Періодична система хімічних елементів

Періодична система хімічних елементів зумовила великий вплив на розвиток хімії в майбутньому. Її поява відкрила нову наукову історію в хімії та ряді суміжних наук – замість розрізнених відомостей про елементи та сполуки з’явилася струнка система, на основі якої стало можливим обгрунтувати, зробити висновки, передбачити. Вона була не тільки першою природною класифікацією хімічних елементів, яка показала, що вони утворюють стійку систему і знаходяться в тісному взаємозв’язку з одним, але стали могутнім зброєю для майбутніх досліджень.

Чи вплинули з часом наукові дослідження та відкриття на структуру та форму ПС ?

Періодична система хімічних елементів (таблиця Менделеєва) – класифікація хімічних елементів, яка встановлює залежність різних властивостей елементів від заряду атомного ядра. Система є графічним виразом періодичного закону, встановленого російським хіміком Д. І. Менделеєв в 1869 році.

Початковий варіант був розроблений Д. І. Менделеевим в 1869-1871 роках і встановлює залежність властивостей елементів від їх атомної ваги (по сучасному, від атомної маси).

Прообраз наукової періодичної системи елементів  “Досвід системи елементів, заснований на їх атомній вазі та хімічній подібності” ,  складена 1 березня 1869 р.

У сучасній варіанті системи передбачається зведення елементів у двомірну таблицю, в якій кожен стовпц (група) визначає основні фізико-хімічні властивості, а ряд є періодами, в певній мірі подібні один одному.

Найбільш поширені набули три форми періодичної системи хімічних елементів: коротка (запропонована Менделеевим), довга , сходова .

Сходова форма запропонована англійським ученим Бейлі (1882), датським ученим Томсеном (1895) і вдосконалено Бором (1921)

В ній періоди розміщені вертикально, тому їх довжина збільшується з зростанням числа елементів. Виділено групи елементів з однаковими типами електронних оболонок. Лінії показують зв’язок між головними та побічними підгрупами, які є «рівнинні в правах».

Однак елементи однієї підгрупи розташовані не на одній прямій, що незручно для сприйняття.

Таблиця у вигляді пірамід

Вона чітко показує симетрію періодичного закону, практично так, як вона  відображається в довжині періодів. Цю версію запропонував  професор хімії в  Цинцинатті Вільям  Б. Дженсен  Сполучені пунктірні Лінії показують елементи ~ d, что відносяться до окрема група.

Всього запропоновано кілька сотень варіантів зображення періодичної системи (аналітичних кривих, таблиць, геометричних фігур і т. П.).

У 1974 році в університеті штату Алабама (США) була видана книга Е. Мазурса «Графічні зображення періодичної системи протягом ста років», в якій автор описав близько 700 зображень періодичних систем і об’єднав їх в 146 типів. Серед них є як численні прямокутні варіації, так і інші формати періодичних таблиць, наприклад: коло, куб, циліндр, спіраль, лемніската (вісімка), призма, піраміда, сфера, або трикутник.

Альтернативні ПС розробляються для того, щоб виділити або підкреслити окремі властивості елементів, які не є настільки очевидними в традиційних періодичних таблицях. Деякі таблиці розроблені з метою більш наочного представлення структури електронної або ядерної будови атомів, в інших елементах розміщені в тимчасовій шкалі за мірою їх відкриття людиною … 

Лівостороння система
Жанета (1928)

Його елементи розташовані відповідно до заповнення атомних орбіталей електронами, тому вона часто використовується фізиками.

Сучасна версія лівосторонньої
періодичної табліці, запропонована
Валерієм Циммерманом (2006), називається ADOMAH Періодічен табло

Її структура заснована на чотирьох квантових числах електронної конфігурації атомних орбіталей , тому ця таблиця зручна для написання електронних формул атомів.

В деяких періодичних системах – елементи розташовані за часовою    шкалою відповідно до їх відкриттям людиною. Чималу роль у побудові   геометричні конструкції відіграє і уявлення про красу як ознака правильності,  досконалості (А. Ейнштейн, принцип внутрішньої відповідності). Періодична таблиця у вигляді концентричних кіл: кожен відповідає періоду, а елементи однієї підгрупи знаходяться на радіусах.

а) Система хімічних елементів Чарльза Джаннет , 1928 рік;

б) Кільцева схема елементів (ТРОП) Александера Брауна , 2004-2009 рр.

У 1933 році Джон Друзі Кларк опублікував спіральну діаграму хімічних елементів. Цей дизайн був використаний в 1949 році в журналі LIFE.  На обкладинці цієї журналу представлена барвиста система елементів, в якій використовується колір із  метою демонстрації відносин між елементами. Наприклад, осередка фіолетов забарвленні і штрихових ліного Використано, для про ‘ єднанні елементи  VII-B групи (Манган, Технецій, Реній) з елементи VII-А групи ( Флуор , Хлор, Бром, Йод, Астат). 

Система Теодора Бенфея (1960)

Однією з найпопулярніших альтернативних структур є система Теодора Бенфія (1960), де елементи утворюють двомірну спіраль, яка, розвиваючись, орієнтує острови з перехідними металами, лантаноїдами та актинодами. У даній моделі з’являються ще не відкриті, але передбачені g-елементи (з атомними числами від 121 до 138).

Спіральна система елементів Джеймса Франкліна Хайда

Одним з варіантів спірального зображення є система елементів Джеймса Франкліна Хайда з Dow Corning Corporation . У 1976 році він опублікував в журналі альтернативну періодичну таблицю свого власного дизайну, в якій центральне місце віднесла кремнію.

У 1961 році радянський та американський фізик-теоретик, популяризатор науки Джордж Гамов в книзі «Атоми та їхні ядра» запропонував періодичну систему у вигляді безперервної стрічки з хімічних елементів, розташованих в порядку збільшення протонного числа, що утворює тривимірну спіраль. 

3D періодична таблиця

В середині 1990-х років Рой Александер патентував 3D періодичну таблицю у вигляді нижньої спіралі, розмістивши елементи суміжно і безперервно відповідно  до атомних номерів, тим самим подолали всі розриви і відхилення в порядку елементів, зберігаючи при цьому всі  позитивні риси платних таблиць, не порушуючи будь -як  прийня и взаємо груп ‘ язки знайдені Раніш. Наразі ця періодична система використовується як  навчальний посібник для вивчення та використання періодичної системи.

Періодиничному  закону

майбутнє  не загрожує

руйнуванням ,

а тільки надбудову

і розвиток обіцяє .

                                            Д. І. Менделєєв