Альтернативные периодические таблицы

Перейти к навигацииПерейти к поиску
Альтернативная система элементов Теодора Бенфея

Альтернативные периодические таблицы являются табличным представлением химических элементов, которое значительно отличается от организации элементов в Периодической таблице Менделеева. В настоящее время различными авторами предложено множество вариантов, которые в основном нацелены на дидактическое преподнесение материала, так как не все корреляции между химическими элементами видны из стандартной Периодической системы.

Цели

Альтернативные периодические таблицы часто разрабатываются для того, чтобы выделить или подчеркнуть различные химические или физические свойства элементов, которые неочевидны для традиционной периодической таблицы. Цели некоторых таблиц заключаются в том, чтобы подчеркнуть структуру электронного и ядерного строения атомов. В других элементы расположены во временной шкале по мере их открытия человеком.

Значение для философии науки

Хотя сам Д. И. Менделеев в течение своей жизни публиковал различные варианты периодической таблицы, и интерес к её форме и структуре сохранялся и впоследствии, тем не менее считается, что первая научная работа, целиком посвященная форме периодической таблицы, вышла лишь в 1988 году[1]. Интерес к проблеме сохраняется в виду огромного значения таблицы и системы в целом в философии науки: согласно концепции, известной еще Пифагорейцам, «число определяет количество, количество — форму, а форма — качество» (формулировка историка математики Гоу, 1923 год). Таким образом, форма периодической таблицы оказывается частью ряда, связывающего строение атомов и свойства состоящей из атомов материи[2].

Основные альтернативы

Левосторонняя система Жанета (1928) считается наиболее значительной альтернативой традиционному описанию периодической системы. В ней элементы расположены согласно заполнению атомных орбиталей, и она часто используется физиками. Её современная версия, известная как ADOMAH Periodic Table (2006), удобна для написания электронной конфигурации атомов.

Система Жанета
Группа →
Период ↓ 		IIIBIVBVBVIBVIIBVIIIBIBIIBIIIAIVAVAVIAVIIAVIIIAIAIIA
11
H		2
He		3
Li		4
Be
25
B		6
C		7
N		8
O		9
F		10
Ne		11
Na		12
Mg
313
Al		14
Si		15
P		16
S		17
Cl		18
Ar		19
K		20
Ca
421
Sc		22
Ti		23
V		24
Cr		25
Mn		26
Fe		27
Co		28
Ni		29
Cu		30
Zn		31
Ga		32
Ge		33
As		34
Se		35
Br		36
Kr		37
Rb		38
Sr
539
Y		40
Zr		41
Nb		42
Mo		43
Tc		44
Ru		45
Rh		46
Pd		47
Ag		48
Cd		49
In		50
Sn		51
Sb		52
Te		53
I		54
Xe		55
Cs		56
Ba
657
La		58
Ce		59
Pr		60
Nd		61
Pm		62
Sm		63
Eu		64
Gd		65
Tb		66
Dy		67
Ho		68
Er		69
Tm		70
Yb		71
Lu		72
Hf		73
Ta		74
W		75
Re		76
Os		77
Ir		78
Pt		79
Au		80
Hg		81
Tl		82
Pb		83
Bi		84
Po		85
At		86
Rn		87
Fr		88
Ra
789
Ac		90
Th		91
Pa		92
U		93
Np		94
Pu		95
Am		96
Cm		97
Bk		98
Cf		99
Es		100
Fm		101
Md		102
No		103
Lr		104
Rf		105
Db		106
Sg		107
Bh		108
Hs		109
Mt		110
Ds		111
Rg		112
Cn		113
Nh		114
Fl		115
Mc		116
Lv		117
Ts		118
Og		119
Uue		120
Ubn
Семей-
ство → 		19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 5 6 7 8 1 2 3 4
Семейства химических элементов
 Щелочные металлы Галогены
 Щёлочноземельные металлы Благородные газы
 Переходные металлы Лантаноиды
 Постпереходные металлы Актиноиды
 Полуметаллы — металлоиды  Суперактиноиды
 Другие неметаллы

В периодической системе Теодора Бенфея (1960) элементы образуют двухмерную спираль, которая, раскручиваясь, опоясывает острова с переходными металлами, лантаноидами и актиноидами. В данной модели появляются ещё не открытые, но предсказанные g-элементы (с атомными числами от 121 до 138). Подобное строение имеет так называемая Химическая Галактика[англ.], предложенная Филиппом Стюартом[3].

В расширенной версии Периодической таблицы, предложенной Г. Т. Сиборгом в 1969 году, зарезервированы места до элемента с атомным номером 318.

Цветок Менделеева

Физическая периодическая система, предложенная Тиммоти Стове, является трёхмерной с тремя осями, на которых отложены главное, орбитальное и магнитное квантовые числа.

Другой подход основан на том, что кластеры атомов одного элемента имеют свойства единственного атома другого элемента. На этом основано предложение расширить периодическую таблицу вторым слоем, где будут представлены такие кластерные соединения. Самое последние добавление к такой «многоэтажной» таблице — это отрицательно заряженный кластер атомов алюминия Al7−, который обладает свойствами, схожими с атомом германия.

В таблице Рональда Рича химический элемент может появляться в таблице при необходимости несколько раз.

Вариант, названный «Цветком Менделеева», по мнению авторов, является эстетической версией таблицы химических элементов и представляет собой трёхмерный многолепестковый цветок, в котором каждый лепесток представлен атомами с определенным орбитальным квантовым числом[4][5].

Таблица всех изотопов

Также у физиков-ядерщиков существует собственная таблица всех изотопов, поскольку представленные в обычной таблице химические элементы в основном стабильные и количество стабильных изотопов около 300, в то время как количество нестабильных изотопов ~3000.

Ссылки

Примечания

  1. ↑ Eric R Scerri Collected Papers on Philosophy of Chemistry//Has the periodoc table been sucsessfully axiomatized? World Scientific, 2008 ISBN 1908978910, 9781908978912
  2. ↑ doi: 10.1007/s10698-006-9026-6
  3. ↑ A galaxy of elements (англ.). phys.org. Дата обращения: 9 февраля 2023. Архивировано 9 февраля 2023 года.
  4. ↑ Рязанцев Г. Б., Хасков М. А. Две парадигмы Периодической системы химических элементов Архивная копия от 15 февраля 2017 на Wayback Machine Ломоносовские чтения 2010, Химфак МГУ. Полный текст статьи Архивная копия от 14 мая 2017 на Wayback Machine на сайте narod.ru
  5. ↑ Tami I. Spector. The Art of the Periodic Table (амер. англ.). MIT Press (4 февраля 2021). Дата обращения: 9 февраля 2023. Архивировано 9 февраля 2023 года.