WikiDer > Альтернативные периодические таблицы

Alternative periodic tables

Таблица Менделеева Теодора Бенфея (1964)
Часть серия на
Периодическая таблица
Наборы элементов
Элементы

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 Джанеттаблица 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 числаэти 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 БенфейВ 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 ЖигерТрехмерная 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 суператомыкластеры 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.