారత స్వాతంత్ర సమరానికి ఉద్యాపన మరొక 23 సంవత్సరాలలో జరగబోతోంది. ఇదే సమయంలో, రష్యాలో ఒక భాగమైన సైబీరియాలో, డిమిట్రీ ఇవనొవిచ్ మెండలియెవ్ అనే పిల్లాడు పుట్టేడు. అతని తండ్రికి కలిగిన కుచేల సంతానంలో ఈ కుర్రాడు కడసారం. తండ్రి గుడ్డితనం వల్ల కొంత, పిన్న వయస్సులోనే మరణించడం వల్ల కొంత కారణంగా సంసారాన్ని పెంచి, పోషించే బాధ్యత ఆ తల్లి మీద పడింది.

అందరిలోకీ చురుగ్గా చదువుకుంటూన్న డిమిట్రీకి పెద్ద చదువులు చెప్పించాలనే పట్టుదలతో ఆ తల్లి మూలని పడి, బూజులు పడుతూన్న వారి సొంత గాజు కర్మాగారాన్ని పునరుద్ధరించి అందులో పని చెయ్యడం మొదలు పెట్టింది. విధివశాత్తు ఆ కర్మాగారం అగ్ని ప్రమాదంలో కాలి బూడిద అయిపోయింది. ఎన్ని కష్టాలు పడైనా సరే డిమిట్రీకి మంచి అవకాశాలు కల్పించాలనే పట్టుదలతో ఆమె సంసారాన్నంతటినీ సైబీరియాలో వదిలేసి, కుర్రాడిని తనతో పాటు గుర్రం ఎక్కించుకుని, యురల్ పర్వతాలు దాటుకుని, 1400 మైళ్ల దూరంలో ఉన్న మాస్కో నగరానికి తీసుకెళ్లి, “చాకు లాంటి కుర్రాడు, కాలేజీలో చేర్చుకోండి” అని అక్కడ అధికారులతో మొర పెట్టుకుంది. వాళ్లు ఖాళీలు లేవు పొమ్మన్నారు.

చేసేది లేక అక్కడ నుండి మరొక 400 మైళ్లు ఆ గుర్రం మీదే ప్రయాణం చేసి సెయింట్ పీటర్స్ బర్గ్ అనే ఊరు వెళ్లింది ఆ తల్లి. అక్కడ ఉన్న విశ్వవిద్యాలయంలోనే ఆ కుర్రాడి తండ్రి చదువుకున్నాడు కనుక వారు కనికరించి ఇతనిని చేర్చుకున్నారు. ఈ లోకంలో తన పని పూర్తి అయిపోయిందంటూ ఆ మాతృమూర్తి స్వర్గస్తురాలయింది. తన కోసం తల్లి పడ్డ కష్టాలు కళ్ళారా చూసినవాడు కావున ఆ కుర్రాడు ఎంతో బుద్ధిగా, ఎంతో శ్రద్ధగా, ఎంతో ఏకాగ్రతతో చదువుకుని అందరి మెప్పు పొందేడు. అందుకనే కాబోలు రష్యా చరిత్రలోనే అగ్రగణ్యుడైన శాస్త్రవేత్తగా డిమిట్రీ మెండలియెవ్ పేరు ప్రతిష్ఠలు తెచ్చుకున్నాడు.

మెండలియెవ్ అప్పుడప్పుడే ఉదయించి, సద్యోజాతంగా ప్రకాశిస్తూన్న రసాయన శాస్త్రం అధ్యయనం చేసేడు. ఆ రోజుల్లో (1860) దరిదాపు 60 రసాయన మూలకాల (chemical elements) ఉనికి శాస్త్ర వేత్తలకి తెలుసు. ఈ 60 మూలకాల పేర్లని ఏదో ఒక వరసలో అమర్చి రాసుకోవాలి కదా. కొందరు అకారాది క్రమంలో రాసుకున్నారు. కొందరు ఆ మూలకాల అణు భారాలు (atomic masses) ఒక ఆరోహణ క్రమంలో వచ్చేలా రాసుకున్నారు. మరికొందరు ఆ మూలకాల ధర్మాలలో పోలికలు ఉన్నవాటిని గుంపులు గుంపులుగా రాసుకున్నారు. ఉదాహరణకి లిథియం, సోడియం, పొటాసియం, రుబిడియం అనే నాలుగు మూలకాలు ఫ్లోరీన్, క్లోరీన్, బ్రొమీన్, అయొడీన్‌లతో సంయోగం చెందడానికి ఉత్సుకత చూపుతాయి. అదే విధంగా బెరిలియం, మెగ్నీసియం, కేల్సియం, స్ట్రాంటియం అనే మూలకాల సాంద్రత (density), బాహుబలం (valency), మొదలైన లక్షణాలలో ఒక బాణీ కనిపిస్తుంది. ఇలాగే సల్ఫర్, సెలీనియం, టెల్లూరియం అనే మూలకాల లక్షణాలలో కూడ ఒక బాణీ ఉంది. ఇలా చెదురుమదురుగా ఉన్న చాల బాణీల గురించి ఆనాటి శాస్త్రవేత్తలకి తెలుసు. ఉదాహరణకి 1817 లో జర్మనీ దేశపు యోహాన్ డోబరైనర్ (Johann Dobereiner) లిథియం, సోడియం, పొటాసియం ఒక గుంపులోనూ, క్లోరిన్, బ్రోమిన్, అయోడిన్ ఒక గుంపులోనూ ఉండాలని ప్రతిపాదించేడు. ఇంగ్లండుకి చెందిన జాన్ నూలండ్ (John Newland) 1864 లో ‘అష్టక సూత్రం’ (Law of Octets) అంటూ ఒక బాణీని వర్ణించేడు.

కొన్ని మూలకాల లక్షణాలలో బాణీలు కనిపించడంలో విడ్డూరం ఏమీ లేదు కాని వాటి అణు భారాలకీ, ఆ మూలకాల లక్షణాలకీ మధ్య ఏదో బాదరాయణ సంబంధం ఉన్నట్లు అనుమానం అంకురించడం విశేషమే! ఈ అనుమానాలు, ఊహలు కేవలం గాలిలో కట్టిన మేడలు కావు. ఉదాహరణకి సాంద్రత (density) అణు సంఖ్య (atomic number) తో ఎలా మారుతుందో బొమ్మలో చూపెడుతున్నాను.

బొమ్మ 1. అణు సంఖ్యతో సాంద్రత మారుతున్న విధానం.

ఈ బొమ్మని బట్టి అణు సంఖ్య పెరుగుతున్నకొద్దీ సాంద్రత కొంతవరకు పెరిగి, ఒక శిఖరం చేరుకొని, కొంతవరకు తరిగి, ఒక అఖాతంలోకి వెళ్లి, మరల  పెరిగి, మరొక పెద్ద శిఖరం చేరుకొని, మరల తరిగి, పైకి కిందకి వెళుతున్నది కదా. అంతే కాదు. బొమ్మలో కుడి పక్కకి వెళుతున్న కొద్దీ శిఖరాల ఎత్తు పెరుగుతోంది, అఖాతాల లోతు తరుగుతోంది. ఇది విస్మరించడానికి వీలు లేని బాణీ; కొట్టొచ్చినట్లు కనబడుతోంది. ఇలా పునరావృత్తమవుతున్న లక్షణాన్ని ఆవర్తన సూత్రం (Peridic Law) అంటారు.

ఇదొక్కటేకాదు. ఇంకా బాణీలు ఉన్నాయి. రసాయన శాస్త్రంలో ఒకముఖ్యమైన భావం పేరు వేలన్సీ (valency). లేటిన్‌లో ఈ మాటకి అర్థం “బలం.” తెలుగులో ‘సంయోజకత’ అనే మాట వాడుకలో ఉంది కానీ మనం ‘బాహుబలం’ -లేదా, టూకీగా ‘బాలం’ - అందాం. అణు సంఖ్యతో బాలం పెరుగుతుందా? తరుగుతుందా? ఈ ప్రశ్నకి సమాధానంగా దిగువ పట్టిక చూడండి. ఈ పట్టికలో అణు సంఖ్య పెరుగుతూ ఉంటే చంద్రకళలలా బాలం పెరుగుతూ, తరుగుతూ కనిపించడం లేదూ? ఇది ఆవర్తన సూత్రానికి మరొక ఉదాహరణ.

బొమ్మ 2. కొన్ని మూలకాల పేర్లు వాటి బాలంలు

ఆ రోజులలో అణు వాదం ఇంకా పుంజుకోలేదు. అణువు నిర్మాణ శిల్పం అర్థం కాని రోజులవి. అంతా గందరగోళంగా ఉండి చీకట్లో చిందులాటలా ఉన్న సమయంలో మెండలియెవ్ రంగంలో ప్రవేశించేరు. అప్పటివరకు తెలుసున్న మూలకాల పేర్లని రకరకాలుగా పేర్చడం మొదలు పెట్టేరు ఆయన. మాటవరసకి, ఆయన తయారు చేసుకున్న మొట్టమొదటి అమరికని బొమ్మ 3 లో చూపెడుతున్నాను. ఈ మాత్రం పనిని మెండలీయెవ్ సమకాలికులు చాల మంది చేసేరు.

బొమ్మ 3. మెండలియవ్ ప్రయత్నించిన ఒక అమరిక

తరువాత మెండలియెవ్  మూలకాలని జాతులవారిగా విడగొట్టి, వాటిని చదరంగపు బల్ల మీద గదులలా ఒక కాగితం మీద గదులు గీసి, ఒకొక్క గదిలో ఒకొక్క మూలకం పేరు వచ్చేలా అమర్చేరు. మాటవరసకి, చదరంగం బల్ల మీద ఎడం నుండి కుడికి వెళ్లే అడ్డు వరుసని అందాకా ‘అరుస’ (row) అందాం. ఈ అరుసనే రసాయన పరిభాషలో ‘ఆవర్తు’ (period) అని అంటారు. అదే విధంగా, పై నుండి కిందకి వెళ్లే నిలువు వరుసని ‘నిరుస’ (column) అందాం. రసాయన పరిభాషలో ఈ నిరుసని ‘గుంపు’ (group) అని కానీ ‘కుటుంబం’ (family) అని కానీ అంటారు. ఈ రకంగా మెండలియెవ్ 1871 లో అమర్చిన అమరికని బొమ్మ 4 లో చూపెడుతున్నాను. ఈ బొమ్మలో అడ్డు వరుసలని 1,2,3,...12 అనిన్నీ, నిలువు వరుసలని, I, II,...VIII అనిన్నీ రాసేం.

బొమ్మ 4. మెండలియవ్ మెరుగుపరచిన మరొక అమరిక

ఈ బొమ్మని పరిశీలించి చూస్తే కొన్ని మౌలికమైన విషయాలు అర్థం అవుతాయి. ఉదాహరణకి లిథియం (Li), సోడియం (Na), పొటాసియం (K), రుబీడియం (Rb) ఒకే జాతి (కుటుంబం లేదా గుంపు) మూలకాలు కనుక వీటన్నిటిని, ఒక (I వ) నిరుసలో వచ్చేలా అమర్చేరు ఆయన. అలాగే రాగి (Cu), వెండి (Ag), బంగారం (Au), ప్లేటినం (Pt) – ఈ నాలుగింటిని కట్టకట్టి మరొక గదిలో (అరుస 10, నిరుస VIII) లో పడేసేరు. క్లోరీన్ (Cl), బ్రోమీన్ (Br), అయొడీన్ (I) లు చాల చురుకైనవి; వీటిని మరొక (VII వ) నిరుసలో పెట్టేరు. ఇలా తనకి తెలిసిన 57 మూలకాలనీ గదులలో అమర్చి పైన చూపించిన విన్యాసం (array) తయారు చేసేరు మెండలియెవ్.

ఇంతవరకు పని చేసి తన పని అయిపోయిందని అనుకుని ఉంటే ఆయనని నేడు మనం స్మరించుకుని ఉండేవాళ్లం కాదు. ఈ పాటి పని ఆ రోజుల్లో చేసిన వాళ్లు ఉన్నారు. మెండెలియెవ్ మరొక అడుగు ముందుకు వేసేరు. పన్నెండు అరుసలు (ఆవర్తులు), ఎనిమిది నిరుసలు (కుటుంబాలు) ఉన్న విన్యాసంలో 12 x 8 = 96 గదులు ఉంటాయి కదా. కాని ఆ రోజులలో 57 మూలకాల ఉనికే తెలుసునని అనుకున్నాం కదా. కనుక మెండలియెవ్ పైన చూపించిన దీర్ఘచతురస్రాకారపు విన్యాసంలో చాలా చోట్ల గదులని ఖాళీగా ఒదిలేసి అక్కడ ఒక ప్రశ్నార్థకం (?) వేసి, అక్కడ ఇంకా మనం కనుక్కోవలసిన మూలకాలు ఉన్నాయని ఆయన ఉద్ఘాటించేరు. అంతేకాదు; ఆయా మూలకాలు ఏయే లక్షణాలు కలిగి ఉంటాయో జోస్యం చెప్పేరు.

ఉదాహరణకి 4 వ అరుస, III వ నిరుస స్థానంలో ఒక ప్రశ్నార్థకం ఉంది, చూడండి. ఆ గదిలో మనకి తెలియని మూలకం ఉందన్నారు ఆయన. ఆ గది అల్లూమినం (Al) ఉన్న గదికి ఒక (“ఏక”) గది దిగువన ఉంది కనుక ఆ గదిలో ఉండవలసిన మూలకానికి ఆయన ‘ఏక-అల్లూమినం’ అని పేరు పెట్టేరు. ఈ ఏక-అల్లూమినం అణు భారం 68 అని ఆయన జోస్యం చెప్పేరు. అంతే కాదు. ఏక అల్లూమినం ‘గది ఉష్ణోగ్రత’ (27 డిగ్రీలు సెల్సియస్) దగ్గర ఘన పదార్థం అనిన్నీ, అది లోహాలలా మెరుస్తూ ఉంటుందని, మంచి ఉష్ణవాహకి అని కూడ చెప్పేరు. అంతే కాదు. అది వెన్నలా అతి తేలికగా కరిగిపోతుందనిన్నీ, దాని సాంద్రత (అంటే ఒక ఘన సెంటీమీటరు బరువు) 6 అని కూడ ఉటంకించేరు. ఇదంతా ఆ విన్యాసంలో ఉన్న ఖాళీ స్థలానికి ఇరుగు పొరుగులలో ఉన్న మూలకాల లక్షణాలని బట్టి ఊహించేరాయన.

ఇదే పద్ధతిలో ఆయన ఊహించిన ఇతర మూలకాలకి ఏక-బోరాన్, ఏక-అల్లూమినమ్, ఏక-సిలికాన్, ఏక-జిర్కోనియం, ఏక-మేంగనీస్ అంటూ పేర్లు పెట్టేరు.

కొద్ది సంవత్సరాలు పోయిన తరువాత ఒక ఫ్రెంచి శాస్త్రవేత్త ఒక కొత్త మూలకం ఉనికి కనుక్కున్నాడు. దానికి ‘గేలియం’ (అంటే ఫ్రెంచి భాషలో ‘ఫ్రాంసు’ అని అర్థం). ఈ గేలియం అణు భారం 69.72. ఒక ఘన సెంటీమీటరు 5.9 గ్రాములు తూగుతుంది. గది ఉష్ణోగ్రత దగ్గర ఇది ఘన పదార్థమే కాని కేవలం 30 డిగ్రీల దగ్గర కరిగిపోతుంది. ఈ లక్షణాలు చూసి అయిన ఈ కొత్త మూలకాన్ని ఏక-అల్లూమినం ఉన్న స్థానంలో పెట్టాలని నిశ్చయించేరు. అంటే, గేలియం అన్నా ఏక-అల్లూమినం అన్నా ఒక్కటే అన్న మాట.

ఇదే విధంగా మెండలియెవ్ ఏక-సిలికాన్ అని పేరు పెట్టినది జెర్మేనియం అని తేలింది. ఏక-మేంగనీస్‌ని ఇప్పుడు టెక్నీటియం అంటున్నాం. ఆశ్చర్యం ఏమిటంటే ఈ టెక్నీటియం ప్రకృతిసిద్ధంగా దొరకదు; దీనిని మొట్టమొదట కృత్రిమంగా ప్రయోగశాలలో తయారు చేసేరు.

మెండలియవ్‌కి ఈ ఊహ ఎలా తట్టింది?

మెండలియెవ్ అట్ట ముక్కలని చీట్లపేక ముక్కల మాదిరి కత్తిరించి, ఒకొక్క ముక్క మీద ఒకొక్క మూలకం పేరు, దాని లక్షణాలు (అప్పటికి తెలిసినవి) రాసుకుని, ఆ దస్త్రాన్ని ఒక జేబులోను, సాధారణంగా ఆడుకునే చీట్లపేక దస్త్రాన్ని మరొక జేబులోను పెట్టుకుని తిరుగుతూ ఉండేవారుట. ప్రయాణం చేసేటప్పుడు రైలు స్టేషన్లో బండి కోసం వేచి ఉన్న సమయంలో కాలక్షేపానికి చీట్ల పేకతో ‘ఏకముఖ పారాయణం’ (లేదా ఒక్కరు కూర్చుని ఆడుకునే ‘ఒంటాట’ లేదా Solitaire) ఆట ఆడుకునేవారట. (బొమ్మ చూడండి.)

బొమ్మ 5. స్ఫూర్తి ఇచ్చిన ‘సోలిటైర్’ అనే చీట్లాట

ఈ ఆట అంతర్జాలంలో తేలికగా దొరుకుతుంది. కంప్యూటర్ మీద ఆడుకోవచ్చు. ఈ ఆటలో పేకముక్కలని ఎరుపు, నలుపు ఒకదాని తరువాత మరొకటి వచ్చేలా రాజు నుండి రెండు వరకు అవరోహణ క్రమంలో అమర్చుకుంటూ పోవాలి. అవసరానికి అమరిన ముక్క వచ్చినంతసేపు శ్రేఢి (sequence) ఆలా పెరుగుతూ పోతుంది. అవసరమైన ముక్క వరసలో రాకపోతే శ్రేఢి ఆగిపోతుంది. అప్పుడప్పుడు అవసరమైన ముక్క దస్త్రంలో ఉండకపోవచ్చు (పారేసుకుని ఉండొచ్చు) కదా! ఆహా! తన దగ్గర పేక ముక్కలు అన్నీ లేక పొతే ఆట పూర్తి అవదు కదా.

ఇదే విధంగా మూలకాలని కూడా అమర్చితే? రెండో జేబులో ఉన్న రెండో దస్త్రాన్ని తీసి దాన్ని కూడా లక్షణాల వారీగా అమర్చుతూ ఉంటే కొన్ని చోట్ల అవసరానికి నప్పే ముక్క (మూలకం అని చదువుకోవాలి) దొరక్కపోతే అక్కడ ఖాళీ వదిలేసి ముందుకి కదిలేడు అయన.

మెండలియెవ్ బహుముఖ ప్రజ్ఞావంతుడు. రష్యా రాజు (జార్) ఆస్థానంలో ఎన్నో పనులు సమర్ధవంతంగా నిర్వహించేవాడు. మాదక ద్రవ్యాలలో ఆల్కహాలు శాతం ఎంత ఉందో దానిని బట్టి పన్ను విధించాలని సూచించేడీయన. ఉదాహరణకి ఒక గ్లాసుడు ఓడ్కా లో ఒక గ్లాసుడు నీళ్లు (లేదా, పళ్ళ రసం) కలిపితే రెండు గ్లాసుల ‘డ్రింకు’ రాదు; అంతకంటే తక్కువ వస్తుంది. (ఈ ప్రయోగం ఇంటి దగ్గర చేసి చూడవచ్చు.) కనుక ‘డ్రింకు’ మీద పన్ను విధించాలంటే అందులో ఆల్కహాలు శాతం ఎంత ఉందో లెక్క కట్టాలి. ఈ లెక్క కట్టి చూపించినది మెండలియెవ్. (50mL నీరు + 50mL ఆల్కహాలు = ~96mL మాత్రమే డ్రింకు వస్తుంది, ఎందుకంటే నీటి బణువు (molecule) కంటే ఆల్కహాలు బణువు చిన్నగా ఉంటుంది కనుక పెద్ద పెద్ద నీటి బణువుల మధ్య ఉన్న స్థలంలో చిన్న ఆల్కహాలు బణువులు ఇమిడిపోగలవు.)

ఇంత పని చేసి, రసాయన శాస్త్రం మీద తనదైన ముద్ర వేసిన మెండలియవ్‌కి నోబెల్ బహుమానం ఇవ్వలేదు. రాజాకీయాల కీచులాట కారణం అంటారు. నోబెల్ బహుమానాలు ఇవ్వడం మొదలు పెట్టినది సా. శ. 1901లో. మెండలియెవ్ మరణించినది 1907 లో. ఈ ఏడు ఏళ్ళల్లోనూ వాంట్‌హాఫ్, ఫిషర్, ఎర్రీనియస్, రేమ్సే, బేయర్, మెయిసాన్ లకి బహుమానాలు అందేయి. వీరెవరో తెలియని వారు ఉండొచ్చు. కాని, మెండలియెవ్ పేరు తెలియని విద్యార్థులు ఉండరేమో!