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

Наука в мире фэнтези: как Брендон Сандерсон создает магические системы Наука в мире фэнтези: как Брендон Сандерсон создает магические системы

Магия и наука – это полные противоположности? Нет!

Популярная механика
Заменители сахара: можно ли похудеть с помощью диетической колы Заменители сахара: можно ли похудеть с помощью диетической колы

Как и все на этом свете, сахар таит опасность

Популярная механика
Отдельные частицы в потоке воды или электролита «помнят» о своем прошлом Отдельные частицы в потоке воды или электролита «помнят» о своем прошлом

Исследователи использовали новую технику для измерения движения частиц в потоке

ТехИнсайдер
Восход над городом Восход над городом

Выставка Urban Dawn приходит в проблемные страны и говорит об их сложностях

Seasons of life
Чем полезны креветки: четыре свойства Чем полезны креветки: четыре свойства

Креветки — источник важных витаминов и минералов, но каких именно?

РБК
Михаил Богомолов: «Мы не хотим насолить конкурентам!» Михаил Богомолов: «Мы не хотим насолить конкурентам!»

Михаил Богомолов рассказал о подготовке к IX Русской музыкальной премии RU.TV

Cosmopolitan
Генетические хакеры. Как молодые биотехнологи хотят заработать миллиарды на редактировании жизни Генетические хакеры. Как молодые биотехнологи хотят заработать миллиарды на редактировании жизни

Система CRISPR стала одной из самых актуальных технологий в биологии

Forbes
Вся Европа в миниатюре Вся Европа в миниатюре

Словенское побережье Адриатики всего в 35 часах езды на машине от Москвы

АвтоМир
Сильные личности Сильные личности

Наши редакторы рассказывают о местах, в которых чувствуют себя счастливыми

Добрые советы
Самые богатые женщины России 2019 года — от Елены Батуриной до Лилии Ротенберг Самые богатые женщины России 2019 года — от Елены Батуриной до Лилии Ротенберг

Кто может владеть огромными деньгами среди женщин в России?

Playboy
Как улучшить цвет зубов: 7 советов и 8 классных товаров в помощь Как улучшить цвет зубов: 7 советов и 8 классных товаров в помощь

Кто не хочет иметь «улыбку на миллион долларов»?

Playboy
Приключения вариатора Приключения вариатора

Движение автомобильной эволюции приводит порой к весьма неожиданным плодам

АвтоМир
4 повода испытать чувство безысходности, выбирая чайник 4 повода испытать чувство безысходности, выбирая чайник

Как правильно выбрать чайник

CHIP
Отрывок из автобиографии дочери Стива Джобса — летописи сложных отношений с отцом Отрывок из автобиографии дочери Стива Джобса — летописи сложных отношений с отцом

Фрагмент автобиографии Лизы Бреннан-Джобс: её детство было сложным

Esquire
8 самых отвратительных блюд этого года, от которых у тебя пропадет аппетит 8 самых отвратительных блюд этого года, от которых у тебя пропадет аппетит

Гастрономические эксперименты не всегда бывают удачными

Playboy
Терпение и труд Терпение и труд

Дизайнеры Жак Бек и Артур Миранда и дом их мечты

AD
Марш легионеров Марш легионеров

Китайские автомобили перестали удивлять странными решениями и спорным дизайном

АвтоМир
Как выбрать между двумя женщинами, которых вы любите одновременно Как выбрать между двумя женщинами, которых вы любите одновременно

В этом нет ничего страшного, но мы понимаем, как вам трудно

Playboy
Обзор смартфона Samsung Galaxy S10+: Android еще не был таким дорогим Обзор смартфона Samsung Galaxy S10+: Android еще не был таким дорогим

Главная звезда среди новых моделей — Galaxy S10+

CHIP
Смерть за деньги. Почему на Эвересте образовалась очередь, из-за которой гибнут альпинисты Смерть за деньги. Почему на Эвересте образовалась очередь, из-за которой гибнут альпинисты

Дорогая путевка на самую высокую вершину планеты не гарантирует жизнь

Forbes
Кто они – пилоты воздушных шаров? Интервью в пять утра на высоте 100 метров над землей Кто они – пилоты воздушных шаров? Интервью в пять утра на высоте 100 метров над землей

Помимо душевной беседы, внутри еще очень много фото

Playboy
А на том берегу А на том берегу

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

Grazia
5 популярных вопросов о бытовой технике, которые мы задали производителю 5 популярных вопросов о бытовой технике, которые мы задали производителю

Нужно ли добавлять специальное средство от накипи при стирке?

CHIP
Что будет, если ходить на работу, которую ненавидишь? 7 изменений в организме Что будет, если ходить на работу, которую ненавидишь? 7 изменений в организме

Ты даже и не подозреваешь, сколько всего может произойти из-за нелюбимой работы

Playboy
Как UNESCO в Италии меняет отношение бизнеса к искусству Как UNESCO в Италии меняет отношение бизнеса к искусству

Как сделать культуру привлекательной для инвестиций

Forbes
15 мыслей Михаила Шишкина 15 мыслей Михаила Шишкина

Обладатель главных русских книжных премий не собирается возвращаться в страну

GQ
Враг не дремлет: разбор финального сезона «Игры престолов», серия 4 Враг не дремлет: разбор финального сезона «Игры престолов», серия 4

Обзор четвертой серии «Игры престолов»

Esquire
Авиакатастрофа без точного числа жертв: как «Аэрофлот» рассказывает о сгоревшем SSJ 100 Авиакатастрофа без точного числа жертв: как «Аэрофлот» рассказывает о сгоревшем SSJ 100

В результате катастрофы Sukhoi Superjet 100 «Аэрофлота» погиб 41 человек

Forbes
Трубам не дадут заржаветь Трубам не дадут заржаветь

Производителям труб придется преодолеть сопротивление нефтегазовых компаний

Эксперт
Потеря работы сродни потере любимого человека. Что поможет двигаться дальше? Потеря работы сродни потере любимого человека. Что поможет двигаться дальше?

Те, кого хоть раз увольняли, знают, что ситуация сродни удару под дых

Psychologies
Открыть в приложении