Alternativni periodni sistemi

Alternativni periodni sistemi su tabelarni prikazi hemijskih elemenata koji se u značajnoj meri razlikuju od njihove organizacije odnosno tradicionalnog rasporeda u periodnom sistemu.^[1]^[2] Mnogo ovakvih sistema je do sada izmišljeno, često iz didaktičkih razloga, zato što sve korelacije između hemijskih elemenata ne mogu da se efektivno predstave standardnim periodnim sistemom.

Alternativni periodni sistemi se razvijaju najčešće da bi se naglasila ili istakla različita hemijska i fizička svojstva elemenata koja nisu tako očigledna u tradicionalnim periodnim sistemima. Neki sistemi imaju za cilj istaći i nukleonsku i elektronsku strukturu atoma. Ovo se može postići menjanjem prostornog odnosa ili rasporeda koji svaki element ima u odnosu na drugi element u sistemu. Drugi sistemi stavljaju naglasak na izolovanje hemijskih elemenata tokom istorije od strane ljudi.

Glavne alternativne strukture[uredi | uredi izvor]

Levostepenasti periodni sistem (Žane, 1928)[uredi | uredi izvor]

Žaneov „Levostepenasti periodni sistem” iz 1928. (engl. Charles Janet's 1928 "Left-step periodic table")^[3] smatra se najznačajnijom alternativom tradicionalnoj verziji periodnog sistema. U njemu su elemeti raspoređeni prema redosledu popunjavanja orbitala odnosno ljuski (umesto prema valentnosti); ovaj sistem dosta koriste fizičari.^[4]

f¹

f²

f³

f⁴

f⁵

f⁶

f⁷

f⁸

f⁹

f¹⁰

f¹¹

f¹²

f¹³

f¹⁴

d¹

d²

d³

d⁴

d⁵

d⁶

d⁷

d⁸

d⁹

d¹⁰

p¹

p²

p³

p⁴

p⁵

p⁶

s¹

s²

1s

H

He

2s

Li

Be

2p 3s

B

C

N

O

F

Ne

Na

Mg

3p 4s

Al

Si

P

S

Cl

Ar

K

Ca

3d 4p 5s

Sc

Ti

V

Cr

Mn

Fe

Co

Ni

Cu

Zn

Ga

Ge

As

Se

Br

Kr

Rb

Sr

4d 5p 6s

Y

Zr

Nb

Mo

Tc

Ru

Rh

Pd

Ag

Cd

In

Sn

Sb

Te

I

Xe

Cs

Ba

4f 5d 6p 7s

La

Ce

Pr

Nd

Pm

Sm

Eu

Gd

Tb

Dy

Ho

Er

Tm

Yb

Lu

Hf

Ta

W

Re

Os

Ir

Pt

Au

Hg

Tl

Pb

Bi

Po

At

Rn

Fr

Ra

5f 6d 7p 8s

Ac

Th

Pa

U

Np

Pu

Am

Cm

Bk

Cf

Es

Fm

Md

No

Lr

Rf

Db

Sg

Bh

Hs

Mt

Ds

Rg

Cn

Nh

Fl

Mc

Lv

Ts

Og

119

120

Ovaj format periodnog sistema je kongruentniji sa redosledom po kom se idealno popunjavaju elektronske ljuske (prema Madelungovom pravilu), kao što je prikazano u pratećem nizu punjenja blizu leve margine (čitati odozgo nadole, sleva nadesno).
U stvarnosti, popunjavanje elektronskih ljuski karakteriše niz nepravilnosti.

Ako se uporedi sa običnim formatom, Levostepenasti periodni sistem ima sledeće promene:

helijum je smešten u 2. grupu
1. i 2. grupa (s-blok), uključujući element 119 i 120 u produženju u vidu 8. periode, premešteni su na desnu stranu sistema
s-blok je pomeren prema gore za jedan red i svi elementi koji nisu u s-bloku su sada jedan red niže nego u standardnom periodnom sistemu; na primer, većina četvrtog reda u standardnom sistemu je peti red u ovom sistemu

Periodni sistem ADOMAH (Cimerman, 2006)[uredi | uredi izvor]

Modernu verziju periodnog sistema je 2006. godine napravio Valeri Cimerman, a nazvao ju je ADOMAH (engl. Valery Tsimmerman's 2006 "ADOMAH periodic table").^[5] Struktura ovog periodnog sistema zasnovana je na četiri kvantna broja elektronske konfiguracije, zato što sistem ima četvorodimenzionalnu bazu.^[6]

Dvodimenzionalni spiralni periodni sistem (Benfi, 1964)[uredi | uredi izvor]

Teodor Benfi je 1964. godine osmislio „Dvodimenzionalni spiralni periodni sistem” (engl. Theodor Benfey's 1964 "Two-dimensional spiral periodic table"); sistem počinje od vodonika, a spirala se odvija oko dvaju ’poluostrva’ — prelaznih metala te lantanoida i aktinoida. ’Ostrvo’ superaktinoida već je ’usečeno’.^[7] Hemijska galaksija (2004) organizovana je na sličan način.

Trodimenzionalni periodni sistem fizičara (Stou, 1989)[uredi | uredi izvor]

Timoti Stou je 1989. godine napravio „Trodimenzionalni periodni sistem fizičara” (engl. Timothy Stowe's 1989 "Three-dimensional physicist's periodic table"); ima tri ose koje predstavljaju glavni kvantni broj, orbitalni kvantni broj i orbitalni magnetski kvantni broj. Helijum je ponovo element 2. grupe.

Trodimenzionalni periodni sistem nalik cvetu (Žiger, 1966)[uredi | uredi izvor]

Žigerov „Trodimenzionalni periodni sistem nalik cvetu” iz 1966. (engl. Paul-Antoine Giguère's 1966 "Three-dimensional flower-like periodic table") sastoji se od 4 povezane ploče sa imenima elemenata ispisanim spreda i otpozadi. Prva ploča sadrži elemente 1. grupe sa prednje strane i elemente 2. grupe sa zadnje strane, dok su vodonik i helijum izostavljeni. Postavljena pod uglom od 90°, druga ploča sadrži grupe 13—18, spreda i otpozadi. Još dve ploče, svaka pod uglom od 90°, sadrže ostale elemente.^[8]^[9]

Periodni sistem sa elementima koji se ponavljaju (Rič, 2005)[uredi | uredi izvor]

Ronald L. Rič je 2005. godine preložio uvođenje „Periodnog sistema sa elementima koji se ponavljaju” (engl. Ronald L. Rich's 2005 "Elements-repeating periodic table") kada je to potrebno.^[10] On ističe da vodonik deli svojstva sa elementima 1. grupe na osnovu valentnosti, sa elementima 17. grupe pošto je nemetal, ali takođe i sa elementima 14. grupe (tzv. ugljenikova grupa) na osnovu sličnosti u hemijskom vezivanju sa prelaznim metalima i sličnom elektronegativnošću. U ovoj formi periodnog sistema, ugljenik i silicijum se takođe pojavljuju u istoj grupi kao i titanijum i cirkonijum.

Ostale verzije[uredi | uredi izvor]

Njulandsov „Revidirani periodni sistem hemičara” iz 2010. (engl. John Newlands' 2010 "Revisited chemist's periodic table") ima alternativnu poziciju za vodonik, helijum i lantanoide; objavili su ga E. G. Marks i Dž. E. Marks.^[11]

Drugi primeri trodimenzionalnih periodnih sistema uključuju Kurtinovu „Periodnu klasifikaciju” (engl. Courtines' "Periodic Classification") iz 1925. godine,^[12] Ringlijev „Lamina sistem” (engl. Wringley's "Lamina System") iz 1949. godine,^[13] Žigerov „Periodni heliks” (engl. Giguère's "Periodic helix") iz 1965. godine^[14] i Duforovo „Periodno stablo” (engl. Dufour's "Periodic Tree") iz 1996. godine.^[15]

Varijante klasičnog formata[uredi | uredi izvor]

Još od objavljivanja Mendeljejevljevog originalnog periodnog sistema, elementi su se u osnovi raspoređivali prema valentnosti (grupe u kolonama) i njenoj periodičnosti (periode u redovima). Kako su godine prolazile i kako su se postizala nova otkrića u polju atomske strukture, ovi šematski rasporedi su se prilagođavali i proširivali ali kao princip se nikada nisu izmenili.

Najstariji periodni sistem je Mendeljejevljev sistem kratkog formata (engl. short-form table) sa kolonama I—VIII, koji pokazuje sekundarne hemijske sličnosti. Na primer, alkalni metali i kovni metali (bakar, srebro, zlato) nalaze se u istoj koloni zato što obe grupe teže jednovalentnosti. Ovaj format se još uvek često koristi, a primer je savremeni ruski sistem kratkog formata Arhivirano na sajtu Wayback Machine (17. decembar 2013) (rus. Периодическая таблица элементов Д. И. Менделеева) koji uključuje sve do sada otkrivene elemente.

H. G. Deming je u svom udžbeniku Opšta hemija (engl. General Chemistry) koristio takozvani dugi periodni sistem (engl. long periodic table) sa 18 kolona, koji se u SAD prvi put pojavio 1923. godine (Vajli); bio je ovo prvi sistem u kom su — oznakom A — bile označene prve dve i poslednjih pet „glavnih grupa” (engl. main groups), te između njih — oznakom B — ostatak u vidu „prelaznih grupa” (engl. transition groups).

Dodatno numerisanje je odabrano tako da karakteristični oksidi B grupa odgovaraju onima iz A grupa. Gvožđeva, kobaltova i niklova grupa nisu bile označene ni sa A ni sa B. Grupa plemenitih gasova je originalno bila ’prikačena’ (od strane Deminga) na levu stranu periodnog sistema. Grupa je kasnije prešla na desnu stranu i obično se označavala sa VIIIA.

Proširivanje periodnog sistema[uredi | uredi izvor]

U proširenom periodnom sistemu koji je 1969. godine predložio Glen T. Siborg, uključeni su i do sada neotkriveni elementi — sve do atomskog broja 218. Dodate su i teorijske periode posle regularne, trenutno poslednje 7. periode.

U polju istraživanja superatoma, klasteri atoma imaju svojstva pojedinačnih atoma drugog elementa. Predloženo je da se proširi periodni sistem dodavanjem drugog sloja u kom će biti smeštena klasterska jedinjenja. Poslednje proširenje ovog ’višespratnog’ sistema bio je klasterski jon aluminijuma Al−7, koji se ponaša kao multivalentni atom germanijuma.^[16]

Galerija[uredi | uredi izvor]

Spiralni periodni sistem (Harison)
Prsten periodnih elemenata (TROPE)
Sistem uvijena traka (Dž. F. Hajd)
Kružni periodni sistem elemenata
Alternativni kružni periodni sistem
Spiralni periodni sistem (Šolten)
Mendeljejevljev cvet (Cvetni sistem)
Sistem sa binarnim elektronskim ljuskama
Stouov periodni sistem elemenata
Periodni sistem Zmačinskija i Bejlija
Periodni sistem ADOMAH (Cimerman)
Njulandsov revidirani periodni sistem
Piramidalni periodni sistem elemenata
3D elektron. orbitale (Stou—Žane—Skeri)
4D periodni sistem (Stou—Žane—Skeri)

Reference[uredi | uredi izvor]

^ Scerri, E. R. (2006). The Periodic Table, Its Story and Its Significance. New York: Oxford University Press. ISBN 9780195345674.
^ Bent, Henry (2006). New Ideas in Chemistry from Fresh Energy for the Periodic Law. AuthorHouse. ISBN 978-1-4259-4862-7.
^ „Left Step Periodic Table”. 1928. Pristupljeno 25. 5. 2016.
^ Stewart, Philip J. (2009). „Charles Janet: Unrecognized genius of the periodic system”. Foundations of Chemistry. 12: 5. doi:10.1007/s10698-008-9062-5.
^ Tsimmerman, Valery (2006). „ADOMAH Periodic Table”. Arhivirano iz originala 19. 3. 2016. g. Pristupljeno 25. 5. 2016.
^ Tsimmerman, Valery (2008). „Periodic Law can be understood in terms of the Tetrahedral Sphere Packing”. Arhivirano iz originala 18. 5. 2016. g. Pristupljeno 25. 5. 2016. „creation of the first man, Adam, from the dust of the earth, in Hebrew, Adomah”
^
Benfijev sistem se može videti u članku Glena Siborga:
- „Plutonium: The Ornery Element” (jun 1964). Chemistry. 37 (6): 12—17 [14].
^ Mazurs, E. G. (1974). Graphical Representations of the Periodic System During One Hundred Years. Alabama: University of Alabama Press. str. 111. ISBN 978-0-8173-3200-6.
^
Animirana verzija Žigerovog periodnog sistema koja je najviše zastupljena na internetu (uključujući i onu odavde) nije tačna, zato što joj nedostaju vodonik i helijum. Žiger je kasnije dodao vodonik iznad litijuma i helijum iznad berilijuma. Pogledajte:
- Giguère, P. A. (1966). „The 'new look' for the periodic system”. Chemistry in Canada. izd. 18 (12): 36—39 [37].
^ Rich, Ronald L. (2005). „Are Some Elements More Equal Than Others”. J. Chem. Educ. 82 (12): 1761. doi:10.1021/ed082p1761.
^ Marks, E. G.; Marks, J. A. (2010). „Newlands revisited: A display of the periodicity of the chemical elements for chemists”. Foundations of Chemistry. 12: 85. doi:10.1007/s10698-010-9083-8.
^ Leach, Mark R. „1925 Courtines' Periodic Classification”. Arhivirano iz originala 16. 05. 2016. g. Pristupljeno 19. 4. 2016.
^ Leach, Mark R. „1949 Wringley's Lamina System”. Arhivirano iz originala 03. 12. 2011. g. Pristupljeno 19. 4. 2016.
^ Mazurs, E. G. (1974). Graphical Representations of the Periodic System During One Hundred Years. Alabama: University of Alabama Press. str. 111. ISBN 978-0-8173-3200-6.
^ Leach, Mark R. „1996 Dufour's Periodic Tree”. Arhivirano iz originala 18. 04. 2010. g. Pristupljeno 19. 4. 2016.
^ Amato, Ivan (21. 11. 2006). „Beyond The Periodic Table Metal clusters mimic chemical properties of atoms”. Chemical & Engineering News. Arhivirano iz originala 20. 7. 2012. g. Pristupljeno 26. 5. 2016.

Literatura[uredi | uredi izvor]

Mazurs, E. G. (1974). Graphical Representations of the Periodic System During One Hundred Years. Alabama: University of Alabama Press. str. 111. ISBN 978-0-8173-3200-6.
Mazurs, E. G. (1974). Graphical Representations of the Periodic System During One Hundred Years. Alabama: University of Alabama Press. str. 111. ISBN 978-0-8173-3200-6.
Hjørland, Birger (2011). The periodic table and the philosophy of classification. Knowledge Organization. 38 (1): 9—21.
Mazurs, E. G (1974). Graphical Representations of the Periodic System During One Hundred Years. Alabama: University of Alabama Press. ISBN 978-0-8173-3200-6. .

(Mazursova revizija iz 1974. godine svih do tada poznatih periodnih sistema se smatra definitivnim radom na ovu temu.)

Dodatna literatura[uredi | uredi izvor]

Fraundorf, P. (2006). „Elements, topology, and T-shirts”. Bibcode:2006physics...3026F. arXiv:physics/0603026 .

Spoljašnje veze[uredi | uredi izvor]

[1] Scerri, E. R. (2006). The Periodic Table, Its Story and Its Significance. New York: Oxford University Press. ISBN 9780195345674.

[2] Bent, Henry (2006). New Ideas in Chemistry from Fresh Energy for the Periodic Law. AuthorHouse. ISBN 978-1-4259-4862-7.

[3] „Left Step Periodic Table”. 1928. Pristupljeno 25. 5. 2016.

[4] Stewart, Philip J. (2009). „Charles Janet: Unrecognized genius of the periodic system”. Foundations of Chemistry. 12: 5. doi:10.1007/s10698-008-9062-5.

[5] Tsimmerman, Valery (2006). „ADOMAH Periodic Table”. Arhivirano iz originala 19. 3. 2016. g. Pristupljeno 25. 5. 2016.

[6] Tsimmerman, Valery (2008). „Periodic Law can be understood in terms of the Tetrahedral Sphere Packing”. Arhivirano iz originala 18. 5. 2016. g. Pristupljeno 25. 5. 2016. „creation of the first man, Adam, from the dust of the earth, in Hebrew, Adomah”

[7] Benfijev sistem se može videti u članku Glena Siborga:

„Plutonium: The Ornery Element” (jun 1964). Chemistry. 37 (6): 12—17 [14].

[8] „Plutonium: The Ornery Element” (jun 1964). Chemistry. 37 (6): 12—17 [14].

[8] Mazurs, E. G. (1974). Graphical Representations of the Periodic System During One Hundred Years. Alabama: University of Alabama Press. str. 111. ISBN 978-0-8173-3200-6.

[9] Animirana verzija Žigerovog periodnog sistema koja je najviše zastupljena na internetu (uključujući i onu odavde) nije tačna, zato što joj nedostaju vodonik i helijum. Žiger je kasnije dodao vodonik iznad litijuma i helijum iznad berilijuma. Pogledajte:
Giguère, P. A. (1966). „The 'new look' for the periodic system”. Chemistry in Canada. izd. 18 (12): 36—39 [37].

[11] Giguère, P. A. (1966). „The 'new look' for the periodic system”. Chemistry in Canada. izd. 18 (12): 36—39 [37].

[10] Rich, Ronald L. (2005). „Are Some Elements More Equal Than Others”. J. Chem. Educ. 82 (12): 1761. doi:10.1021/ed082p1761.

[11] Marks, E. G.; Marks, J. A. (2010). „Newlands revisited: A display of the periodicity of the chemical elements for chemists”. Foundations of Chemistry. 12: 85. doi:10.1007/s10698-010-9083-8.

[12] Leach, Mark R. „1925 Courtines' Periodic Classification”. Arhivirano iz originala 16. 05. 2016. g. Pristupljeno 19. 4. 2016.

[13] Leach, Mark R. „1949 Wringley's Lamina System”. Arhivirano iz originala 03. 12. 2011. g. Pristupljeno 19. 4. 2016.

[14] Mazurs, E. G. (1974). Graphical Representations of the Periodic System During One Hundred Years. Alabama: University of Alabama Press. str. 111. ISBN 978-0-8173-3200-6.

[15] Leach, Mark R. „1996 Dufour's Periodic Tree”. Arhivirano iz originala 18. 04. 2010. g. Pristupljeno 19. 4. 2016.

[16] Amato, Ivan (21. 11. 2006). „Beyond The Periodic Table Metal clusters mimic chemical properties of atoms”. Chemical & Engineering News. Arhivirano iz originala 20. 7. 2012. g. Pristupljeno 26. 5. 2016.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]