Tabelas periódicas alternativas

Mérito: Jonathan Chadwick (laboratory news)

Em março de 1869, o cientista russo Dmitri Mendeleev organizou todos os elementos químicos conhecidos em uma tabela, em fileiras de números atômicos da esquerda para a direita. Mendeleev escreveu em seu diário: “Eu vi em um sonho uma mesa onde todos os elementos se encaixavam conforme necessário. Ao despertar, eu imediatamente escrevi em um pedaço de papel.” Cento e cinquenta anos depois, a tabela de Mendeleiev é usada todos os dias em laboratórios, salas de aula e instituições em todo o mundo.

Normalmente, quando pensamos nos elementos, os imaginamos no formato tabular do qual Mendeleev teve a ideia original. Mas dentro de 100 anos do aparecimento da tabela periódica de Mendeleev, acredita-se que cerca de 700 versões diferentes foram publicadas, todas tomando várias formas e formas em diferentes dimensões, desde espirais, cilindros e anéis, até fractais e pirâmides.

Alguns dos designers responsáveis ​​por essas novas versões acharam que a forma tabular tinha limitações que eles queriam melhorar; outros queriam tornar os elementos mais fáceis de compreender ou acomodar novas descobertas. Outros ainda queriam criar arte informativa que ficaria ótima em sua parede. Vamos dar uma olhada em algumas das versões mais memoráveis. Assim como Mendeleev não foi o último a organizar os elementos químicos, ele não foi o primeiro.

Figura 1

O francês Alexandre-Émile Béguyer de Chancourtois pode reivindicar este feito, tendo organizado os elementos em ordem de peso atômico em 1862 (Figura 1).

De Chancourtois, um geólogo, desenhou os elementos em torno de um cilindro de metal, com elementos semelhantes – como metais alcalinos, lítio, sódio e potássio – alinhados verticalmente. Ele chamou sua criação de “hélice telúrica” porque o telúrio era colocado no meio. Infelizmente, quando De Chancourtois teve seu trabalho publicado, o diagrama de sua hélice foi deixado de fora, o que significa que foi um pouco negligenciado em sua publicação original. Em 1935 , Emil Zmaczynski foi um dos muitos a pensar fora do formato tabular com seu triângulo periódico, que representa graficamente o processo de construção de camadas eletrônicas para átomos (Figura 2).

Figura 2

De Chancourtois, um geólogo, desenhou os elementos em torno de um cilindro de metal, com elementos semelhantes – como metais alcalinos, lítio, sódio e potássio – alinhados verticalmente. Ele chamou sua criação de “hélice telúrica” porque o telúrio era colocado no meio.

Infelizmente, quando De Chancourtois teve seu trabalho publicado, o diagrama de sua hélice foi deixado de fora, o que significa que foi um pouco negligenciado em sua publicação original.

Em 1935 , Emil Zmaczynski foi um dos muitos a pensar fora do formato tabular com seu triângulo periódico, que representa graficamente o processo de construção de camadas eletrônicas para átomos (Figura 2).

Muitas das reformulações da mesa de Mendeleiev ao longo dos anos abandonaram a grade em favor de uma espiral. Um dos benefícios de tal projeto sobre a forma tabular é que ele cola a divisão que ocorre em cada extremidade da mesa, conectando assim elementos em ambas as extremidades que potencialmente têm características semelhantes.

Gustavus Hinrichs pode reivindicar a primeira espiral periódica.

Figura 3

De fato, o químico alemão propôs o projeto em 1867 – dois anos antes da mesa de Mandeleev – com elementos dispostos em massa (Figura 3). Mas a espiral de Hinrichs mostrou relações primárias entre os elementos e não possui detalhes de versões posteriores.

Em 1949, a Life Magazine publicou uma espiral um pouco mais polida, ou melhor parte em espiral, parte da pista de corrida olímpica.

Figura 4

Os elementos são organizados com base no número de elétrons, começando com o hidrogênio no meio. A revista disse: “As cores e a construção da mesa expressam outro tipo de relação entre os elementos: a repetição, em intervalos regulares, das propriedades químicas dos primeiros”.

Da mesma forma, a espiral polida de Theodor Benfey, de 1964, começa no centro de hidrogênio e serpenteia em um círculo (em forma de círculo), com desvios em torno dos lantanídeos e actinídeos e metais de transição (Figura 4).

Com uma estrutura fácil de seguir e codificação de cores, a espiral de Benfey ou “caracol”, ilustra os elementos de uma forma mais envolvente. Cada cor representa um grupo de elementos e cada espiral representa um período na tabela periódica tradicional. Números atômicos e massas são notavelmente ausentes, no entanto.

Uma iteração mais recente, a versão do desenvolvedor de software Jeff

Figura 5

Moran tenta ilustrar melhor a relação do hidrogênio com vários elementos, novamente colocando-o no centro (Figura 5). 

“Eu pensei que a espiral tinha mais potencial para mostrar as inter-relações dos elementos do que a Tabela Periódica”, disse ele. “O acordo poderia chegar à filosofia subjacente de por que alguns elementos atraem outros elementos, porque alguns são úteis na conversão e porque alguns são úteis para proteção.”

O blogueiro Mitch Fincher criou o Quadro Periódico Maia no início dos anos 90, inspirando-se no calendário mesoamericano (Figura 6). O anel psicodélico é feito de círculos concêntricos, cada um contendo elementos ordenados de acordo com seu número atômico.

Figura 6

Fincher disse ao Laboratório de Notícias : “O quadro Periódico Maia chegou a mim cerca de 30 anos atrás, enquanto tentava criar uma tabela periódica tridimensional. Eu tive a ideia de círculos concêntricos representando camadas eletrônicas depois de ponderar a falta de simetria no tradicional.

“Para a maioria dos usos, a mesa de Mendeleiev é superior, mas o maia é útil para o ensino e sua pura simetria e beleza”.

Grupos de elementos são dispostos em cores diferentes, incluindo os gases nobres, que estão em uma coluna vertical através do centro. O que é interessante no anel é que os elementos mais estáveis ​​estão em um dos lados dos gases nobres, e os menos estáveis ​​no outro. Elementos de transição são integrados com todos os outros elementos.

O gráfico 3D de Timothy Stowe foi projetado especificamente para físicos, mostrando geometricamente os níveis de energia dentro de um átomo

Figura 7

(Figura 7). Os três eixos representam os números quânticos principal, spin e magnético, enquanto as cores representam valores diferentes do número quântico do momento angular.

O que é interessante sobre Stowe é que ele aparentemente não é rastreável e desapareceu da comunidade científica. Sua mesa foi descoberta e republicada pela Instruments Research and Industry em 1989.

Continuando ao longo da zona quântica, a tabela periódica ADOMAH de

Figura 8

Valery Tsimmerman de 2006 é efetivamente duas tabelas em uma Figura 8). Os números na parte inferior da tabela representam o número quântico n à medida que você segue as linhas verticais, ou n + l se seguir as camadas 3D.

Alguns podem achar difícil entender as tabelas de Stowe e Tsimmerman, e para uma referência rápida pode querer procurar em outro lugar.

Leia também

1 em cada 5 norte americanos não sabem nomear um único elemento da tabela periódica

A situação da Tabela Periódica nos seus 150 anos

Uma das primeira tabela periódica em sala de aula

O nascimento da tabela periódica

O prelúdio da tabela periódica: o filósofo grego que teve a ideia certa

O prelúdio da tabela periódica

Tabela Periódica de acordo com o Pais descoberto

Uma Tabela Periódica para o cotidiano

Tabela Periódica

 

Fonte: Laboratory news