Tableaux périodiques alternatifs - Alternative periodic tables

Tableau périodique de Theodor Benfey (1964)
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Les tableaux périodiques alternatifs sont des tabulations d' éléments chimiques dont l' organisation diffère de la représentation traditionnelle du système périodique .

Plus d'un millier ont été conçues, souvent pour des raisons didactiques , car toutes les corrélations entre les éléments chimiques ne sont pas effectivement capturées par le tableau périodique standard.

Grandes structures alternatives

Tableau périodique du pas de gauche (Janet, 1928)

Le tableau périodique de l'étape gauche de Charles Janet est l'alternative la plus largement utilisée à la représentation traditionnelle du système périodique. Il organise les éléments selon un remplissage orbital idéalisé (au lieu de valence ). Par exemple, les éléments Sc à Zn sont représentés par un bloc 3d impliquant une occupation orbitale [Ar] 4s 2 3d x . (Bien que Cr et Cu soient des exceptions dans la phase gazeuse, les configurations idéalisées ne sont pas trop éloignées de l'état fondamental et la différence d'énergie est suffisamment petite pour être contrôlée par l'environnement chimique.)

Tableau périodique du pas de gauche (par Charles Janet)
f 1 f 2 f 3 f 4 f 5 f 6 f 7 f 8 f 9 f 10 f 11 f 12 f 13 f 14 d 1 d 2 j 3 j 4 d 5 j 6 j 7 d 8 d 9 d 10 p 1 p 2 p 3 p 4 page 5 page 6 s 1 s 2
1s H Il
2s Li Être
2p 3s B C N O F Ne N / A mg
3p 4s Al Si P S Cl Ar K Californie
3d 4p 5s Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Géorgie Gé Comme Se Br Kr Rb Sr
4d 5p 6s Oui Zr Nb Mo Tc Ru Rhésus PD Ag CD Dans Sn Sb Te  je  Xe Cs Ba
4f 5j 6p 7s La Ce Pr nd après-midi SM UE Dieu To Dy Ho Euh Tm Yb Lu Hf Ta W Ré Os Je pt Au Hg Tl Pb Bi Pô À Rn Fr Ra
5f 6d 7p 8s c.a. E Pennsylvanie U Np Pu Un m Cm Noir Cf. Es FM Maryland Non G / D Rf DB Sg Bh hs Mont DS Rg Cn Nh Fl Mc Niv Ts Og 119 120
f-bloc d-bloc p-bloc bloc-s
Cette forme de tableau périodique est conforme à l'ordre dans lequel les couches d'électrons sont idéalement remplies selon la règle de Madelung , comme indiqué dans la séquence d'accompagnement dans la marge de gauche (lire de haut en bas, de gauche à droite). Les configurations électroniques à l'état fondamental déterminées expérimentalement des éléments diffèrent des configurations prédites par la règle de Madelung dans vingt cas, mais les configurations prédites par Madelung sont toujours au moins proches de l'état fondamental. Les deux derniers éléments représentés, les éléments 119 et 120, n'ont pas encore été synthétisés.
De gauche à droite : s-, f-, d-, p-block dans la présentation du tableau périodique commun ;. Le tableau périodique des pas de gauche déplace le bloc s vers la droite.

Par rapport à la disposition commune, la table de l'étape de gauche présente les modifications suivantes :

  • L'hélium est placé dans le groupe 2 (pas dans le groupe 18).
  • Les groupes 1 et 2 (le bloc s), y compris les éléments 119 et 120 dans la période prolongée 8, sont déplacés vers le côté droit du tableau.
  • Le bloc s est déplacé d'une ligne vers le haut et tous les éléments qui ne figurent pas dans le bloc s sont désormais inférieurs d'une ligne par rapport au tableau standard. Par exemple, la plus grande partie de la quatrième ligne du tableau standard est la cinquième ligne de ce tableau.

Dans le résultat, l'ordre est toujours systématiquement par numéro atomique ( Z ), 1-120.

Spirale à deux dimensions (Benfey, 1964)

Dans le tableau périodique de Theodor Benfey , les éléments forment une spirale bidimensionnelle, partant de l'hydrogène, et se repliant autour de deux péninsules, les métaux de transition , les lanthanides et les actinides . Une île de superactinide est déjà insérée. La table Benfey a des aspects uniques que très peu de tables représentent. Un exemple de ceci est le placement de l'hydrogène dans la spirale. Dans la plupart des tableaux, l'hydrogène semble être "l'intrus". La raison en est que l'hydrogène, tout en ayant la même configuration électronique de valence que les métaux alcalins , a les propriétés d'un halogène . La table Benfey contourne cette énigme en élargissant la boîte à hydrogène autour des métaux alcalins et des halogènes.

En trois dimensions, en forme de fleur (Paul Giguère, 1966)

Le tableau périodique 3D de Paul Giguère se compose de quatre panneaux d'affichage reliés avec les éléments écrits au recto et au verso. Le premier panneau d'affichage a les éléments du groupe 1 à l'avant et les éléments du groupe 2 à l'arrière, l'hydrogène et l'hélium étant complètement omis. À un angle de 90°, le deuxième panneau d'affichage contient les groupes 13 à 18 avant et arrière. Deux autres panneaux d'affichage faisant chacun des angles de 90° contiennent les autres éléments.

En trois dimensions, physicien (Timothy Stowe, 1986)

Le tableau périodique du physicien de Timothy Stowe est tridimensionnel avec les trois axes représentant le nombre quantique principal , le nombre quantique orbital et le nombre quantique magnétique orbital . L'hélium est encore un élément du groupe 2 .

Répétition d'éléments (Ronald L. Rich, 2005)

Ronald L. Rich a proposé un tableau périodique où les éléments apparaissent plus d'une fois lorsque cela est approprié. Il note que l'hydrogène partage des propriétés avec les éléments du groupe 1 basés sur la valence , avec les éléments du groupe 17 car l'hydrogène est un non-métal mais aussi avec le groupe carbone basé sur des similitudes de liaison chimique avec les métaux de transition et une électronégativité similaire . Dans cette interprétation du tableau périodique, le carbone et le silicium apparaissent également dans le même groupe que le titane et le zirconium .

ADOMAH (Valery Tsimmerman, 2006)

Le tableau périodique ADOMAH reflète les configurations électroniques des atomes.

La table ADOMAH est une adaptation de la table des pas de gauche. Chaque colonne strictement verticale du tableau a la même valeur du nombre quantique principal n . Par exemple, n = 3 pour Fe. Chaque bloc d'éléments a la même valeur du nombre quantique secondaire l. Par exemple, l = 2 pour Fe. Chaque entrée d'élément avec tous les éléments précédents correspond à la configuration électronique de cet élément (à 20 exceptions près sur 118 éléments connus). Par exemple, la configuration électronique de Fe est déterminée en partant de H, qui est 1s 1 , et en comptant dans l'ordre des numéros atomiques. Cela donne une configuration de 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 6 ou, en abrégé, [Ar] 4s 2 3d 6 .

Les quatre blocs de la table Adomah peuvent être réarrangés de telle sorte qu'ils s'adaptent, à égale distance, à l'intérieur d'un tétraèdre régulier . Ce dernier, à son tour, s'insère dans un cube.

Variantes de la disposition classique

À partir du tableau périodique original de Mendeleev, les éléments ont été essentiellement classés par valence (groupes en colonnes) et par répétition (périodes en lignes). Au fil des ans et avec les découvertes de la structure atomique, ce schéma a été ajusté et élargi, mais pas changé en tant que principe.

Le tableau périodique de Mendeleev de 1871 en VIII colonnes. De nos jours, grosso modo, les paires de Reihen sont représentées par les groupes A, B ( par exemple : Reihen 4, 5 sont écrits comme période 3 et les groupes (colonnes) IA–VIIIA, IB–VIIIB).

Le tableau périodique le plus ancien est le tableau abrégé (colonnes I-VIII) de Dmitri Mendeleev , qui montre des parentés chimiques secondaires. Par exemple, les métaux alcalins et les métaux de la monnaie (cuivre, argent, or) sont dans la même colonne car les deux groupes ont tendance à avoir une valence de un. Ce format est encore utilisé par beaucoup, comme le montre cette table de forme abrégée russe contemporaine , qui comprend tous les éléments et noms d'éléments jusqu'au roentgenium .

HG Deming a utilisé le tableau périodique long (18 colonnes) dans son manuel "General Chemistry", paru aux États-Unis pour la première fois en 1923 (Wiley), et a été le premier à désigner les deux premiers et les cinq derniers les groupes principaux avec la notation "A", et les groupes de transition intermédiaires avec la notation "B".

La numération a été choisie de telle sorte que les oxydes caractéristiques des groupes B correspondent à ceux des groupes A. Les groupes fer, cobalt et nickel n'étaient désignés ni A ni B. Le groupe des gaz nobles était à l'origine attaché (par Deming) au côté gauche du tableau périodique. Le groupe a ensuite été basculé sur le côté droit et généralement étiqueté comme groupe VIIIA.

Extension du tableau périodique

Dans le tableau périodique étendu , suggéré par Glenn T. Seaborg en 1969, des éléments inconnus sont inclus jusqu'au numéro atomique 168. Des périodes théoriques supérieures à la période régulière 7 sont ajoutées.

Dans le domaine de la recherche sur les superatomes , les amas d'atomes ont des propriétés d'atomes isolés d'un autre élément. Il est suggéré d'étendre le tableau périodique avec une deuxième couche à occuper avec ces composés de cluster . Le dernier ajout à cette table à plusieurs étages est le cluster ion aluminium Al−
7, qui se comporte comme un atome de germanium multivalent .

En octobre 2020, les scientifiques ont signalé une manière non empirique de présenter les nombres de Mendeleïev et d'organiser l'espace chimique.

Galerie

  • Tableau périodique en spirale (Robert W Harrison)

  • L'Anneau des Éléments Périodiques (TROPE)

  • Tableau périodique des rubans bouclés (JF Hyde)

  • Tableau périodique circulaire

  • Tableau périodique circulaire alternatif

  • Tableau périodique en spirale (Jan Scholten)

  • Fleur de Mendeleïev (Tableau périodique des fleurs)

  • Tableau périodique des couches d'électrons binaires

  • Tableau périodique « Stowe »

  • Tableau périodique « Zmaczynski & Bayley »

  • Tableau périodique pyramidal

  • Stowe-Janet-Scerri avec orbitales électroniques 3D

  • Tableau périodique 4D Stowe–Janet–Scerri

Les références

Lectures complémentaires

Liens externes

  1. ^ Kauffman, George B. (1975). "Représentations graphiques du système périodique pendant cent ans (Mazurs, Edward G.)" . Journal d'éducation chimique . 52 (9) : A436. doi : 10.1021/ed052pA436.1 .