Переодическая система химических элементов. Генетический аспект - Горох А.В.
Скачать (прямая ссылка):
45
Если принять, как сказано выше, что верхняя граница энергетической устойчивости электронных структур атомов находится в окрестности элемента с Z = 125, то таблицу периодической системы, с расчленением естественного ряда на периоды и с расположением элементов в порядке энергетической последовательности их формирования, уверенно можно строить начиная со 118-го элемента. Он должен возглавить седьмой период и быть аналогом инертного газа радона из нижележащего шестого периода.
Табличное изображение периодической системы, основанное на энергетической очередности формирования электронных структур атомов, схематически было дано нами ранее [38, 39]. Вариант таблицы, представленный ниже (рис.15), дополнен данными по электронной
структуре атомов, вытекающей из зависимости ¦JeJ = f(Z).
Особенностью представленной таблицы, кроме нисходящего расположения в ней элементов, является то, что она не содержит групп, а сходные по свойствам элементы увязываются между собой, как и в таблице Бора-Томсена, прообраз которой взят нами за основу, лишь соединительными линиями. Относительно групп как структурных единиц классической периодической системы необходимо заметить следующее.
Если периоды являются действительно фундаментальными единицами сообщества химических элементов, то деление его на восемь групп в определенной мере условно, что отмечал и сам Менделеев, выделяя еще и подгруппы, а в последствии Бор, Зоммерфельд и другие. Зоммерфельд по этому поводу писал: "Что касается расположения периодической системы в нашей таблице ), то нельзя не признать, что оно во многих отношениях произвольно... Произволен выбор восьми столбцов, в которые только с натяжкой можно разместить элементы больших периодов. Другой произвол заключается в том, что восьмой столбец мы поместили справа от седьмого. Мы могли бы, как это часто делают, поместить его слева от первого столбца в качестве "нулевого". Нулевой столбец содержал бы тогда элементы нулевой валентности, т.е. химически инертные газы" [10, стр.124].
Другой особенностью представленной таблицы является то, что в трех "малых" периодах выделены элементы - Y, Al, H, как аналоги не одного, а целого ряда элементов вышележащего, более длинного периода. Это сделано на основе следующих соображений.
) Зоммерфельд имеет ввиду классический "короткий" вариант таблицы: Менделеева.
46
Каждый период, как мы знаем, в химическом отношении содержит такое число элементов, которое в сумме дает спектр свойств от свойств инертных газов до чисто металлических. Но этот спектр образуется различным количеством элементов - тридцатью двумя, восемнадцатью, восемью, двумя.
Объяснить эти особенности периодической системы можно двояко. С одной стороны, можно сказать, что суммарные свойства всех элементов предыдущего периода равномерно распределены между меньшим числом элементов последующего периода. В этом смысле каждый элемент меньших периодов должен обладать более широким спектром свойств по сравнению с элементами больших периодов. Однако, наряду с этим, есть основание заключить, что в меньшем периоде имеется особый элемент, который несет в себе черты не одного, а целой группы элементов предыдущего периода. Именно таким элементом является иттрий - аналог лантана и еще 14-ти редкоземельных f-элементов, недостающих в пятом периоде по сравнению с шестым. В третьем периоде таким особым элементом является алюминий, по которому проходит граница между металлами и металлоидами и который можно рассматривать как аналог галлия и десяти d-элементов четвертого периода, недостающих в третьем. В первом периоде особым элементом является водород, который благодаря проявлению полярных свойств - щелочных и галоидных, может характеризоваться как аналог и других элементов второго периода, располагающихся между литием и фтором.
Расстановка элементов в нисходящем порядке решает и ряд дискуссионных вопросов периодической системы. Так, например, в литературе [1, 10, 40, 41, 42] неоднократно обсуждался вопрос, где располагать инертные газы - или их выделять в нулевую группу и ставить перед щелочными металлами, как было принято раньше, или помещать их в восьмой группе, как это стали делать впоследствии. Генетический подход однозначно определяет: место инертных газов во главе каждого периода, поскольку они имеют наибольшую энергию связи электронного окружения с ядром по сравнению с другими элементами периода. При этом, число полностью завершенных электронных слоев в оболочке инертного газа соответствует и номеру периода.
При нисходящей расстановке элементов снимается и проблема размещения актиноидов и лантаноидов в таблице. Как и в других " длинных" вариантах таблиц эти элементы не обособляются в особые группы, а органически вписываются в общую структуру системы, занимая соответствующие места в своих периодах.
Однозначным, с рассматриваемых позиций, оказывается и замыкающее положение водорода в периодической системе,
49
поскольку энергия связи "электронного окружения" с ядром у него наименьшая по сравнению с другими элементами, т. е. атомы водорода, как химические индивиды, формировались последними на пути эволюционного остывания исходной плазмы.
