Татьяна Черноглазова (PhD, Казахстан)
В течении XX века Периодическая Система Элементов (ПСЭ) неоднократно видоизменялась для приведения в соответствие с открытиями и новейшими научными данными. От первых экзотических систем спиралевидной таблицы Шанкуртуа и музыкально-октавной системы Ньюланда 19 века до совершенно фантастических трехмерных 3D фигур 21 века.К настоящему времени известно более 3 000 различных схем!
https://www.meta-synthesis. com/webbook/35 _pt/pt_ database.php.
Неудивительно, что постоянный интерес к строению таблицы элементов связан с поиском новых, еще не вскрытых закономерностей в мироустройстве мира. Интерес к проблеме сохраняется также в виду огромного значения таблицы и системы в целом в философии науки.
Сам Д. И. Менделеев в разное время публиковал различные варианты По мнению ученого, эфир является системообразующей сущностью всех химических элементов. В своей работе «Основы химии» Д.И. Менделеев писал : «Элементы нулевой группы начинают каждый ряд других элементов, располагаясь в левой части Таблицы,… что составляет строго логическое следствие понимания периодического закона. …Особо важное и даже исключительное по смыслу периодического закона место принадлежит элементу «Х» или Ньютонию» (в честь Исаака Ньютона), который Д.Менделеев связывал с мировым эфиром. Располагаться этот особый элемент должен в самом начале всей таблицы, в так называемой «нулевой группе нулевого ряда». Вариант авторской таблицы 1904 г.
Движимый идеей обнаружения эфира, Д.И. Менделеев, экспериментально изучая разреженные газы, получил уравнение идеального газа, и ввел идею о существовании термодинамической шкалы температур - возможное энергетическое описание эфира. Свои взгляды на ведущую роль эфира ученый излагает в статье «Попытка химического понимания мирового эфира. Статья была написана в 1902 г, но решился он напечатать свою статью лишь в 1905 г., оговорившись, что «размышлял над этим лет 30… и еще бы помолчал, но у меня уже нет впереди годов…». Дмитрий Иванович, заболев, скончался в 1907 г., оставив открытым вопрос о природе эфира. После его смерти и отрицания существования эфира в работах Эйнштейна, он был исключен из известных таблиц классификации химических элементов.
Одним их главных доказательств правомерности теории Д. Менделеева и признания ее другими учеными являлось открытие новых элементов, которые были им предсказаны и нашли свое место в пустых клетках его прямоугольной таблицы. Однако, одной из самых необъяснимых странностей существующих табличных форм таблицы ПСЭ является ее начало- наличие огромного количества пустых клеток (до 26 ячеек) в первых периодах как в короткой, так и в длинно-периодической формах, что не смущает ученых.
Крылатая фраза Аристотеля о том, что «Природа не терпит пустоты» позволяет предположить, что классические табличные формы строения ПСЭ не до конца отражают природную классификацию элементов.
Важность учета поэтапного формирования частиц материи связана с процессами первичного ядерного нуклеосинтеза после Большого взрыва. В соответствии с теориями современной физики в результате расширения и охлаждения во Вселенной произошли фазовые переходы, аналогичные конденсации жидкости из газа, но применительно к возникновению фундаментальных бесструктурных элементарных частиц из преонной плазмы (смеси кварков и лептонов), из которых формируются барионы и фермионы. Затем с падением температуры в плазме стал возможен следующий фазовый переход, называемый бариогенезисом. На этом этапе кварки и глюоны объединились в барионы, такие как протоны и нейтроны. При этом одновременно происходило асимметричное образование материи и антиматерии, которые при аннигиляции порождают электромагнитное излучение. Дальнейшее снижение температуры привело к следующему фазовому переходу- образование первичных ядер из главных элементарных частиц материи – протона, нейтрона и электрона и их взаимодействием с электромагнитным полем с последующим поэтапным образованием известных стабильных химических элементов.
Стабильные изотопы водорода и гелия
Водород Н и изотопы Протий - 1Н Дейтерий –D-2Н Тритий- 3Н
Гелий 2Не и изотопы 3Не 4Не2-альфа частица
Стандартная модель Большого Взрыва предсказывает следующее соотношение элементов во Вселенной: 1H — 75 %, 4He — 24 %, тогда как на все остальные элементы только порядка 1 %. Первые элементы- водород, гелий и их стабильные изотопы являются главными первичными элементами, которые должны быть включены в периодическую систему химических элементов.
Первичный нуклеосинтез формирования химических элементов первых двух периодов общепринятой ПСЭ приведен ниже
Типичные ядерные реакции первичного нуклеосинтеза.
Ядерные реакции изотопов водорода и гелия Синтез химических элементов
p+n = 1Н2+; 6С12 +p---7N13 + ;
1Н2+n = 1H3 +; 7N13 +p---7N14 + ;
1Н2+1Н2 = 1H3 +p 7N14 +p ----8O15
1Н2+1Н2 = 2He3 +n 8O15---7N15 +e + ;
1Н2+p = 2He3 +; 7N15+p ---6C12 +2He4
1Н2+1H2 = 2He4+n 7N14+p ---8O15 + ;
1Н2+2H3 = 2He4+p 8O15---7N15 +e + ;
2He4+2He3 = 4Be7 +; 7N15+p ---8O16 + ;
1H3 +2He4 = 3Li7 +; 8O16 + p ---9F17 +e + ;
4Be8 +2He4e- = 6С12 9F17 ----8O17 +e + ;
Логической формой таблицы, содержащей изотопы водорода и гелия является круговая форма, которая показывает последовательное поэтапное формирование химических элементов. Круговая форма ПСЭ не содержит пустых ячеек и показывает закономерности поэтапного синтеза химических элементов и их расположения по известной схеме увеличения атомного веса и заряда как в короткой, так и длиннопериодических формах ПСЭ. (рисунок статьи).
Рисунок статьи: Круговая схема периодической системы химических элементов (в центре таблицы расположен эфир (черный круг), как родоначальник всего сущего, (белый цвет соответствует длиннопериодическим периодам короткой формы таблицы Менделеева (А группы), а серые (B) подпериодам этих же периодов (короткой формы ПСЭ). Группа лантаноидов – бежевый цвет, актиноидов-розовый цвет.
Круговая форма обьединяет принцип короткой и длинной форм ПСЭ. По мере увеличения заряда Z происходит увеличение массы атомов, причем количество нейтронов увеличивается быстрее числа протонов (рисунок 2). Атомы с четной массой расположены в периодах серого цвета. Кроме того, элементы с четными массами имеют четный стабильный изотоп. Число химических элементов удвоилось за 100 лет со времени Д.Менделеева. Сама круговая таблица соответствует дуальному принципу заполнения групп и периодов
Закономерности дуального формирования химических элементов определяются закономерностями электронного строения элементов. Схема содержания химических элементов в периодах в круговой дуальной диаграмме таблицы элементов.
Можно предложить простую математическую формулу заполнении электронных оболочек: 2 х 2^n при n=1,2,3,4, получается:2,,8,18,32:
Период Число
0 2^0 Эфир
1 а 2^1 = 2
1 б 2^2 = 4
2 2^3 = 8
3 2^3 = 8
4 2^4+2 =(16+2)=18
5 2^4+2 =(16+2)=18
6 2^5 = 32
7 2^5 = 32
Всего 122
Удвоенные квадраты тетраксиса Пифагора 1,2,3,4 показывает схему заполнения электронами оболочек: 2 х n^2
2 х 1^2=2
2 х 2^2=4
2 х 3^2=18
2 х 4^2=32
Таким образом, круговая дуальная диаграмма химических элементов с учетом включения стабильных изотопов водорода и гелия отражает закономерное построение структуры элементов с учетом периодов и групп классических табличных диаграмм ПСЭ.