Таблица элементов – одно из изображений, памятных всем со школьного детства

Популярная механикаНаука

Треугольник Менделеева: снова об элементарных периодах

Г. Сергеев

2019 год объявлен годом 150-летнего юбилея открытия периодического закона и создания системы элементов Д. И. Менделеева. Говоря об элементах, слово «система» часто заменяют на «таблица». Справедливо ли это? Стоит попробовать на основе детального анализа исходного и нескольких последующих вариантов её отображения обосновать вариант, который бы отвечал современным представлениям о структуре материи и был бы удобен для восприятия и использования в качестве учебного пособия в средней и высшей школе. Конечно, затрагиваемые в статье особенности нейтронных звёзд и позитронного вещества — пока ещё не предмет приложения практической космонавтики, но предлагаемый подход будет полезен для определения природы химических связей в природе, перспектив создания новых материалов, а также формирования программ космических экспериментов в различных направлениях астрофизики и геофизики.

Таблица элементов – одно из изображений, памятных всем со школьного детства. Да и куда ещё посмотришь, когда в окно – не разрешают! Расположение элементов на первый взгляд выглядит просто.

Действительно, отложив вдоль одной из осей значения валентности как основы химического сходства, благодаря закону периодического повторения свойств удаётся построчно разместить последовательность элементов, упорядоченную по атомному номеру (равному значению заряда ядра атома), сформировав тем самым вдоль другой оси группы похожих элементов.

1788baad7b8beceea4904ac15f6aed86.jpg

Короткоживущие правила короткой таблицы

Но внимательное размышление над всё ещё наиболее распространённым коротким вариантом изображения таблицы даёт удивительный результат: простота и наглядность свойственны только двум строчкам: второй и третьей, число элементов в которых равно количеству значений валентности – восемь.

Первую строку от последующих сразу отличают шесть пустых клеток между водородом и гелием. К тому же в одной из них символ водорода попадается во второй раз. Правда, в скобках.

А начиная с четвертого периода строки раздваиваются, и порядок нарушается. В предпоследнем широком столбце пустые клетки чередуются с трёхместными. А в других клетках строк с трёхместными свойства элементов не вполне укладываются в группы. Это выражено введением подгрупп валентности А / В и, соответственно, смещением символов элементов то к левому, то – к правому краям клетки.

В шестом-седьмом периодах плюс ко всему – ссылки на двухэтажный подвал лантаноидов и актиноидов, не вместившихся в таблицу.

Наконец, недоумение вызывает и явная ограниченность таблицы известным сегодня набором элементов. Что дальше? Хотя за прошедшие со времён провозглашения периодического закона полтора столетия было открыто новых элементов едва ли не больше, чем было известно до этого, этот короткий вариант отображения таблицы являет собой завершённое произведение – вписывать вновь открытые после оганесона элементы уже некуда!

Итак, простые, казалось бы, правила сохраняются исключительно в пределах двух периодов, потом – весьма существенные изменения. И это на множестве всего-то семи периодов и восьми групп! Такую изменчивость правил не назовёшь простой и наглядной. А ведь эти качества очень важны и для учебного пособия, а главное – для мировоззрения.

592d9a36dfe3abf7c95c0f81d320ffa8.jpg

Помехи и успехи исходной системы

Примечательно, что указанные сложности привнесены в систему позже из-за главного внимания к валентности элементов. А в опубликованной 150 лет назад исходной рукописи великого русского химика «Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве» их нет.

Удивительно, как удалось Дмитрию Ивановичу разглядеть периодичность системы при весьма существенных помехах. Во-первых, элементов к тому времени знали почти вполовину меньше, чем сейчас. Нейтральные газы и вовсе отсутствовали, а это – целая группа (и колонка в таблице)! Во-вторых, ещё не было знаний о заряде атомного ядра, по которому теперь нумерованы элементы системы. Значения же атомных масс, определяемые по соотношениям в химических реакциях, были не просто неточны, а порой ошибочны в несколько раз: вдвое, а то и втрое! И никакого представления об изотопах, легко объясняющего теперь, почему массы атомов немного отличны от величин, кратных массе атома водорода. А в-третьих, изменчива и сама основа химического сходства – валентность. Известно, что одни и те же элементы образуют вещества, выступая с разными значениями валентности. Окиси и закиси, например.

Перечисленные помехи привели к отдельным ошибкам – помещении некоторых элементов не в ту группу. Но это не помешало Д.И. Менделееву не только исправить отдельные неточности в определении атомных весов ряда известных элементов, но и указать ещё неоткрытые элементы. И три из им предсказанных – настоящие «национальные достояния»: галлий, германий и скандий!

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

10 причин избыточного веса: как найти проблему 10 причин избыточного веса: как найти проблему

Перестаньте ругать себя. Лишний вес – очень сложная проблема

Популярная механика
Круче камикадзе: таранные самолеты Круче камикадзе: таранные самолеты

Истребитель, предназначенный для уничтожения самолета противника таранным ударом

Популярная механика
Паразит из юрского периода подтвердил происхождение скребней от коловраток Паразит из юрского периода подтвердил происхождение скребней от коловраток

Как находка палеонтологов определила систематическое положение скребней

N+1
Бумажка вместо навыков: почему онлайн-образование не подготовит лидеров будущего Бумажка вместо навыков: почему онлайн-образование не подготовит лидеров будущего

Онлайн-курсы воспитывают людей с искаженным представлением о профессионализме

Forbes
«Ночные кошмары: Нарушения сна и как мы с ними живем наяву» «Ночные кошмары: Нарушения сна и как мы с ними живем наяву»

Что науке известно о галлюцинациях, связанных со сном

N+1
Утопленник: что будет с норвежским фрегатом Helge Ingstad Утопленник: что будет с норвежским фрегатом Helge Ingstad

В ноябре 2018 года норвежские ВМС потеряли фрегат F313 Helge Ingstad

Популярная механика
Одинокие женщины… счастливы Одинокие женщины… счастливы

Одиноких женщин часто считают неудачницами, жалеют искренне или притворно

Psychologies
Убийца авианосцев: трагическая история «сотки» Т-4 Убийца авианосцев: трагическая история «сотки» Т-4

СССР пытался найти дешевое «противоядие» для борьбы с королями океанов

Популярная механика
Как попасть под амнистию: три простых способа Как попасть под амнистию: три простых способа

Какие льготы предлагает новый этап амнистии капиталов

Forbes
И что он в ней нашел... И что он в ней нашел...

Романы между интересными, состоявшимися мужчинами и простушками – не редкость

Лиза
Способность прощать: как привить ее детям? Способность прощать: как привить ее детям?

Как сбросить груз обиды самим и научить этому детей

Psychologies
Термометр для зоны евро. Платежная система, которая предскажет распад ЕС Термометр для зоны евро. Платежная система, которая предскажет распад ЕС

Падение экономического роста в Италии вернуло опасения нового кризиса в еврозоне

Forbes
Как Рианна стала живой легендой музыки и иконой стиля Как Рианна стала живой легендой музыки и иконой стиля

Как Рианне удалось пройти путь от простой барбадосской девчонки до поп-магната

Vogue
Что ждать от интернета Маска: SpaceX вывела на орбиту сразу 60 спутников связи Что ждать от интернета Маска: SpaceX вывела на орбиту сразу 60 спутников связи

Ракета-носитель Falcon 9 вывела на орбиту 60 спутников системы связи Starlink

Forbes
Нужно ли переустанавливать Windows, если компьютер стал тормозить? Нужно ли переустанавливать Windows, если компьютер стал тормозить?

Компьютер стал работать так медленно, что это уже раздражает?

CHIP
Спасайся кто может Спасайся кто может

План питания, который обещает стройность, здоровье и спасение планеты от гибели

Добрые советы
Отряд 9900: Зачем израильская армия берет на службу людей с аутизмом и как эта практика применяется в мирной жизни Отряд 9900: Зачем израильская армия берет на службу людей с аутизмом и как эта практика применяется в мирной жизни

Как люди с расстройствами аутистического спектра служат в израильской армии

Esquire
А на том берегу А на том берегу

Все, что нужно знать о 72-м Международном Каннском кинофестивале

Grazia
Модная эволюция солнцезащитных очков Модная эволюция солнцезащитных очков

От осколков изумруда времен Нерона до сумасшедших «масок»

Vogue
Почему кофе заставляет нас хотеть в туалет по-большому? Ответ найден Почему кофе заставляет нас хотеть в туалет по-большому? Ответ найден

Вы не одни такие, кто после кофе хочет в туалет по-большому

Playboy
Пошли по кривой. Почему зарплаты в России падают раньше, чем в Европе Пошли по кривой. Почему зарплаты в России падают раньше, чем в Европе

В России пик заработной платы приходится на 35-40 лет. Почему так происходит?

Forbes
Чтобы помнили Чтобы помнили

Вечная тема войны и мира звучит в майские дни особенно актуально

OK!
Тренды женских солнцезащитных очков 2019 Тренды женских солнцезащитных очков 2019

Главные аксессуары этого лета

Vogue
И поехать, и поплыть: самые странные и успешные попытки создать «лодкомобиль» И поехать, и поплыть: самые странные и успешные попытки создать «лодкомобиль»

Самоваро-паровозо-ветролет существует пока только в воображении писателей

Maxim
Белорусский сирота Киану Ривз. Фильм недели: «Джон Уик 3» Белорусский сирота Киану Ривз. Фильм недели: «Джон Уик 3»

На мировые экраны выходит третья часть американской франшизы о Джоне Уике

Forbes
13 приборов, из которых пьют чай во всем мире: чабань, армуд, чахэ и многое другое 13 приборов, из которых пьют чай во всем мире: чабань, армуд, чахэ и многое другое

Самый интересный гид по чайным традициям всего мира: от Китая до Южной Америки

Playboy
Как создать загрузочную флешку: два способа на разные случаи Как создать загрузочную флешку: два способа на разные случаи

Загрузочные флэшки — средства экстренного восстановления Windows

CHIP
На чужой территории На чужой территории

Сравнительный тест Toyota Corolla и Hyundai Elantra

АвтоМир
Поменять привычку? Легко! Поменять привычку? Легко!

Создавая себе одни только полезные привычки, мы могли бы изменить характер

Psychologies
Как Cartier Tank стали культовыми часами, которые носят уже 100 лет Как Cartier Tank стали культовыми часами, которые носят уже 100 лет

Между прочим, на создание этой модели мастеров действительно вдохновил танк

GQ
Открыть в приложении