לותאר מאייר: האיש הנוסף שמצא את החוק המחזורי
בשנת 1869 פרסם דמיטרי מנדלייב (Dmitri Mendeleev) את הטבלה המחזורית שלו. חודשים ספורים לאחר מכן פרסם לותאר מאייר (Lothar Meyer) טבלה משלו – אליה הגיע באופן עצמאי, מתוך התבססות על מדידות פיזיקליות, אך באיחור מהותי. מאייר הכיר בבכורתו של הרוסי ללא תלונה, ובשנת 1882 חילקה החברה המלכותית (Royal Society) את מדליית דייווי (Davy Medal) ביניהם. ההיסטוריה הייתה פחות הוגנת מהחברה המלכותית, אך לחוק המחזורי היו שני מגלים, ואחד מהם היה רופא גרמני שהגיע לכימיה דרך חקר הדם.
בנו של רופא
מאייר נולד ב-19 באוגוסט 1830 בוארל (Varel), בדוכסות אולדנבורג, בנם של הרופא פרידריך אוגוסט מאייר ואנה בירמן. הוא התחנך בגימנסיה אלטס (Altes Gymnasium) באולדנבורג ולאחר מכן פנה, כפי שהיה מצופה מבנו של רופא, לרפואה.
הכשרתו נקראת כסיור בשיאה של המדע הגרמני במאה התשע-עשרה. החל משנת 1851 באוניברסיטת ציריך (University of Zurich) הוא למד רפואה אצל קרל לודוויג (Carl Ludwig), הפיזיולוג הדגול. מווירצבורג (Würzburg) החל משנת 1853 הוא למד פתולוגיה אצל רודולף וירכו (Rudolf Virchow), מייסד הפתולוגיה התאית. בהיידלברג (Heidelberg) הוא עבד אצל רוברט בונזן (Robert Bunsen), שהחזיק בקתדרה לכימיה – ובונזן הוא זה שהפנה אותו לתחום. בשנת 1858 קיבל מאייר דוקטורט בכימיה באוניברסיטת ברסלאו (University of Breslau) עם תזה על השפעות פחמן חד-חמצני על הדם. לא מסופק מכך, הוא נסע לקניגסברג (Königsberg) כדי ללמוד פיזיקה מתמטית אצל פרנץ ארנסט נוימן (Franz Ernst Neumann), כאשר גוסטב קירכהוף (Gustav Kirchhoff) היה בין השפעותיו.
השילוב הוא המפתח לכל מה שעשה מאוחר יותר. מאייר היה רופא שהוכשר בפיזיולוגיה, פתולוגיה, כימיה ופיזיקה מתמטית, והוא ניגש ליסודות כפי שפיזיקאי היה ניגש אליהם: בחיפוש אחר גדלים שניתן למדוד ולשרטט.
חמצן והמוגלובין
ההכשרה הרפואית השתלמה מיד. מאייר זיהה שחמצן מתרכב עם ההמוגלובין בדם – תובנה שהפכה את הנשימה מתהליך חיוני מעורפל לאיחוד כימי ספציפי בין גז לבין חומר בדם. זהו עדיין אחד מאבני היסוד של הכימיה הפיזיולוגית, וזה היה עבודתו של אדם שטרם מלאו לו שלושים.
הספר משנת 1864
בשנת 1859, לאחר הסמכתו כמרצה (Habilitation), הפך מאייר ל-Privatdozent בפיזיקה ובכימיה בברסלאו. חמש שנים לאחר מכן הוא פרסם את Die modernen Theorien der Chemie (התיאוריות המודרניות של הכימיה), הספר שבנה את המוניטין שלו ושכלל גרסה מוקדמת של הטבלה המחזורית: עשרים ושמונה יסודות מסודרים לשש משפחות לפי ערכיות.
Twenty questions, eight minutes on the clock, and a percentile measured against everyone who has taken it. No sign-up.
Take the IQ test →קל לפספס את המשמעות ממרחק. בכימיה של שנת 1864 הייתה רשימה ארוכה של יסודות וללא עקרון מקובל לארגונם. הטבלה של מאייר הייתה ניסיון ראשון אמיתי למיין את היסודות באופן שיטתי לפי תכונה בעלת משמעות, ולטעון שהמיון חושף משהו אמיתי על החומר.
נפחים אטומיים
תרומתו המקורית ביותר הייתה גרפית. מאייר שרטט תרשים קווי של נפח אטומי כפונקציה של משקל אטומי, והעקומה שהתקבלה עלתה וירדה בסדרה של פסגות ושקעים. כאן, משורטטת על גיליון אחד, הייתה המחזוריות של היסודות – לא נטענת, לא מוסקת מאנלוגיה כימית, אלא גלויה. היא הפכה את החוק המחזורי מתכנית סיווג לעובדה פיזיקלית הדורשת הסבר, ואף אחד שראה את העקומה לא יכול היה בקלות לפטור את הדפוס כמקריות.
מאייר המשיך בתיקונים. הטבלה משנת 1864 סודרה אופקית; גרסה נוספת משנת 1870 סודרה אנכית, כאשר כל סדרה מסתיימת כראוי ביסוד מקבוצת המתכות האלקליות-עפרוריות.
מוכה בהפרש של חודשים
עד שהגרסה המלאה יותר הופיעה, מנדלייב כבר פרסם את שלו. שני הגברים עבדו באופן עצמאי לחלוטין והגיעו לאותו חוק באופן מהותי, ומאייר אמר זאת, כשהוא מכיר בבכורתו של מנדלייב.
עם זאת, היה הבדל אמיתי ביניהם, והוא מסביר את ההבדל בפרסומם. מנדלייב דחף את הטבלה שלו לעסקי הנבואה, תוך שהוא מדגיש את היסודות שטרם התגלו ומתאר את התכונות שיימצאו להם. מאייר לא עשה זאת. הוא לא הדגיש תחזיות על יסודות לא ידועים או פירט את המאפיינים הסבירים שלהם; הוא ביסס את הדפוס והסתפק בכך שהוא יעמוד כדפוס. תחזית היא מה שהופך חוק מדעי למפורסם, ושמו של מנדלייב חתום על החוק מהסיבה הזו.
החברה המלכותית, לפחות, שפטה את העבודה ולא את הראוותנות. בשנת 1882 היא העניקה את מדליית דייווי במשותף למאייר ולמנדלייב כהוקרה על עבודתם על החוק המחזורי.
בנזן, וקתדרות
הקריירה של מאייר התקדמה בהתמדה: משרה באקדמיה ליערנות באברסוואלדה (Eberswalde) בשנת 1866, פרופסורה במכון הפוליטכני של קרלסרוהה (Karlsruhe) בשנת 1868, ובשנת 1876 הקתדרה לכימיה באוניברסיטת טיבינגן (University of Tübingen), בה החזיק עד סוף ימיו. הוא נשא את יוהנה וולקמן (Johanna Volkmann) לאישה בשנת 1866.
הוא גם תרם תרומה מבנית שנייה שלעתים קרובות מתעלמים ממנה. בשנת 1872 היה מאייר הראשון להציע שששת אטומי הפחמן של טבעת הבנזן קשורים זה לזה בקשרים יחידים בלבד, כאשר הערכיות הרביעית של כל אטום פחמן מכוונת פנימה, לעבר פנים הטבעת. זו הייתה הצעה שהעבירה את יכולת הקשר הנותרת של הטבעת מקישורים קבועים בין אטומים מסוימים אל המבנה בכללותו – דרך חשיבה על מולקולות ארומטיות ששרדה את המודל הספציפי.
טיבינגן, 1895
לותאר מאייר מת בטיבינגן ב-11 באפריל 1895, לאחר שבץ מוחי, בגיל שישים וארבע. בשנת 1983 נקרא מינרל שזוהה לאחרונה לותארמייריט (lotharmeyerite) כהוקרה על עבודתו על החוק המחזורי – אנדרטה צנועה לאדם שראה את אותו דפוס גדול כמו מנדלייב, שרטט אותו בצורה יפה יותר, ואמר זאת בקול רם כמה חודשים מאוחר מדי.