Solving the puzzle of the periodic table - Eric Rosado

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TED-Ed


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00:00
Transcriber: Andrea McDonough Reviewer: Bedirhan Cinar
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7000
翻訳: Hiroshi Uchiyama 校正: Tomoyuki Suzuki
00:14
Our Earth is a collection of puzzle pieces that make up the universe.
1
14371
3464
地球には宇宙を構成する ジグソーパズルのピースが集まっています
00:17
In the vast darkness of space,
2
17835
1564
宇宙は 広大な暗黒の空間ですが
00:19
the universe is lit by stars,
3
19399
2248
恒星によって照らされています
00:21
which could one day become a supernova
4
21647
1881
恒星は いつか 超新星爆発を起こし
00:23
and create all the puzzle pieces that we know today
5
23528
2382
現在 元素として知られる パズルのピース全てを
00:25
as the elements.
6
25910
1715
生成するかもしれません
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All elements were formed and released
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27625
1431
全ての元素は
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into space by exploding stars.
8
29056
2321
恒星の爆発によって生成され 宇宙空間に放出されました
00:31
For centuries, humans have tried to discover
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31377
1814
人類は何世紀も 世界の構成要素を
00:33
what makes up the world around them.
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33191
1653
知ろうとしてきました
00:34
Little did they know that all the pieces they needed
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34844
2510
必要なピースは 全部 身近にあることなど
00:37
were right under their noses.
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37354
1841
知らずにです
00:39
The discovery of these pieces revolutionized
13
39195
1725
ピースの発見は
00:40
our understanding of the world
14
40920
1788
この世の理解に革命をもたらし
00:42
and allowed for the creation of what might be
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42708
1393
科学への最大のプレゼントとも いえるものが作られました
00:44
the greatest gift to science:
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44101
1647
00:45
the periodic table.
17
45748
1904
元素の周期表です
00:47
So, where are these elements,
18
47652
2309
元素がどこに 配置されているのでしょうか?
00:49
and how do we find a means to order them?
19
49961
2199
また 元素を並べる方法を どう見つければよいのでしょうか
00:52
Well, believe it or not,
20
52160
1651
驚くべきことに
00:53
ancient civilizations were very much aware
21
53811
1553
古代文明においても
00:55
of many elements around them,
22
55364
2063
周囲にある多くの元素を 認識していました
00:57
but they did not identify them as the pieces of our universe.
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57427
3166
ただ 宇宙の構成要素とは 考えていませんでした
01:00
Elements like gold, silver, and copper
24
60593
1962
金、銀、銅といった元素は
01:02
were easily spotted by ancient cultures,
25
62555
1941
古代文化でも簡単に見つけられ
01:04
and were used for multiple purposes like jewelry and tools.
26
64496
3432
宝飾品や道具など 多くの目的で使われました
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Why were these elements spotted so easily?
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67928
2485
なぜそんなに簡単に 見つけられたのでしょうか?
01:10
Think of the periodic table as a puzzle.
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70413
1607
元素周期表をパズルと考えましょう
01:12
The corner pieces are edges of a puzzle,
29
72020
2265
端っこにあるピースは パズルの辺の部分にあたり
01:14
are generally the easiest to find and place
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74285
2125
最も見つけやすく 場所もすぐ分かります
01:16
because they stand out with their smooth edges,
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76410
2151
真っ直ぐな辺によって目立ち
01:18
and clearly don't interlock with other puzzle pieces.
32
78561
2740
しかも その辺が他のピースとは 明らかにつながらないからです
01:21
Like puzzle pieces, elements can be choosy on who they interact with.
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81301
4464
パズルのピースと同様に 元素は他のどの元素と作用するか選り好みします
01:25
Some like to react with other elements,
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85765
1571
他の元素と反応しやすいものもあれば
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while others do not.
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87336
1730
そうでない元素もあります
01:29
The elements that do not interact with other elements are easy to pin-point,
36
89066
3294
他の元素と相互作用しない元素は ピンポイントで示せますが
01:32
while the ones who like to interact with others are difficult to find.
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92360
3243
他の元素と相互作用を起こし易い元素は 見つけることが難しいのです
01:35
Gold, silver, and copper are some of the choosier elements
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95603
3683
金、銀、銅は作用する相手を 選り好みする元素ですので
01:39
so we can find them easier.
39
99286
2009
より簡単に見つけられます
01:41
So let's fast forward to the late 1600's
40
101295
2385
1600年代の後半まで話を進めましょう
01:43
where Hennig Brand, a German alchemist,
41
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2395
ドイツの錬金術師であるヘニッヒ・ブラントは
01:46
was busy working in his laboratory.
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106075
1876
実験室で忙しく働いていました
01:47
Like many other alchemists of his time,
43
107951
1962
当時の他の多くの錬金術師と同様に
01:49
Brand was trying to extract gold from the human body.
44
109913
2708
ブラントは人体から 金を抽出しようとしました
01:52
Brand hit upon what he thought was the most obvious answer to his problem:
45
112621
4183
彼にとっては最も明快と思える答えを 思いつきます
01:56
urine.
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116804
1551
尿です
01:58
Urine is gold in coloration and could perhaps have gold in it.
47
118355
3191
尿は黄金色ですし 金が含まれると考えました
02:01
So, Brand collected as much urine as he possibly could,
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121546
2971
そこでブラントはできる限り 多くの尿を集めました
02:04
much of it being his own,
49
124517
1912
その多くは彼自身の尿です
02:06
then he decided to boil it down in hopes of obtaining gold.
50
126429
2943
そして金が得られることを期待して 煮詰めることにしました
02:09
So Brand boiled his, well, urine,
51
129372
3060
ブラントは自分の… おしっこを煮立てて
02:12
down until he collected a paste
52
132432
1284
ペースト状にし
02:13
and heated the paste to a very high temperature.
53
133716
2767
このペーストを とても高温に加熱しました
02:16
Eventually smoke appeared
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136483
1059
ついには煙が立ち始め
02:17
and the material burned brightly and violently.
55
137542
2809
その物質は明るく激しく燃え上がりました
02:20
Brand had unknowingly isolated phosphorous from his urine.
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140351
3527
ブラントは意図せず 尿からリンを分離したのです
02:23
It was the first time anyone had discovered an element,
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143878
2407
これは元素の初めての発見となりましたが
02:26
but he didn't really understand what he had done.
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146285
2568
彼自身はそのことを 理解していませんでした
02:28
At the time of Brand, the concept of element had not been discovered.
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148853
3245
ブラントの時代には元素の概念さえ 発見されていなかったのです
02:32
Instead ancient Greek principles of objects being composed of
60
152098
2565
そのかわり 古代ギリシャの考え方 すなわち物体は
02:34
earth,
61
154663
841
土、水、空気そして火で できているという
02:35
water,
62
155504
769
02:36
air,
63
156273
415
02:36
and fire
64
156688
764
02:37
were predominant.
65
157452
1678
考え方が支配的でした
02:39
It wasn't until the work of Antoine Lavoisier,
66
159130
2426
化学の父として知られる アントワーヌ・ラヴォアジエによってようやく
02:41
who is now known as the father of chemistry,
67
161556
1953
02:43
that science defined what an element was.
68
163509
3174
「元素」が科学的に定義されました
02:46
Lavoisier defined an element as a substance
69
166683
1893
ラヴォアジエは元素を
02:48
that cannot be broken down by existing chemical means.
70
168576
3752
既存の化学的手段では 分解できない物質と定義しました
02:52
Lavoisier created a list of the known elements of his time
71
172328
2558
ラヴォアジエは当時知られていた 元素のリストを作成し
02:54
and tried to put the elements in some sort of order
72
174886
2569
元素を一定の規則に基づいて 並べようと試み
02:57
in which they could be classified,
73
177455
1391
気体や金属などに
02:58
such as gases or metals.
74
178846
2159
分類したのです
03:01
He was the first one to try to put the puzzle together.
75
181005
2533
彼はパズルを組み立てようとした 初めての人です
03:03
This was just the beginning of a means
76
183538
1485
当時知られていた元素を
03:05
to organize the known elements of his time.
77
185023
2680
整理する手法の始まりでした
03:07
Many other chemists then came along to make the puzzle clearer.
78
187703
3125
パズルを明確にしようと 多くの化学者たちが後に続きました
03:10
One of them, John Dalton, weighed the elements
79
190828
2386
その1人ジョン・ドルトンは 元素の重さを計り
03:13
and arranged the puzzle by weight.
80
193214
2097
重さによってパズルを並べました
03:15
German chemist Wolfgang Döbereiner later combined elements
81
195311
3598
後にドイツの化学者 ヴォルフガング・デーベライナーは
03:18
to see how they reacted with one another.
82
198909
2135
元素同士を組み合わせ 反応の様子を観察し
03:21
What he found was that certain elements shared similar properties and reactions.
83
201044
3695
特定の元素同士は似通った 性質と反応を示すことを見出しました
03:24
For example, when pure lithium, sodium, and potassium
84
204739
3759
例えば純粋な リチウム、ナトリウム、カリウムは
03:28
are exposed to water,
85
208498
1828
水と接触すると
03:30
they will react violently
86
210326
1120
激しく反応し
03:31
and skid across the surface of the water with sparks.
87
211446
2962
火花を散らしながら 水面上を動き回ります
03:34
The scientists then realized that these similiarities
88
214408
1759
科学者たちはこれらの類似点が
03:36
are no coincidence:
89
216167
1642
偶然ではないことを理解しました
03:37
elements belong to families that share similar properties.
90
217809
3351
元素は類似した性質を持つ族に 属するのです
03:41
But the chemist who finally put the puzzle together is Dmitri Mendeleev.
91
221160
3892
しかし最終的にパズルを完成させた科学者は ドミトリ・メンデレーエフでした
03:45
He created cards of each known element and tried to order them
92
225052
2591
彼は既知の元素のカードを作成し
03:47
based on atomic weight and their known properties.
93
227643
2934
それらを原子量と既知の性質に基づき 並べようとしました
03:50
The story is that he stayed up 3 days and 3 nights,
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230577
2712
言い伝えによると 彼は三日三晩考え続け
03:53
and he finally fell into a deep sleep
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233289
1795
ついには深い眠りに落ち
03:55
and he dreamed about a table to order the elements.
96
235084
2707
夢の中で元素を並べた表を見たのでした
03:57
Mendeleev was not only able to create the periodic table,
97
237791
2511
メンデレーエフは 周期表を作成しただけではなく
04:00
but he was able to predict elements that were not yet discovered.
98
240302
3625
まだ発見されていない元素の存在を 予言しました
04:03
The puzzle of the periodic table of the elements was solved.
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243927
3122
元素周期表のパズルは解けたのです
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