Альтернативные периодические таблицы - Alternative periodic tables

Таблица Менделеева Теодора Бенфея (1964)
Часть серия на
Периодическая таблица
Наборы элементов
Элементы
  • Книга
  • Категория
  • Химический портал

Альтернативные периодические таблицы представляют собой таблицы химические элементы отличаются по своей организации от традиционное изображение периодической системы.[1][2]

Было разработано более тысячи, часто для дидактический Причина в том, что не все корреляции между химическими элементами эффективно фиксируются стандартной периодической таблицей.

Основные альтернативные конструкции

Левая ступенчатая таблица Менделеева (Джанет, 1928)

Чарльз Джанет таблица Менделеева с левым шагом[3] является наиболее широко используемой альтернативой традиционному изображению периодической системы. Он организует элементы согласно идеализированному орбитальному заполнению (вместо валентность ).[4] Например, элементы от Sc до Zn показаны как трехмерный блок, подразумевающий орбитальную занятость [Ar] 4s.2 3DИкс, хотя сейчас известно, что Cr на самом деле имеет орбитальную заселенность [Ar] 4s1 3D5 и Cu имеет [Ar] 4s1 3D10.

Левая ступенчатая периодическая таблица (Чарльз Джанет)
ж1ж2ж3ж4ж5ж6ж7ж8ж9ж10ж11ж12ж13ж14d1d2d3d4d5d6d7d8d9d10п1п2п3п4п5п6s1s2
1 сЧАСОн
2 сЛиБыть
2p 3 сBCNОFNeNaMg
3p 4 сAlSiпSClArKCa
3D 4p 5 сScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeВ качествеSeBrKrРуб.Sr
4d 5p 6 сYZrNbПнTcRURhPdAgКомпакт дискВSnSbTe яXeCSБа
4f 5d 6p 7 сЛаCePrNdВечераСмЕвропаБ-гTbDyХоЭТмYbЛуHfТаWReОперационные системыIrPtAuHgTlPbБиПоВRnПтРа
5f 6d 7p 8 сAcЧтПаUNpПуЯвляюсьСмBkCfEsFMМкрНетLrRfDbSgBhHsMtDsRgCnNhFlMcLvЦOg119120
f-блокd-блокp-блокs-блок
Эта форма таблицы Менделеева соответствует порядку, в котором электронные оболочки идеально заполнены в соответствии с Правило Маделунга, как показано в сопроводительной последовательности на левом поле (читать сверху вниз, слева направо). Экспериментально определенные электронные конфигурации элементов в основном состоянии отличаются от конфигураций, предсказываемых правилом Маделунга в двадцати случаях, но предсказанные Маделунгом конфигурации всегда по крайней мере близки к основному состоянию. Последние два показанных элемента, элементы 119 и 120, еще не синтезированы.
Слева направо: s-, f-, d-, p-блок в общей периодической таблице; для достаточно высоких главные квантовые числа эти блоки заполняются в порядке s, p, d и f. Периодическая таблица с левым шагом организована в соответствии с обратным порядком, так что истинный порядок поддерживается посредством правильного чтения.

По сравнению с обычным макетом, таблица с левым шагом имеет следующие изменения:

  • Гелий относится к группе 2 (не к группе 18).
  • Группы 1 и 2 (s-блок), включая элементы 119 и 120 в расширенном периоде 8, перемещаются в правую часть таблицы.
  • S-блок сдвигается вверх на одну строку, и все элементы, не входящие в s-блок, теперь на одну строку ниже, чем в стандартной таблице. Например, большая часть четвертой строки стандартной таблицы является пятой строкой в ​​этой таблице.

В результате порядок по-прежнему остается неизменным: атомный номер (Z), 1–120.

Двумерная спираль (Бенфей, 1964)

В Теодор Бенфей В периодической таблице элементы образуют двумерную спираль, начинающуюся из водорода и сворачивающуюся вокруг двух полуостровов. переходные металлы, и лантаноиды и актиниды. А суперактинид остров уже вставлен.[5]

Трехмерный, похожий на цветок (Поль Жигер, 1966)

Поль Жигер Трехмерная таблица Менделеева состоит из четырех связанных рекламных щитов с элементами, написанными на лицевой и оборотной сторонах. На первом рекламном щите элементы группы 1 на фронте и группа 2 элементов сзади, без водорода и гелия. Под углом 90 ° второй рекламный щит содержит группы с 13 по 18 спереди и сзади. Еще два билборда с углами 90 ° содержат остальные элементы.[6][7]

Трехмерный, физический (Тимоти Стоу, 1986)

Периодическая таблица физика Тимоти Стоу является трехмерной с тремя осями, представляющими главное квантовое число, орбитальное квантовое число, и орбитальный магнитное квантовое число.[8][9] Гелий снова элемент группы 2.

Повторяющиеся элементы (Рональд Л. Рич, 2005)

Рональд Л. Рич предложил периодическую таблицу, в которой элементы появляются более одного раза, когда это необходимо.[10] Он отмечает, что водород имеет общие свойства с элементы группы 1 на основе валентность, с участием группа 17 элементов потому что водород - неметалл, но также с углерод группа, основанная на сходстве химической связи с переходными металлами и аналогичными электроотрицательность. В этом исполнении периодической таблицы углерод и кремний также входят в ту же группу, что и титан и цирконий.

АДОМА (Валерий Циммерман, 2006)

Периодическая таблица ADOMAH отражает электронные конфигурации атомов.[11]

Таблица ADOMAH представляет собой адаптацию таблицы левой ступеньки.[12] Каждый строго вертикальный столбец таблицы имеет одинаковое значение главного квантового числа п. Например, п = 3 для Fe. Каждый блок элементов имеет одинаковое значение вторичного квантового числа. л. Например, л = 2 для Fe. Каждая запись элемента вместе со всеми предыдущими элементами соответствует электронная конфигурация этого элемента (за исключением 20 из 118 известных элементов). Например, электронная конфигурация Fe определяется, начиная с H, что составляет 1 с.1и считая в порядке атомных номеров. Это дает конфигурацию 1 с2 2 с2 2p6 3 с2 3p6 4 с2 3D6 или, в краткой форме, [Ar] 4s2 3D6.

Четверка блоки стола Адома можно переставить так, чтобы они помещались на равном расстоянии внутри обычного тетраэдр. Последний, в свою очередь, укладывается в куб.[13]

Другой

Таблица химиков («Newlands Revisited») с альтернативным расположением водорода, гелия и лантаноидов была опубликована EG Marks и JA Marks в 2010 году.[14]

Варианты классической планировки

В исходной периодической таблице Менделеева элементы были в основном расположены по валентности (группы в столбцы) и их повторению (периоды в строках). С годами и с открытиями в атомной структуре эта схема была скорректирована и расширена, но не изменилась в принципе.

Таблица Менделеева 1871 года в VIII столбцах. В наши дни, грубо говоря, пары Рейхен показаны как группы A, B (Например: Reihen 4, 5 записываются как период 3 и группы (столбцы) IA – VIIIA, IB – VIIIB).

Самая старая таблица Менделеева - это Краткая форма таблицу (столбцы I – VIII) по Дмитрий Менделеев, который показывает вторичное химическое родство. Например, щелочных металлов и чеканка металлов (медь, серебро, золото) находятся в одном столбце, потому что обе группы имеют валентность, равную единице. Этот формат до сих пор используется многими, о чем свидетельствует этот современная русская короткая таблица, который включает все элементы и имена элементов до рентгений.

Г. Г. Деминг использовал так называемый длинная таблица Менделеева (18 столбцов) в своем учебнике «Общая химия», который впервые появился в США в 1923 г. (Wiley) и первым обозначил первые две и последние пять основных групп буквой «А», и промежуточные переходные группы с обозначением «B».

Нумерация была выбрана так, чтобы характеристические оксиды групп В соответствовали таковым из групп А. Группы железа, кобальта и никеля не были обозначены ни A, ни B. Группа благородных газов первоначально была прикреплена (Демингом) к левой стороне периодической таблицы. Позже группа была переведена на правую сторону и обычно обозначена как группа VIIIA.

Расширение таблицы Менделеева

в расширенная таблица Менделеева, предложено Гленн Т. Сиборг в 1969 г., неизвестные элементы включены до атомный номер 168. Добавляются теоретические периоды сверх обычного периода 7.

В области исследований суператомы кластеры атомов обладают свойствами отдельных атомов другого элемента. Предлагается расширить периодическую таблицу с помощью второго слоя, который будет занят этими кластерные соединения. Последним дополнением к этой многоэтажной таблице является алюминий кластерный ион Al−
7, который ведет себя как поливалентный германий атом.[15]

В октябре 2020 года ученые сообщили о неэмпирическом способе представления чисел Менделеева и организации химического пространства.[16][17][18]

Галерея

  • Спиральная таблица Менделеева (Роберт Харрисон)

  • Кольцо периодических элементов (ТРОП)

  • Таблица Менделеева изогнутой ленты (Дж. Ф. Хайд)

  • Круговая периодическая таблица

  • Альтернативная круговая периодическая таблица

  • Спиральная таблица Менделеева (Ян Шолтен)

  • Цветок Менделеева (Цветочная таблица Менделеева)

  • Периодическая таблица двоичных электронных оболочек

  • Таблица Менделеева "Стоу"

  • Таблица Менделеева "Zmaczynski & Bayley"

  • Таблица Менделеева АДОМА (В. Циммерман)

  • Возвращение в Ньюлендс

  • Пирамидальная таблица Менделеева

  • Стоу – Джанет – Скерри с трехмерными электронными орбиталями

  • 4D таблица Менделеева Стоу – Джанет – Шерри

Рекомендации

  1. ^ Э. Р. Шерри. Периодическая таблица, ее история и ее значение. Oxford University Press, Нью-Йорк, 2006 г., ISBN  0195345673.
  2. ^ Генри Бент. Новые идеи в химии из свежей энергии для Периодического закона. АвторДом, 2006, ISBN  978-1-4259-4862-7.
  3. ^ "Периодическая таблица левой ступени". 1928. Получено 2014-02-15.
  4. ^ Стюарт, Филип Дж. (2009). «Чарльз Джанет: непризнанный гений периодической системы». Основы химии. 12: 5–15. Дои:10.1007 / s10698-008-9062-5. S2CID  171000209.
  5. ^ Таблица Бенфея фигурирует в статье Гленна Сиборга «Плутоний: элемент ужаса», Химия, Июнь 1964 г., 37 (6), 12–17, на с. 14.
  6. ^ Мазурс, Э. Г. (1974). Графические изображения периодической системы за сто лет. Алабама: Университет Алабамы Press. п. 111. ISBN  978-0-8173-3200-6.
  7. ^ Анимированное изображение периодической таблицы Жигера, широко доступное в Интернете (включая Вот ) ошибочна, так как не включает водород и гелий. Жигер включал водород, а не литий, и гелий, а не бериллий. См. Giguère P. A. (1966). «Новый взгляд на периодическую систему». Химия в Канаде т. 18 (12): 36–39 (см. Стр. 37).
  8. ^ Стоу, Тимоти. "Периодическая таблица физика 1989". jeries.rihani.com. Получено 24 сентября 2019. Таблица химических элементов физика
  9. ^ Брэдли, Дэвид (20 июля 2011 г.). "Наконец-то окончательная периодическая таблица?". Chemviews. ChemistryViews.org. Дои:10.1002 / chemv.201000107. Получено 24 сентября 2019.
  10. ^ Рич, Рональд Л. (2005). «Являются ли некоторые элементы более равными, чем другие?». J. Chem. Образовательный. 82 (12): 1761. Bibcode:2005JChEd..82.1761R. Дои:10.1021 / ed082p1761.
  11. ^ Клэнси, Кристина; и другие. (2010). Химия 11. Канада: Макгроу-Хилл Райерсон. п. 28. ISBN  978-007091575-6.
  12. ^ Лич, М. Р. "Периодическая таблица ADOMAH Валерия Циммермана". Интернет-база данных периодических таблиц. Получено 29 июля, 2019.; Стюарт, П. Дж. (2010). «Шарль Джанет: непризнанный гений периодической системы». Основы химии. 12 (1): 5–15. Дои:10.1007 / s10698-008-9062-5. S2CID  171000209.
  13. ^ Стюарт, П. (2018). «Любители и профессионалы химии: на примере таблицы Менделеева». В Scerri, E .; Рестрепо, Г. (ред.). От Менделеева до Оганессона: мультидисциплинарный взгляд на периодическую таблицу. Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. С. 66–79 (76–77). ISBN  978-0-190-66853-2.; Лич, М. Р. "Стеклянный куб с периодической таблицей ADOMAH". Интернет-база данных периодических таблиц. Получено 1 августа, 2019.
  14. ^ Marks, E. G .; Маркс, Дж. А. (2010). «Новый взгляд на Ньюлендс: демонстрация периодичности химических элементов для химиков». Основы химии. 12: 85–93. Дои:10.1007 / s10698-010-9083-8.
  15. ^ Амато, Иван (21 ноября 2006 г.). «За пределами периодической таблицы. Металлические кластеры имитируют химические свойства атомов». Новости химии и машиностроения.
  16. ^ Норман, Ник (26 ноября 2020 г.). «Периодическая таблица: ученые предлагают новый способ упорядочивания элементов». Разговор. Получено 28 ноября, 2020.
  17. ^ Болл, Филипп (18 ноября 2020 г.). «Новый порядок элементов может помочь найти материалы с многообещающими свойствами». Мир химии. Получено 28 ноября, 2020.
  18. ^ Аллахьян, Захед; Оганов Артем Р. (20 октября 2020 г.). «Неэмпирическое определение чисел Менделеева: организация химического пространства». Журнал физической химии. 124 (43): 23867–23878. Дои:10.1021 / acs.jpcc.0c07857. Получено 28 ноября, 2020.

дальнейшее чтение

  • Обзор известных тогда таблиц 1974 года считается окончательной работой по этой теме:[1] Мазурс, Э.Г. Графические представления периодической системы за сто лет. Алабама; University of Alabama Press, 1974 г., ISBN  0-8173-3200-6.
  • Хьёрланд, Биргер (2011). Таблица Менделеева и философия классификации. Организация знаний, 38 (1), 9–21.

внешняя ссылка

  1. ^ Кауфман, Джордж Б. (1975). «Графические изображения периодической системы за сто лет (Мазурс, Эдвард Г.)». Журнал химического образования. 52 (9): A436. Дои:10.1021 / ed052pA436.1.