Периодический закон и системы соединений Менделеева в химии (ПЗ, ПСС и Переходные группы)

Изменено: 07.01.2019 Posted on

Химия, ошибки, группы системы Менделеева и распространение их в мире.

(От элементов к соединениям, реакциям обмена веществ (ОВ), протеинам-ферментам и генам: ПС СР-ОПГ геномики, протеомики и метаболомики)

                                   В какой группе стоит углерод или, например, Th  — 4 (до U в 6), 14, 24 или 28?

Нумерация, № групп с 3-4-8-16-18, после 1-2 s-элементов, очевидно, могут относиться либо к р-, как №5-6-, В-С-, либо к f-, как La- и Ac- Th-U, по Менделееву, но никак не к стоящим между ними d-, как в системе ИЮПАК. Сам он называл периодическим законом (ПЗ) не систему (ПС), а гораздо более содержательную, простую и компактную функцию валентности от А. Она занимает не много места (Fig.1), но не дается учащимся, поэтому редко понимающим и изучающим химию.

В рекомендуемой с 1989 г. ИЮПАК ПС ХЭ без имени Менделеева и групп его (короткой формы), отвечающих валентности, главным преимуществом 18 групп и (его первой) длинной формы  считается их однозначность и устранение помещения в одной 8-й группе триад элементов. Триады сейчас кажутся ошибкой Менделеева, его предвидения открытия высших степеней окисления. Но это больше доказало необходимость 8 и переходных групп, как выяснилось, в связи с проблемой помещения d10 в 8 группах, отвечающих реальным пределам валентности, и не отличается от гораздо худшего помещения всех семейств f14 «лантаноидов» и «актиноидов» в 1 клетке, причем 3-й группы, хотя у большинства достигаются большие степени окисления. Фактически для этого они фальсифицируются, в рекомендуемом ИЮПАК с 1989 г. варианте, даже сдвинуты на клетку, в отличии от используемых другими вариантов, возможно, специально для скрытия соответствия следующим известным валентностям 4-5 (если +5 достигается для Празеодима, как у Ленгмюра и Менделеева, [1]) и 4-8, если +8 достигается для плутония (Pu+8, Угай и др., [2]) . Другие ставят церий, торий и следующие под 4–й и следующими группами, соответственно наблюдаемой валентности. Это просто объясняет указание под ними № групп с обозначением С- или f-, аналогично А и В-основным и побочным группам Менделеева,* которые также можно объяснить и заменить на р- и d-согласно известным символам е-оболочек и спектров.

Если уж хотеть использовать «полудлинную» форму ИЮПАК, то хотя бы нужно отразить ее смысл, мы предлагаем как

группа1 1 2 3/17 418 519 620 721 822 9/23 1024 1125 1226 1327 1428 1529 1630 1731 18/32
↓ Период1 I 1H II2
He
IIId IVd Vd VId VIId VIIId Переход2 к II III IV V VI VII VIII
2 3
Li
4
Be
<-s-элементы/d-элементы (переходные)\p: 5
B
6
C
7
N
8
O
9
F
10
Ne
3 11
Na
12
Mg
группы больших периодов (1-32):                          17/3 18/4  19/5   20/6   21/7   22/8   239   2410  2511 26/12 13
Al
14
Si
15
P
16
S
17
Cl
18
Ar
4 19
K
20
Ca
21
Sc
22
Ti
23
V
24
Cr
25
Mn
26
Fe
27
Co
28
Ni
29
Cu
30
Zn
31
Ga
32
Ge
33
As
34
Se
35
Br
36
Kr
5 37
Rb
38
Sr
39
Y
40
Zr
41
Nb
42
Mo
43
Tc
44
Ru
45
Rh
46
Pd
47
Ag
48
Cd
49
In
50
Sn
51
Sb
52
Te
53
I
54
Xe
6 55
Cs
56
Ba
713
Lu
72
Hf
73
Ta
74
W
75
Re
76
Os
77
Ir
78
Pt
79
Au
80
Hg
81
Tl
82
Pb
83
Bi
84
Po
85
At
86
Rn
7 87
Fr
88
Ra
103
Lr
104
Rf
105
Db
106
Sg
107
Bh
108
Hs
109
Mt
110
Ds
111
Rg
112
Cn
113
Uut
114
Fl
115
Uup
116
Lv
117
Uus
118
Uuo
Лантаноиды 57
La
58Ce 59Pr 60Nd 61Pm 62Sm 63Eu 64Gd 65Tb 66Dy 67Ho 68Er 69Tm 70Yb 714
«Актиноиды» 89
Ac
90
Th
91
Pa
92
U
93
Np
94
Pu
95
Am
96
Cm
97
Bk
98
Cf
99
Es
100
Fm
101
Md
102
No
1034
группа2 1 2 3IIIf 4IVf 5Vf 6VIf 7VIIf 8п.2 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

*С 2017 приняты названия № 113 Nh nihonium, 115 Mc moscovium, 117 Ts tennessine, 118 Og oganesson

Обозначение блоков
     s-блок      p-блок      d-блок      f-блок      g-блок4

Примечания : 1- Группа с1→ используемая ИЮПАК нумерация групп «средних периодов» с d- после s-элементов, вопреки более правильной нумерации групп №1-32, больших

2- Групп б2→ с f-элементов. Большинство лантаноидов имеют валентность до 4 и показаны в одной группе – церия (как ранее элементы VIII группы Менделеева, здесь разделенные на VIII и переходные к II-III).

3- Здесь лютеций и лоуренсий находятся под скандием и иттрием с учетом их статуса как элементов d-блока, хотя и лантан и актиний и торий также относятся к ним, не имеют f-электронов.

4- гипотетический g-блок расширенной таблицы Менделеева не изображён.

*Сначала Менделеев также ставил Н в группу I В с Cu и Ag, как в таблицах Одлинга и др., и фактически пытался связать удвоение 2-3 периода с такими двумя волнами следующих, 18-элементных, даже в 1886/87 г., в Лекции 5 жен.курсов, см.т.ХУ Знания теоретические или ПЗ: дополнения (с.270). Там же, в Лекции 4 ПЗ… «законность, определяющая элементы — связь 2 главных свойств — А-веса и атомности (а=валентности) как способности давать определенные формы, ок.8- RX1-8 (где Х- 1-валентный, но 8 достигается только в Ru/OsO4), как в ряду с Na-23 до Сl-35.5, с возрастанием количества кислорода по мере возрастания А — простая зависимость», здесь от 1 до 7 О на 2 пая элемента

«если мы расположим все элементы линейно в порядке их А, начиная с 0, и по этой линии восстановим перпендикуляр, длина которого означала бы атомность, то в первом ряду по мере возрастания А возрастала бы атомность, во втором ряду точно также и так будет повторяться много раз, то есть получится пилообразная форма и периодическая функция или зависимость» (ПЗ: доп., с.259). И сам Менделеев дал эту графическую форму ПЗ в 1971 г. (в сб.ПЗ между таблицами). После И.Ленгмюр, в 1919 г. также отражал правила октета[10] и современные степени окисления [1-3], то, что Менделеев называл «зубцы» пилы, а мы «волнами»:

№ 1 \2 период\3    \4                  \5                    \6                                       \7

Langmuir valence.pngИз Этот график показывает волны и первых периодов и повтор их 2 и 3 раза в средне-больших периодах 4-5 и 6-, и степени окисления и числа электронов и у каждого элемента. Очевидно, без этого графика ПС и таблицы отражают только малую часть, пределы, у половины элементов не достигаемые, как в новых, кайносимметричных, на графике видных как главный переход от роста у уменьшению, начиная с главных элементов s- Н/Не, p- N/O, d-Mn/Fe, f- Ce/Pr- хотя и Менделеев и Ленгмюр доводили лантаноиды до 5, а не 4 Се. Можно требовать преподавания Периодического Закона (ПЗ) только с этим графиком, иначе учащиеся просто не понимают, откуда берутся эти главные свойства, а химикам кажется понятным только за счет на порядок большего времени изучения и памяти, привыкания.
В учебнике Некрасова (1973) в обзоре элементов тот же график, валентности зависят от природы обоих взаимодействующих атомов (как Менделеев приводит тот же ряд RO/Xn, Na2O- Cl2O7, но NaCl…SiCl4, PCl3, SCl2, Cl-Cl), и внешних условий. Видно, у каких элементов  постоянны, у других разнообразны и до каких пределов:

Переменная валентность характернее в малых периодах (1–3) для N, P, S и Сl и распространеннее в больших (4–7), в начале тенденция к образованию соединений низших валентностей при переходе по рядам (4–10) снизу вверх усиливается, а в конце (ряды 13–16) ослабевает, максимальная обычно в кислородных и фтористых соединениях

Логически повторение, с второй волной, связаны с введением новой подгруппы, по формуле (n+1)2=n2+2n+1, для числа орбиталей-ячеек, с удвоением благодаря спинам, как 2.22=2+6, 2.32=2.22+2(2.2+1)= 8+10 (и +14 далее; отсюда следует значение и выделения пар, не-четных элементов, среди следующих, 6 р-, аналогично повтору валентностей и групп 1-8 среди d-). Самые последние известные большие периоды 6 и 7 имеют т.о. по 2х42=32 элементов. Они т.о. содержат большую часть элементов ПС как 64=8х8 клеток шахматной доски, где можно поместить (в виде пирамиды) и меньшие квадраты от s- до р- и d-элементов, белые и черные клетки связать с не-четными (спинами), а стороны-партии могут отражать конкуренцию и замещение кайносимметричных и следующих элементов типа С-F и Si-C1, O-S-миров, Cr-Fe и Mo-Ru, Ln и An (шахматная нумерация типа е2-е4 отражает связь Fe с Са или Не, как в синтезе СН).

Т.о. ликвидируя объединение элементов в VIII группе Менделеева, варианты ИЮПАК и длинных систем фактически не устраняют, а скрывают реальные общности и различия элементов. Реальной основой этого является факт увеличения валентности до 8 для соединений типа RuO4, OsO4, XeO4 — перксенатов и № 108 XsO4, с падением валентности после них до 0 и повтором увеличения ее в следующих группах. Это и составляет суть ПС и названных А и В (и предлагаемых С) «основных и побочных» групп, в повторе названных «волн» увеличения и уменьшения валентности, понятно объяснимых и в СШ, разное число раз: 1 раз в первых, коротких периодах, 2 раза в следующих (с А и В-группами) и 3 раза для последних, «Актиноидов».* Даже не использующий этого названия Полинг в своем основном учебнике «Химии» ХХ века пишет, ссылаясь на Сиборга (непонятно, желая ему оказать услугу или подставить, вместе с читателями?), что торий и уран показывают свойства (+4 и 6) подобно d-элементам, но далее — нет, подобно лантаноидам, как показал Сиборг — хотя и нептуний и плутоний с окислением до +7/+8 стали известны.

Он пишет, что именно для последнего тогда элемента урана Менделеев увеличил вес А вдвое, с 120 до 240, но не что это заменяет трехвалентность на 6-валентность согласно группам I-VIII, аналогии с молибденом и вольфрамом.

Вариант 18 групп ИЮПАК и др., скрывая фундаментальную 8-групповую форму и валентности, гораздо более важные и сейчас для охвата всех открытых за век соединений, обмена веществ (ОВ), протеомики и геномики, основных двигателей науки. Конечно, 18 представляют произвольный выбор одного из чисел 2n2 Ридберга, где 2 выражает основные пары и связь (s2-типа), 8 – октеты и существующие валентности и степени окисления (s2р6-типа), 18 – сверхвалентные, достигаемые только в редких комплексных соединениях ряда металлов, s2р6d10, a 32- s2р6d10f14— неизвестны. Понятным преимуществом и причиной выбора 18-группового варианта ИЮПАК является явное различие и граница металлов и неметаллов (среди простых веществ, степени окисления 0, тогда как в высших степенях до +7/+8 они являются аналогами, в т.ч. электронными, как Cl, Mn…Np+7). Увеличение числа групп с 8 до 18, конечно, позволяет легче различать элементы, но скрытие за ними реальной общности, валентностей и номеров групп Менделеева, конечно, допустимо только для не нуждающихся в знании их имитаторов, физиков и др. Для воспроизводства их приходится вводить непонятные правила типа вычитания из номеров групп 10, очевидно, сводимые к повтору скрытых. Проще сказать о двух волнах роста степени окисления в этих 18-групповых периодах. Системы всех известных авторов учебников под этими 18 группами приводят и № групп Менделеева и их устранение ИЮПАК, как и сдвиг семейств лантаноидов и актиноидов далее 3-4-й групп, можно понять только как намеренные, скрытие и фальсификацию, для кого?

Лучшей формулировкой периодического закона может быть Менделеева, в Фарадеевском чтении 1889 г.: «связанные со скачками открытого Дальтонам закона кратных отношений, ибо периоды элементов выражают переход RX RX2 и т.д. до RX8, где истощается энергия связующих сил и откуда опять начинается RX1-2…». Эта формулировка описывает больше сказанного, общность и причины недостижимости 8  — «энергии связующих сил» для всех периодов, включая отличие первых и следующих, кайносимметрию, и различные пределы для разных партнеров, как для О и С1 Менделеев. Недостижимость его ЭХ8 и энергии связи сейчас объясняются е-теорией, законами Кулона и КМ с ростом заряда и номера элементов, как в группах, так и в периодах. Они же объясняют обычные рост электроотрицательности (ЭО) и порядок изменения типа и свойств металлов-неметаллов слева направо, главные основы и вопросы химии.

Это можно сделать общей формулировкой и преподавания химии и ПС, не ограниченных первыми периодами, а охватывающими все, природные и №1-118, через повтор 1-2-3 волн тория-урана, как описано ниже.

Только понятие энергии, «связующих сил» Менделеева, в отличии от попыток без количественного различия, позволяет увидеть общность главных фактов, и связей химии с другими областями, через дефекты масс, и внутри их. Вместо чисто качественных «химико-теоретических» различий, например, s-p- (l=0 и >0) орбиталей и элементов, не объясняющих даже общности Не и др.инертных газов, т.е. главной для всего понимания элементов и соединений 0-й группы и соответственно отрицательных и положительных степеней окисления, групп и свойств до и после нее, металлов и неметаллов слева и справа. Хотя Полинг дал частные решения связи с энергией, но большей частью химики не понимали и упускали все доступные и школьникам  выводы-следствия. Включая размеры атомов и отличия зависящих от них свойств элементов и соединений, форм тетраэдров с sp3-гибридизацией C-N-O. Большие P-S имеют различные s- и p-под углом 90о, очевидно, согласно энергии не Кулона E~1/r, а квадрата, Е=p2/2m c p~h/r по принципам неопределенности и запрета Паули. Но химики и теоретики (в ММО и ВС) не учли отталкивания с учетом пар- спинов Паули, а кто учел, как Гиллеспи и Линнет, не учли этой энергии и без объяснения различия s-p-игнорировались. Хотя они возвращали к простой стереохимии связей тетраэдров Вант-Гоффа (1872). Принцип отталкивания и Линнет кроме пар тетраэдров LDQ, близких кубо-октаэдрам (Кеплера и Льюиса) и sp3-гибридам и связям Полинга, определяют и следующие правильные тела Платона с d-f- 5 и 7 орбитальных элементов, икоса-додека-эдры 2+10 и 2+14=16-вершинник, выходящий за предел правильных, как и октеты. Oбщность s2p3-s2d5-, их отрыва и заполнения ковалентного октета определяет общность степеней окисления p- и d- и f-элементов, короткой формы ПС Менделеева. Как и известные максимумы и минимумы энергии азота и марганца (с s1d5 Cr), очевидно, с их максимальной валентностью (формальных N+5 и Mn+7) для первых p- и d-элементов, до октета, причем степень окисления +5 в соединениях РЗЭ, Pr, как на графиках Ленгмюра, 1919 и современных, может означать возращение к 2р- форме (интересна смена s2p3-s1р3-максимума связи у Pb-Bi, очевидно, из-за ns-проникновения).

*ДРУГИЕ НЕРЕШЕННЫЕ ВОПРОСЫ

(удвоения периодов, вторичная периодичность, обобщение оболочек и орбиталей)

Физики при этом фактически скрывают неспособность объяснить эти числа групп, например, по сравнении с аналогичными оболочками нуклонов ядер.

*(Отмеченные нобелевской премией за их открытие Гепперт-Майер и Йенсен в своем учебнике не различают п, 1 и 2 р-оболочки атомов (АО), например, показывая «главное КЧ» п как лишь знак повтора, следствие или лишнюю сущность за 1?). Между тем общность этих оболочек в связи с принципом Паули, для всех фермионов, позволяет объяснить устойчивость и распространенность большинства элементов, начиная с №2 Не-4, №8 О-16, основных после водорода космоса и Земли, показать необъяснимые пока значения кратных 6 (р6?) следующих, №14, 20, 26 и до №92=2+6(6+9) урана.

 

*Последнее, включая повтор 3 раза и предлагаемые С-группы фактически являются лучшим доказательством названной природы периодичности и ПС и требуют перестройки ее понимания и преподавания.

Лучшее объяснение и преподавание должны основываться не на скрытии этих повторов, а показе общности их периодического закона. Общий закон их состоит в том, что рост степени окисления требует все большей энергии (ионизации) и возможен только до определенного предела, зависящего от места данного элемента и его партнера-окислителя. В таком виде это включает без исключения все периоды и группы элементов, требуя знать их предельную степень окисления в каждом. Для 1-го периода максимальная степень окисления +1 достигается у водорода, поэтому гелий не имеет смысла помещать ни во вторую, ни в 8 и 18 группы, его место только в 0-й, как настаивал Менделеев. Эта 0-я группа обычно помещается в 18-ю, с р-элементами, но этим только затрудняется понятие ее как основной, характеристикой инертного состояния и ядра всех элементов, и переходной к 1-й группе, самым активным поэтому. Менделеев в 8 группе писал «и переход к 1» и включал в нее в скобках и элементы той, с Си, что понятно объясняет и обычные Си+2 (и Аи+3) и природу всей периодичности и системы.

Для второго периода максимальная валентность достигается у азота+5, тогда как у кислорода высшая +2 во фториде, для третьего и четвертого +7 у галогенов, хлора, и марганца, хотя для железа часто пишут +8, очевидно, неустойчивы, можно не считать соединениями? Следующие после 8 группы имеют уже меньшую валентность и высшую и главную, Со+3 окисляет и воду, а никель обычно  только +2.

Только в следующем периоде, возможно, на базе д-оболочек, впервые достигается и окисление – соединения инертных газов, что и стало основой помещения их с 1960-х в 8-ю группу с ликвидацией 0-й Менделеева, и высшая степень окисления +8 RuO4. Хотя сообщали про +9 следующих, но не принято, как и +8 железо, вероятно, неустойчиво.

Общим т.о. оказывается недостижимость высшей степени окисления в первых периодах, как +5 р-элементов второго и +7 д- третьего, для первых ф высшей оказывается +4 Се или +5 Рг, м.б.тоже неустойчиво. Это и определяет отличие этих «лантаноидов», тогда как для следующих «актиноидов» подобное поведение и уменьшение степени окисления до +3 нашли только для последних элементов семейства, после «нормальных» +7+8 трансуранов нептуния и плутония.

Это, очевидно, тоже, что называл Кайносимметрией (др.-греч. καινός новый и симметрия —   электронные орбитали в атомах химических элементов появляются впервые по мере увеличения атомного номера, как 1s, 2p, 3d, 4f, 5g, С.А.Щукарёва (1893—1984), зав.каф. неорганической химии химфака ЛГУ (1939—1977), по Угаю: т.к. отсутствуют внутренние заполненные орбитали той же симметрии (соответственно s, p, d, f, g) на кривой распределения электронной плотности единственный максимум, без дополнительных. Определяющий заполнение эффект экранирования слабее, сильнее связи электронов с ядром, меньше орбитальные атомные радиусы, выше потенциал ионизации, слабее металлические  свойства элементов.

Это определяет решение вопросов.

Помещение разных элементов в У111 группу Менделеева не нужно, поскольку +8 достигается только в 8-й группе, а 9-10-е характеризуются уменьшением степени окисления, т.е. переходом, нужно относить не к 8-й, а к «переходным», включающим, по Менделееву, и саму 1-ю (В) группу. В названных его лекциях 1886/87 гг. Cu-Au стояли в последней группе, а в 1В только в скобках, в другие годы — наоборот.

Менделеев, очевидно, объединил их в одну У111, т.к. еще не мог знать ни недостижимости валентности +8 у следующих после 8-й, ни общности с РЗЭ и «актиноидами». Конечно, это можно считать ошибкой, предвидения, подобно необходимости исправления атомных весов не только неверных (как урана), но и вызванных более сложными законами оболочек ядер, исключений из правила роста Аг40К39, Со59 Ni, Те128 I127 (и Браунер «исправлял» на 126) – из-за магических чисел 20 и 28 и т.к. нечетные менее устойчивы и не могут удержать больше нейтронов. Но это ошибка времени, неизбежная до знания будущих открытий.

Следствиями из тех же законов будут и важные другие.

Мы формулировали правило не только двух главных валентностей и пределов, равных № группы и №-8 неметаллов, но и главной промежуточной валентности, связанной с сохранением кроме инертного ядра или потерей и s2-электронов: у первых, металлов заряд ядра меньше и они легче теряются, определяя степени окисления +2 (переходных металлов), а с ростом № группы у неметаллов больше и из-за того же проникновения к ядру, как и в больших периодах, они сохраняются и определяют значение степени окисления №-2, -итов, а для галогенов с суффиксом-именем главных –атов (хлоратов в отличии от «перхлоратов», вопреки использованию пер- для перекисей, а НВгO4 вообще малоустойчива, получена лишь в 1968 г.).

Также простые правила волн и увеличения координационного числа, КЧ, с 4 до 6, от даваемых в школе гексагидроалюминатов Na3Al(OH)6 до HSb(OH)6, Te(OH)6=H6TeO6, H5IOи перксенатов. Тут возникают вопросы и сомнения в связи с правилом изменения кислотности Полинга, согласно которым последние д.б.слабыми, а  НХО4 сильными, хотя для Н1О4 Некрасов дает туже константу (3 10-2, слабее йодноватой), что и для К1 «гидрата» Н51О6 (К2=5 10-9, К3=10-15). Это можно связать также с законами таутомерии и изомерии структур с разной степени окисления, как Р+3 и +5, 1-3-основности Н3РО2-4, и энергией изомеризации типа реакции Арбузова. Он же рассматривал аналогично и сернистую кислоту.

Из ХИМИИ для поступающих,50с.,2004:4.

Периодическая система химических элементов

Открытия множества элементов и их общих свойств (реакции, валентности, соединения) и групп — щелочных (Na, K, Li) и щелочноземельных (Ca, Sr, Ba) металлов, галогенов (Cl, Br, I) и других свел в систему по росту масс (Аг) Д.И. Менделеев (1834-1907) в 1869 г. Его Периодический закон: “Свойства элементов и их соединений зависят периодически от их атомных весов” исправил противоречившие ему факты, веса и предсказал новые элементы, открываемые с 1870-х. Эта зависимость выражается графически в осях А-а-атомности:  «элементы линейно в порядке их А-веса…перпендикулярно…по мере возрастания А возрастала бы атомность… повторяться много раз, то есть получится пилообразная форма и периодическая функция или зависимость» (ПЗ: доп., с.259), см. графическую форму ПЗ  И.Ленгмюра

Структура Периодической системы. Группы металлов и неметаллов в длинной форме отдельно — от s- слева до p- элементов справа, можно перемещать, сохраняя последовательности, в т.ч. побочных —  d- с 4 периода, и f- с 6, объединять в короткой форме таблицы по общей высшей валентности, равной номеру группы (в характерных соединениях R2Oп=0-8 — под группами).*  Центральной или 0-группой удобно сделать инертные элементы с №= сумма 2n2 (Ридберга)=2-8-18-36-54-86-118, тогда стоящие слева, как неметаллы, могут достигать их, присоединяя е, а справа — отдавая  (ПС с центральной 0=8-й группой):

3:ns2p 4:s2p2 5:.ns2p3 6ns2p4 7 ns2p5 8s2p6=n+1s0 s1:1H1 2. ns2 периоды 1  и 2-й Группы:В-
Группы А:  р-элементы\ s-: 2 He 4  3 Li7 4 Be9
5 B11 6 C12 7 N14 8 O16  9 F19 10 Ne20 11Na23 12Mg24
13Al27 14Si28 15 P31 16S32 17Cl35.5 18 Ar40 19 K39 20Ca40 d-элементы:
3d:21Sc 22Ti48 23V51 24Cr52 25Mn55 26Fe 27Co 28Ni 29Cu64 30Zn65
31Ga70 32Ge73 33As75 34Se79 35Br80 36 Kr84 37Rb85 38Sr 88

 

Но Менделеев не знал, что +8 достигают только первые элементы и объединял переходные в триады, а с 1960-х получили соединения инертных Кг и Хе и стали объединять 0 и 8 группы:

П

гр.1:ns1

гр.2: ns2

гр.3: ns2p

гр.4: s2p2-sp3

гр.5: ..ns2p3

6 ..ns2p4

7 ..ns2p5

8 ..ns2p6

1

1 H1

2 He 4

2

 3 Li7

4 Be9

5 B11

6 C12

7 N14

8 O16

 9 F19

10 Ne20

3

11 Na23

12 Mg24

13 Al27

14  Si28

15 P31

16  S32

17 Cl35.5

18 Ar40

4

19 K39

20 Ca40

3d:21Sc

22 Ti48

  23 V51

24 Cr52

25 Mn55

FeCo Ni

29 Cu64

30 Zn65

31 Ga70

32 Ge73

33 As75

34 Se79

35 Br80

36 Kr84

5

37 Rb85

38  Sr 88

4d: 39Y89

40 Zr 91

41 Nb93

42 Mo96

43 Tc99

Ru Rh Pd

47 Ag108

48 Cd 112

49 In 115

50 Sn119

51 Sb122

52 Te128

53 I 127

54 Xe131

6

55 Cs133

56  Ba 137

4f:57Ln139

72 Hf 178

73 Ta181

74 W184

75 Re186

OsIr Pt

79 Au197

80 Hg201

81 Tl204

82 Pb207

83 Bi209

84 Po209

85 At210

86 Rn222

7

87 Fr223

88 Ra 226

6d+f: :89Ac

90 Th232

91 Pa231

92 U238

93 Np237

94 Pu244

ст

Характерные соединения

-4: RH4

-3:RH3     

-2 H2R

-1: НR

  0: R

8

+1:R2O

ROH

2:RO

R(OH)2

3:R2O3

R(OH)3

4:RO2

H2RO3

5:R2O5

H3RO4

6:RO3

H2RO4

+7:R2О7

НRО4

+8: RO4

Менделеев считал 2 главными свойствами, связываемыми ПЗ А и а- атомность, но сейчас они представляются частью 2х2 чисел, указываемых слева и справа, снизу и сверху символа и квадратной клетки элементов — как атомность-валентность сверху показывает общее указываемых снизу чисел атомов в формулах соединений, так А-вес оказался функцией указываемого снизу слева символа номера элемента в ПС, равного заряду Z ядра атома и числу протонов его в соединении с нейтронами (А=Z+N).* 

Периодический закон и строение атомов объясняет электронная и квантовая теория (в.3): “Свойства элементов и соединений их находятся в периодической зависимости от заряда ядра их атомов”. Главные, — причины периодичности, число элементов, нарушения роста масс (Ar40-K39; Co-Ni; Te-128 I-127, Менделеев не знал), ионизации, электрические, химические и другие свойства. Элементы одной группы имеют общее число валентных электронов, равное высшей валентности, степени окисления и номеру группы. Например, в 6 группе их 6 и в главных, S 16=[Ne]103s23p4, и в побочных,* Cr 24=[Ar]183d54s1, и окислители могут отрывать их, образуя подобные инертные состояния In — S+6 и Cr+6 с 10 и 18е, [Ne] и [Ar].

*Эти числа протонов и нейтронов подчиняются тем же принципам Паули и заполнения оболочек, но ядерных (ЯО) в отличии от электронных — атомных (АО), подобно и молекулярным (МО). Они проще, сразу за 1sзаполняется р6, давая самые распространенные после 1Н — 2Не и №2+6=8 О- половина массы земли (Менделеев объяснял распространенность из тепло-емкости и энергии движения, растущей от 0 К, в «связи с происхождением земли» и в «организмах как носителях энергии»), потом d10=6+4 (по формуле квадратов (l+1)2=l2+2l+1 суммы не-четных чисел (1+2n) — орбиталей-ячеек дают квадраты и четные при удвоении-заполнении противо-спинами 2.12=2 =[He], 2+2(1+2)=2+6=2×22=8 — О, 2+6+10=2x3x3=  18=[Ar], числа элементов в периодах Ридберга) и повторяется близкая по энергии оболочка 2s2, тогда как в атоме из-за ядра с +Z и выгоды l=0 e- (при l>0 их плотность в центре =0) 2s повторяется сразу после 1s He, потом идет 2р и также после повтора 3s2реще до 3d-идет 4s(K-Ca), повторяя 2 8 8 2, инертным оказывается №18 Ar, а после 4s2 (№20 Са) идут 3d10 т.н. переходных металлов до №30 Zn и только потом 4рнеметаллы до инертного №36 Kr, с повтором 18. Физики (Зоммерфельд, Капустинский в МГУ) предполагали, что более простая или «идеальная» ПС с порядком 2 8 18 может реализоваться в жестких условиях и больших давлениях, и внутри Земли и планет. Тогда №28 Ni может оказаться инертным газом и испаряться — конденсироваться в мантии над ядром Земли из самого распространенного №26- железа, оказывающегося аналогом  O/S 6-2 группы! Но пока это трудно проверить…

Эти инертные состояния, оболочки и «ядра» в смысле не реагирующих химически частей при обычных условиях из-за ядра «удваиваются» и определяются поэтому более сложной суммой чисел 2-8-8-18-18-32-32, квадратов Ридберга 2n2, c 2.12=2 =[He], 2+2.22=10=[Ne], повторяя 8 до  18=[Ar], это же число 2.3дает № 36 [Kr] и № 36+18=54 [Xe]. C 2.42=32=18 +14 далее следуют 54+32=86 [Rn] и 86+32=118 [Og] — радиоактивные, последние известные элементы ПС. Они представляют 0-группу и валентность, за ними растущие с числом е-металлов как № групп 1-8, согласно графику выше, не больше 8, . Среди длинных периодов с 18 элементов повторяются две такие волны, известные как А и В-группы, для больших периодов с 32 элементами — 3 волны, кроме А и В можно назвать С или просто f-. Как и в случае р- и d- (А и В) групп валентность достигает предела только во второй, а в первой ограничена N+5/O+2, Mn+7/Fe+6, Ce+4 или Рг+5 (на графике Ленгмюра выше) с уменьшением до +2+3 аналогично элементам после 8-й группы, у Со-Ni-Cu-Zn, Rh-Cd, Ir-Hg.

По закону Кулона Еn=Frn=Ze/rn — с ростом Z в периодах притяжение электронов и энергия ионизации растет, а в группах (по вертикали) уменьшается, так как растет число уровней n, радиус (знаменатель Е=Ze/r) и отдача электронов — металлические свойства (металлы слева и ниже неметаллов)

Изменение свойств химических элементов и их соединений в периодической системе: С ростом порядкового номера в периоде растут заряд (числитель Е=Ze/r,- радиус меньше) и потому электроотрицательность (ЭО) и “сродство к электрону” — свойства притягивать электроны — неметаллические, как и снизу вверх, по шкале ЭО: Ме (ряд их — в.15)<неМе: H<C (<S< I<Br<Cl) <N<O<F.

Также изменяются свойства соединений, оксидов и гидроксидов, диссоциация Э-/-О-/-Н (на Э+ОН или Н+ и ЭО, в.9) в периоде — от основных к кислотным, в группе — наоборот,так,

Н3ВО3 — кислота

NaOH —  Mg(OH)2 —  Al(OH)3 = H3AlO3 — H4SiO4 — H3PO4 — H2SO4 — HClOщелочь  основание  амфотерный гидроксид — кислоты слабые — сильные

Ga(OH)3 — основание

И металлические свойства (отдача е-) и сила оснований — ионизация Ме(ОН)n=Me+n+nOH- определяются устойчивостью Ме+n. С ростом заряда притяжение затрудняет диссоциацию и растворимость Ме(ОН)n — Ме+3 гидролизуются, а Ме+4 практически не существует, О-2 притягивается больше к Э+n, чем к Н+ — теряя протон и воду Э(ОН)n в HnЭO4 (сила кислот связана со степенью и окисления и гидратации). Большее притяжение электронов обуславливает ионизацию Н+ — рост кислотности водородных соединений неметаллов и в ряду NH3 <H2O<HF<H2S<HCl.

Рост зарядов ионов т.о. определяет силу притяжения, уменьшение диссоциации и растворимости (больших у однозарядных катионов и анионов), направления ионных реакций (в.8,9), а увеличение радиуса с периодом n (сверху вниз) — с уменьшением притяжения ионов — силу — диссоциацию и оснований и кислот.

Менделеев выводил все прочие свойства из ПЗ, атомности а/А, как реально наблюдаемые из общего (по Платону, путь логоса, дедукции обратно индукции от фактов). Аналогично, если выразить числом  типа кислот-основ-ности (равновесие диссоциации, как рКa/b, рН), или реакции оксидов), «перпендикуляры, выражающие кислотные и основные свойства. Кислоты будут выше оси абсцисс, а основания ниже», увидим «последовательный переход от кислот к основаниям», от галогенов и халькогенов через фосфорную кислоту средней силы, кремнезем- слабую и глинозем (Al2О3) с и кислотными и основными свойствами, магнию и натрию, сильно основным, щелочным. Далее снова «получится пилообразная форма и периодическая функция или зависимость» (ПЗ: доп., с.260),  график рК.

Периодические закон и система, по Менделееву, т.о. — краткое обобщение всей химии (с современной точки зрения квантовой механики раскрывающее высшее — уравнение Шредингера E(n,l)=T(l)+V(n)=p2/2m-eZ/r=-Т==- ½ mv2, например, для одноэлектронных систем типа Н, Не+ Е= — ½ m (acZ/n)2=ЕнZ2 =13.6Z2 эв, Д2.2), определяющее свойства всех и элементов и основных соединений их.

*   Примечание: ИЮПАК “отменила” эту короткую форму, рекомендуя с 1989 г. только длинную, и на Западе в школе учат, что С и Si, N и P, О и S и галогены стоят не в 4, 5, 6 и 7 группах, а в 14-17 (хотя 18-групповые периоды также произвольны как 8- и 32-групповые и теряет связь с валентностью и числом внешних электронов, у C, N, О нет столько электронов! Это показывает смысл короткой формы – повторение свойств и валентности первых элементов у следующих, в т.ч. переходных, не объясненное электронной теорией. Эта 8+0-групповая форма более важна для всех соединений, а не только элементов (Т.1). Числа 6 и 8 связывают с 3-мерностью и «плотной упаковкой» пространства, определяющей px,y,z— и все другие орбитали и формы молекул типа октаэдра и куба, правильных тел Платона, большие дают больше связей, важны для белков и вирусов, Д2.2).

2. В какой группе стоит углерод или, например, Th-U — 4, 14, 24 или 28?

18 групп и нумерация, кажущаяся естественной, оказываются вообще не имеющими никакого основания, если попробовать ответить на этот вопрос и учесть скрываемые степени окисления и группы «актиноидов». Очевидно, именно поэтому до решения ИЮПАК 1989 эти номера и боялись вводить, и только решив «наплевать» на названные и все основания, реальные степени окисления, тогда, может, в связи с «перестройкой», решились на эту аферу и формальную имитацию, вопреки всем реальным авторам и учебникам.

Поскольку за s-элементами идут не d-, a f-, то и нумерация 1-18 в конце таблицы относится к ним, а не d-, поэтому в 4-й группе будут стоять торий, уран в 6-й и т.д. согласно и теории и наблюдаемым фактам. Поэтому убеждение, что «в школе на Западе учат, что Р стоит в 15, а не 5-й группе» также имеет мало смысла — на деле и Р и углерод оказываются только в конце полных периодов, к 18 нужно добавлять 14, с 32 группами, оказываются даже не в 14-15, а в 28-29 группах. Это показывает реальное значение только 0 и 1-8 групп, повторяемых 2 и 3 раза среди 18 и 32. Отчасти это и решает проблему А и В-групп, различаемых в евро- и американском вариантах, показывая их следование после С-, и преимущество в замене их p-, d-, f-аналогами, пусть скорее физическими, чем химическими (по Полингу, большим аналогом А1 является скандий, а не галлий, помещая их в III и III В группы, считая переходные с титана, и амер.классификацию сделали обратно европейской). Эти же 32 е и элементов оказываются единственно отвечающими современной науке и опыту, факту инертности № 2+8+8+18+18+32 =86 Радона и известных 118=86+32 элементов. И выбранная ИЮПАК 18-групповая форма — только результат скрытия этих реальных различий и групп «актиноидов» по образцу «лантаноидов», объясняемых, однако, общим отличием новых подгрупп, кайносимметрией, недостижимостью высших степеней окисления до 8 не только ими, но и в каждом новом, Не, О, железом и празеодимом для s-, p-, d- и f-элементов .

Для минимизации необходимых преобразований мы предлагаем пока сохранить прежнюю систему ИЮПАК. поместив ее, однако, в «оболочку» из названных реальных 0-8 групп Менделеева, где первые две «волны» увеличения и падения степени окисления будут над 1-18 группами ИЮПАК, как А и В-подгруппы, а третья, С- или f- под «актиноидами». Сохранив для них отдельный ряд под лантаноидами, но сдвинув на 1 группу, конечно, согласно степеням окисления, что бы торий был в 4 группе, уран в 6-й и т.д.

В этой системе таким образом просто охватываются все элементы, №1-118, вместо одних первых периодов давая и последние, эти природные торий и уран, понятно объясняя и причину меньшей распространенности и значимости более тяжелых и радиоактивных. Главным оказывается предел увеличения валентности, как писал Менделеев («переход RX RX2 и т.д. до RX8, где истощается энергия связующих сил и откуда опять начинается RX1-2…»), что в теории связано с s-проникновением и правилом n+l, а на опыте с наблюдаемой валентностью [1].

Список степеней окисления элементов— без дробных значений и многих крайних англ.варианта, List of oxidation states of the elements, по таблице Гринвуда[1] с дополнениями, данным Д. И. МенделееваИ.Ленгмюра правила октета[10]

 ПСС со степенями окисления
Фото Юрия Седнева., для Эn>2 дробные ст.окисления, начиная с азота и серы, можно сделать по образцу органики

Соединения дает только немецкий вариант Deutsch, но только для атомов и симметричных двухатомных, С2 — как -4 в CH4в -3 C2H6-2 в C2H4-1 в C2H20 в HCHO2 в CO (и НСООН), 4 в CO2 — выделяя 1 в CH3CHO** 3 CH3COOH** (средняя -1 и 0, конечно; также путался Ю.Жданов)

Наша система

— показывает только устойчивые — спаренные соединения углерода (из всех 1+8п их 1+4п), причем для сокращения здесь ограничились сохраняющими Сп связи, скелет без разрывов (2п+3), а отдельно можно показать более восстановленные, металлорганические типа MeRn — Zn(CH3)2, Al(CH3)3, и гетеро-соединения, с эфирными связями между С.

Для азота, например, устойчивее и соединения неспаренные, поэтому Э1 включает и NO, NO2 — неспаренные, для Эn всего 1+8n степеней окисления, от -3 в NH3-2 N2H4-1 в N2H20 азота и центральный атом в N(NO2)31 вH2N2O2в 2 NOв 3 HNO24 в NO25 в HNO3. Менделеев представлял в Лондонских чтениях 1889 г. общие законы их и углеродных, начиная с окисления метана и аммиака через метанол и гидроксиламин, до конца, с переходом через Х=СН3 к С2 и Эп- замещения, как HN3 =NH3+N2O, более длинные устойчивее с С, например, как тетразолы и тетразен.

Фото Юрия Седнева.

Также Менделеев изображал «Периодичность» и «Периодическую законность» с системой всех соединений, в числовом и табличном виде, как, например, сейчас   Greenwood, Norman N.; Earnshaw, A. Chemistry of the. — 2-е изд. — Oxford: Butterworth-Heinemann, 1997. 

Ниже Таблица степеней Окисления для всех известных химических элементов (нем). В степень окисления равную нулю, вписаны инертные газы.Жирная запись означает, что этот элемент проявляет эти степени окисления часто (в иконке сортировки по столбцам).

Поряд. номер Элемент Элемент символа IUPAC группы(CAS) Степень окисления Примеры Соединений
1 Водород(Hydrogen) H 1 (I-A) -1, 1 -1 в NaH, +1 HCl
2 Гелий He 18 (VIII-A) 0 0 в HeNa2[1]
3 Литий Li 1 (I-A) 1 1 в LiF
4 Бериллий Be 2 (II-A) 2 2 в BeO
5 Бор B 13 (III-A) 3 3 в H3BO3
6 Углерод (Carbon) C 14 (IV-A) -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4 -4 в CH4в -3 C2H6-2 в C2H4-1 в C2H20 в HCHO1 в CH3CHO**2 в COв 3CH3COOH**4 в CO2
7 Азот (Nitrogen) N 15 (V-A) -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5 -3 в NH3в -2 N2H4-1 в N2H20 в N(NO2)3 (н центральный атом)1 в H2N2O2в 2НЕТв 3 HNO24 в NO25 в HNO3
8 Кислород(Oxygen) O 16 (VI-A) -2, -1, +1, +2 -2 в окислы-1 в пероксидамив 1 O2F2в 2 OF2
9 Фтор F 17 (VII-A) -1 -1 в HF
10 Неон Ne 18 (VIII-A) 0 0 в NeBeS[2]
11 Натрий Na 1 (I-A) -1, 1 -1 в {Na[crypt]}+Na1 в NaOH
12 Магний Мг 2 (II-A) 2 2 в MgO
13 Алюминий Al 13 (III-A) -2, -1, 1, 2, 3 -2, -1 в алюмин.Zintl-фазы (например, Sr8Al7[3]LiAl[4]), в 1 AlF2 в[(SiMe3)3C]4Al2[5]в 3 Al2O3
14 Кремний Si 14 (IV-A) -4, -2, -1, 2, 4 -4 в Ca2Si-2 в CaSi-1 в CaSi22 в SiOв 4 SiO2
15 Фосфор P 15 (V-A) -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5 -3 в Na3P-2 в Na2P-1 в helicalem (P)n0 в P7H3 (apicales P-атом)1 в H3PO22 в P2F4в 3 P4O64 в H4P2O6в 5 P4O10
16 Сера (Sulfur) S 16 (VI-A) -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 -2 в H2S-1 в H2S20 в S4O62− (средняя S-атомы)1 в S2Cl22 в SCl2в 3Na2S2O4в 4 ТО25 в S2O62−6 H2SO4
17 Хлор Cl 17 (VII-A) -1, 1, 3, 4, 5, 7 -1 в Clв 1 ClOв 3 ССН24 в ClO25 в ClO37 в ClO4
18 Аргон Ar 18 (VIII-A) (2) 2 в  HArF[6](неустойчиво)
19 Калий K 1 (I-A) -1, 1 -1 в Kalid1 в KОH
20 Кальций Ca 2 (II-A) 2 2 в CaO
21 Скандий Sc 3 (III-B) 3 3 в Sc2O3
22 Титан Ti 4 (IV-B) -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4 -2 в [Ti(CO)6]2−[7]-1 в [Ti(η6-C6H5R)2] (R=H, Me) [8]в 0 [Ti(η6-C6H6)2][9]1 вTiH[10]в 2 TiCl23 в TiCl34 в TiO2
23 Ванадий V 5 (V-B) -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5 -3 в [V(CO)5]3−-2 в [HV(CO)5]3-[11]-1 в [V(CO)6]0 в V(CO)6в 1 ?2 в VI23 вVBr34 в VCl45 в VF5
24 Хром Cr 6 (VI-B) 0, 2, 3, 4, 5, 6 0 в Cr(CO)62 в если crcl23 в Cr2O34 в CrO25 в CrF56 в КРО3
25 Марганец Mn 7 (VII-B) -3, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 6, 7 -3 в Mn(NO)3CO-1 в Na[Mn(CO)5], в 0 Mn2(CO)101 в [(CH3C5H4)Mn(CO)3]в 2 MnCl23, Mn2O34 в MnO25 в K3MnO46 K2MnO47 в KMnO4
26 Железо (Ferrum) Fe 8 (VIII-B) -2, -1, 0, 1, 23, 4, 5, 6 -2 в Na2[Fe(CO)4]-1 в [Fe2(CO)8]2−0 в Fe(CO)51 (η5-C5H5)2Fe2(CO)42 вFeSO43 в Fe2O34 в Li2FeO35 в FeО43−6 в BaFeO4
27 Cobalt Co 9 (VIII-B) -1, 0, 2, 3, 4, 5 -1 в [Co(CO)4]0 в Co2(CO)8в 2 CoCl23 в CoF34 в T4-[Co(nor)4]5 вNa3CoO4
28 Никель Ni 10 (VIII-B) 0, 1, 2, 3, 4 0 в Ni(CO)41 в K4[Ni2(CN)6]в 2 NiSO4в 3 Ni2O34 в K2[NiF6]
29 Медь(Cuprum) Cu 11 (I-B) 1, 2, 3, 4 1 в Cu2O2 в Cusco43 в YBa2Cu3O7–x4 в [CuF6]2−
30 Цинк Zn 12 (II-B) 1, 2 1 в Zn25–C5Me5)2[12]2 в ZnS
31 Галлий Ga 13 (III-A) 1, 2, 3 1 в «GaF»(=GaIGaIIII4)2 GaS3 в GaCl3
32 Германий Ge 14 (IV-A) 2, 4 2 в GeI24 в GeO2
33 Мышьяк As 15 (V-A) -3, 0, 1, 2, 3, 4, 5 -3 в Na3As0 в AsH31 в АsI[13]в 2 As2I4[14]в 3 As2O34 в As(OH)4[15]5 вAs2O5
34 Селен Se 16 (VI-A) -2, -1, 1, 2, 4, 6 -2 в CdSe-1 в Diseleniden Se2в 21 в Se2Cl22 в SeCl24 в SeO26 H2SeO4
35 Бром Br 17 (VII-A) -1, 1, 3, 5, 7 -1 в KBr1 в BrOИон, 3 в BrO2-Ион, 5 в HBrO37 в HBrO4
36 Криптон Kr 18 (VIII-A) 0, 2 0 в HKrCCH2 в KrF2
37 Рубидий РБ 1 (I-A) -1, 1 -1 в Rubidid1 в RbCl
38 Стронций Sr 2 (II-A) 2 2 в SrО
39 Иттрий Y 3 (III-B) 3 3 в Y2O3
40 Цирконий Zr 4 (IV-B) 1, 2, 3, 4 1 в ZrClв 2 ZrCl23 в ZrCl34 в ZrO2
41 Ниобий Nb 5 (V-B) 2, 3, 4, 5 2 в NbO3 в NbN4 в NbCl45 в Nb2O5
42 Молибден МО 6 (VI-B) -2, 0, 2, 3, 4, 5, 6 -2 в [Mo(CO)5]2−в 0 Mo(CO)6в 2 [Mo6Cl8]Cl43 в MoF34 в МОП25 в MoCl56 MoO3
43 Технеций ТС 7 (VII-B) -1, 0, 1, 3, 4, 5, 6, 7 -1 в [Tc(CO)5]0 в ТС2(CO)101 в [Tc(H2O)3(CO)3]+3 в [Tc2Cl8]2−4 в TcCl45 в TcF56 TcF67 в Tc2O7
44 Рутений Ru 8 (VIII-B) -2, 0, 2, 34, 5, 6, 7, 8 0 Ru3(CO)122 в Ru(C5H5)23 в RuCl34 в RuO25 в RuF56 вRuF67 в [(C3H7)4N][RuO4]8 в RuO4
45 Родий Rh 9 (VIII-B) 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 0 в Rh4(CO)121 в RhCl(PPh3)3в 2 Rh2(OOCCH3)43 в RhCl34 в ро25 вRhF56 в RhF6
46 Палладий ФД 10 (VIII-B) 0, 1, 2, 4 0 в Pd(PPh3)41 в Pd22+[16]в 2 PdS4 в PdО2
47 Серебро(Argentum) Ag 11 (I-B) 12, 3, 4 1 в AgNO32 в AgF2в 3 Ag2O34 в Cs2[AgF6]
48 Кадмий Cd 12 (II-B) 1, 2 1 на Cd2(AlCl4)2[17]в 2 CdO
49 Индий В 13 (III-A) 1, 2, 3 1 InCl2 в В2Cl4 (с В—В связь)в 3 InCl3
50 Олово(Stannum) Sn 14 (IV-A) 24 -4 в Мг2Sn[18]2 в SnS4 в SnO2
51 Сурьма Sb 15 (V-A) -3, -2, 1, 2, 3, 4, 5 -3 в K3Sbв -2 [Sb2]4−Ион (например, в RbBa4[Sb2][Sb][O][19]), 1 в органо сурьмы(I)[20]2 в Sb(PhCOS)3[21]в 3 SbF34 в сурьмы(IV)-хлоро комплекс [SbCl6]2−[22]5 в SbF5
52 Теллур Te 16 (VI-A) -2, -1, 1, 2, 4, 6 -2 в Na2Te-1 в ditellur iDEN Te2в 21 в TeI, 2 в TeCl24 в TeO26 H6TeO6
53 Йод I 17 (VII-A) -1, 1, 3, 5, 7 -1 в NaI1 в IClв 3 IF35 в KIO37 в H5IO6
54 Ксенон Xe 18 (VIII-A) 0, 2, 4, 6, 8 2 XeF24 в XeF46 в XeF68 в XeO4
55 Цезий Cs 1 (I-A) -1, 1 -1 в {Li[crypt]}+Cs1 в CsCl
56 Барий Ба 2 (II-A) 2 2 в BaO
57 Лантан La 3 (III-B) 3 3 в La2O3
58 Церий Ce Lanthanoid 34 3 в CeF34 в CeF4
59 Празеодим Пр Lanthanoid 3, 4 3 в PrF34 в В2
60 Неодим Nd Lanthanoid 2, 3, 4 2 в NdBr2в 3 NdCl3
61 Прометий Pm Lanthanoid 3 3 в Pm2O3
62 Самарий Sm Lanthanoid 2, 3 2 в SmI2в 3 Sm2O3
63 Европий ЕС Lanthanoid 2, 3 2 in EuCl23 in EuCl3
64 Гадолиний Gd Lanthanoid 2, 3 2 в GdI23 в Gd2O3
65 Тербий ТБ Lanthanoid 1, 2, 3, 4 1 в TbCl[23]в 2 TbCl23 в ТБ2(SO4)34 в TbF4
66 Dysprosium Dy Lanthanoid 2, 3, 4 2 в DyI2в 3 Dy2O3
67 Гольмий Хо Lanthanoid 2, 3 2 в Хо5Cl113 в Ho2O3
68 Эрбий Он Lanthanoid 3 3 в Он2O3
69 Тулий ТМ Lanthanoid 2, 3, 4 2 в TmI23 в TmI34 в Cs3[TmF7][24]
70 Иттербий Yb Lanthanoid 2, 3 2 в YbI23 в YbI3
71 Лютеций Лу Lanthanoid 3 3 в LuCl3
72 Гафний Hf 4 (IV-B) -2, 0, 1, 2, 3, 4 4 в HfO2
73 Тантал Та 5 (V-B) 2, 3, 4, 5 2 в Таов 3 TaN4 в TaCl45 в Ta2O5
74 Вольфрам W 6 (VI-B) 0, 2, 3, 4, 5, 6 0 в W(CO)62 в [W6Cl8]Cl43 в [W6Cl12]Cl64 в WCl45 в WCl56 в ГДЕ3
75 Рений Re 7 (VII-B) -1, 0, 1, 2, 3, 4, 6, 7 -1 в Na[Re(CO)5][25]в 0 Re2(CO)10в 1 ребр(CO)53 в Re3Cl94 в Рео25 вReCl56 в ReO37 в Re2O7
76 Осмий Os 8 (VIII-B) -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 -2 в Na2[Os(CO)4], -1 в Na2[Os4(CO)13], в 0 Os3(CO)121 в OsI, в 2 OsCl23 вOsCl34 в ОСО25 в OsCl56 в OsF67 в OsOF5[26]в 8 OsO4
77 Иридий ИК 9 (VIII-B) -3, -1, 0, 1, 2, 34, 5, 6, 7, 8, 9 -3 в [Ir(CO)3]3−-1 в [Ir(CO)3(PPh3)]0 в ИК4(CO)121 в IrCl(CO)(PPh3)22 в IrCl23 в IrCl34 в IrO25 в IrF56 в IrF67 в [(η2−O2)IrO2]+в 8 IrO49 вИРО4+[27]
78 Платина Pt 10 (VIII-B) -2, -1, 0, 24, 5, 6 -2 в Cs2Pt-1 в BaPt20 в Pt(PPh3)41 в Pт22+[16]в 2 PtCl24 в PtO25 вPtF56 в PtF6
79 Золото(Aurum) Au 11 (I-B) -1, 1, 2, 3, 5 -1 в CsAu1 в AuCl2 в AuSO43 в AuCl3в 5 AuF5
80 Ртуть(Hydrargyrum) Hg 12 (II-B) 0, 1, 2, 4(?) 0 в Hg32+[28] (Центр Hg-атом)в 1 Hg2Cl22, HgCl24 в HgF4[29]
81 Таллия Tl 13 (III-A) -1, 1, 3 -1 в NaTl1 в Tl2SO4в 3 Тl(NO3)3
82 Свинец(Plumbum) Pb 14 (IV-A) 2, 4 2 в PbO4 в PbO2
83 Висмут Би 15 (V-A) -3, 1, 3, 5 -3 в Na3Bi[30]1 в Bi10Hf3Cl18(=[Bi+][Bi95+][HfCl62−]3)[31]в 3 Bi2O35 в NaBiO3
84 Полоний Po 16 (VI-A) 2, 4, 6 -2 в PbPo22 в PoО, 4 в PoO2в 6 PoO3
85 Astat At 17 (VII-A) -1, 1, 3, 5, 7 -1 в AgАt, 1 в AtCl, 3 в АtО25 в La(АtОи 3)37 в АtО4 ***
86 Радон Rn 18 (VIII-A) 0, 2 2 в RnF2[32]
87 Франций Для 1 (I-A) 1 1 в FrClO4
88 Радий РА 2 (II-A) 2 2 в RaСО4
89 Актиний (Actinium Ac 3 (III-B) 2, 3 2 в Ах2[33]в 3 AcF3
90 Торий Th Actinoid 2, 3, 4 2 в ТhI23 в ThI34 в ТhI4
91 Протактиний ПА Actinoid 4, 5 4 в PaCl45 в PaCl5
92 Уран U Actinoid 3, 4, 5, 6 3 в UCl34 в UO25 в UF56 в UF6
93 Нейптуний (Neptunium) НП Actinoid 3, 4, 5, 6, 7 3 в NpCl34 в NpCl45 в НПФ56 в NpF67 в NpО23+
94 Плутоний ПУ Actinoid 2, 3, 4, 5, 6, 7 2 в  PuO3 PuCl34  PuO25 PuF56  PuF67  PuO23+
95 Америций Am Actinoid 2, 3, 4, 5, 6, (7) 2 в AmCl2[34]в 3 AmF34 в AmF45, 6  ионы: АmО2+/2+[35]7 вАmО53− (?)[36]
96 Кюрий Сm Actinoid 3, 4 3 в CmCl34 в CmF4
97 Берклий Bk Actinoid 3, 4 3 в BkF34 в БКФ4
98 Калифорний Cf Actinoid 2, 3, 4 2 в CfI23 в CfF34 в CfF4
99 Einsteinium Es Actinoid 2, 3 2 в EsI23 в EsI3
100 Фермий Fm Actinoid 3 ****
101 Менделевий Md Actinoid 3 ****
102 Нобелий No Actinoid 2, 3 ****
103 Lawrencium Lr Actinoid 3 ****
104 Резерфордий Rf 4 (IV-B) 4* ****
105 Дубний Db 5 (V-B) 3, 4, 5* ****
106 Seaborgium Sg 6 (VI-B) 6* ****
107 Bohrium Br 7 (VII-B) 7 ****
108 Hassium Hs 8 (VIII-B) или ниже* ****
109 Meitnerium Mt 9 (VIII-B) 3, 4, 6* ****
110 Дарм.darmstadtium Ds 10 (VIII-B) 2, 4, 6* ****
111 Roentgenium Rg 11 (I-B) 3* ****
112 Коперниций Cn 12 (II-B) 2 ****
113 Nihonium Nh 13 (III-A) 3 ****
114 Flerovium Fl 14 (IV-A) 4 ****
115 Московий-Moscov. Mc 15 (V-A) 3 ****
116 Livermorium Lv 16 (VI-A) 2 ****
117 Теннесий Ts 17 (VII-A) 1 ****
118 Оганесон-Oganesson Og 18 (VIII-A) 0 ****

Примечание: * Степень окисления еще неизвестна, соответственно предполагается.

** Атом углерода с заданным числом Окисления .
*** Химические свойства Астата (At) из-за малодоступных количеств пока известны только с трассерами (Tracer эксперименты), чтобы судить о степени окисления **** Из-за короткого времени жизни и низкой доступности изоляция из соответствующего соединения не происходит и у большинства этих элементов маловероятна.

См.Electrochemistry

из Химии В Некрасова(ОБЩЕЙ,  С.X. Четвертая группа периодической системыУглерод и Органические соединения,  КремнийКоллоидыПодгруппа германия и Подгруппа титанаXI. Третья группа периодической системыЗаключительный обзор элементов — включая волны ст.окисления… из 1935 г.XVI. Развитие периодического закона

Те же числа 2-8-… АО далее важны для соединений, начиная со спаривания. Это развивали наш Н.Морозов и др., метод валентных связей (ВС)- схем, локализованных электронных пар) — приближённый квантовохимический метод расчета связей атомов в молекуле при помощи общих электронных пар. Пары важны и для трехцентровых связей, в KI3 анион иода связан с молекулой иода 2х2е, аналогичные бромиды и хлориды менее устойчивы (до К=0.2, хотя «новая химия» переоткрыла их), двухэлектронные связи в молекуле B2H6.

Система Морозова 80-х (1907) создавалась одновременно с сообщением «О применимости к органическим соединениям начал периодического закона, относящегося к элементам. [Замечание по поводу предварительного сообщения А. Пелопидаса, доложенного Д. И. Менделеевым от имени и по желанию Пелопидаса на засед. ОХ РФХО 5 мая 1883 г., см. № 215. [c.325] — о соответствии между элементами и сложными углеродистыми радикалами, которое давно (Петтенкофер, Дюма и др.) выставляется на вид, в 1886 г. вновь разобрано Карнелли, своеобразнее же всего (1883) доктором Пелопидасом по началам периодической системы. Пелопидас сравнивает ряд, содержащий 8 углеводородных радикалов напр., [c.388]  С6Н3-12,  С6№, с рядом элементов, располагающихся в 8 группах… соединяться, достигая предела, с X,  радикал ароматический, как общеизвестно, опять много свойств таких же, как в радикале С Н13 предельном, а именно опять является способность образовать одноатомные соединения С Н Х, давать соответственные группам кислородные соединения, приближающиеся постепенно к кислотам, подтверждение параллелизма. Так, углеводородные остатки I группы, дают окиси вида R20 и гидраты RHO — как щелочные металлы, а в III группе образуют окислы вида R O и гидраты R00H, напр., из ряда С№ … муравьиный ангидрид, а гидрат СНО Н есть муравьиная кислота. В VI группе при содержании окись. RQ3 будет С»0 гидрат С Н О , т.-е. также двуосновная кислота щавелевая, как между минеральными серная. .. периодическая изменяемость простых и сложных тел подчиняется некоторому высшему закону, …во всеобщем признании периодический закон.. должно ждать только от разнообразных попыток. [c.388]  …чрез массу органических соединений, Пелопидас особенно останавливается на радикалах, отвечающих аммонию, напр, берет в I группу метил-аммоний N( H )H или N H как обладающий свойствами щелочных металлов и дающий щелочь NH H (0H), подобную NaHO. Во II и следующих группах чрез отнятие водорода получаются остатки все высшей атомности и менее щелочного характера, а в VII группе, наконец. [c.383]

О работе Пелопидаса О применимости…Д. И. Менделеев от имени и по желанию г-на Пелопидаса делает предварительное сообщение о применимости к органическим соединениям начал периодического закона, относящегося к элементам.. .в виду новости предмета, больших трудностей, которые предстоит преодолеть г. Пелопидасу, и по чрезвычайному интересу, могущих явиться следствием, он, с своей стороны, желает автору всякого успеха в развитии и применении к органическим соединениям начал периодичности, замеченных для элементов, и думает, что развитие идей автора во всяком случае может быть полезным для уяснения самой сущности периодического закона. [c.433]

К стр. 51. Сама работа Л. Пелопидаса не была опубликована напечатан лишь реферат сообщения, которое от имени автора сделал Менделеев на заседании Отделения химии РФХО 5 мая 1883 г. Пелопидас находит, что изменяемость состава сложных углеводородных и азотистых остатков влечет за собою, при известном порядке и распределении их веса и состава, точно такие же или весьма сходные изменения, как и те, которые замечаются при изменении веса атома элементов. Замечается повторение свойств, т. е. постепенный их переход в периодах, содержащих то же число членов, как и для элементов, от основных, как, например, у сложных аммониевых радикалов или у спиртовых, tlS — , к остаткам кислотным и т. п. Так, например, сопоставляя в первой группе щелочной радикал Na с сложным щелочнымтетрааммониевым остатком N( H i), т. е. с N H +i (если 4п = т), и получая представителей следующих групп при уменьшении количества водорода, получим для седьмой группы состав остатка N H2 >—2, а представителем этого состава и является синерод СN—действительный аналог хлора или фтора как кислотных элементов 7-й группы. Как другой пример г, Пелопидас разбирает ряд остатков  [c.492] ссылка в ст. 15 (стр. 322 в основном томе в доб. Зи. [c.493] четыре выступления Менделеева по поводу работ русских ученых, сообщенных на заседаниях РФХО и посвященных толкованию периодической системы элементов. Три из этих сообщенийбыли сделаны самим Менделеевым (от имени авторов работ — Пелопидаса, Прокофьева и Чичерина), а к четвертому сообщению (Базарова) он сделал добавление. [c.649] в ноябре 1883 г. Работа Прокофьева была сделана в том же направлении, впервые воспроизводится после ее публикации в ЖРФХО. (Стр. 432) [c.650]

По поводу предварительного сообщения А. Пелопидаса О применимости к органическим соединениям начал периодического закона, на засед. ОХ РФХО 5 мая 1883 г. табл. II). Из протокола заседанияОтде,ления химии Русского физико-химиче-224, 322. (См. № 1503). [c.286]    В гл. 15 изд. 8 Основ химии , озагл. Сходство элементов и периодич. закон (с. 407). М-в обращает внимание на разбор Пелопидасом соответствия между неразлагаемыми элементам и сложными углеродистыми радикалами по началам периодич, системы. [c.286]

Мнение М-ва об идеях Пелопидаса см. указ. выше ЖРФХО (с. 365). а также сб. 1958 г. (т, е, № 1503, с, 223—224.. 322). [c.286]

По поводу предварительного сообщения А. Пелопидаса О применимости к органическим соединениям начал периодического закона, относящегося к э.лемептам . Мнение, высказанное на засед. ОХ РФХО 5 мая 1883 г.], см. № 215. [c.309], Пелопидас[c.493]    [c.650]   [c.655]    [c.152]    [c.286]    [c.157]   


Правило октета Менделеев формулировал выше как повтор форм ЭХ1-8, Э2Оп=1-8 и ЭН8-п, что в 1904 году Ричард Абегг сформулировал как правило Абегга, что максимальная разница между положительной и отрицательной валентностью элемента часто равна 8, а Гилберт Ньютон Льюис в 1916 году отразил правило октета в своей теории кубического атома, хотя спаривание свело 8е к 4 2е связям. Валентная оболочка элемента с 8 электронов является причиной химической активности и инертности благородных газов. В 1893 Альфред Вернер связал число атомов или их групп с центральным, от 4 и 6 до 8,  но правило октетов в случае участия всех пяти d-орбиталей преобразуется в правило 18-электронов, как в Сг(CO)6 , Fe(CO)5, Ni(CO)4, Co2(СО)8, Fe(C5H5)2 ферроцене.

Полинг предлагал связи 1-3 р-и1-2  D-орбиталей[8] через пять ср3д гибридных орбиталей , общую сумму 10=8+2 общих электронов, шесть ср3д2 гибридных с 12 общих электронов[9], чтобы объяснить тот факт, что третий ряд атомов, таких как фосфор и сера может образовывать более четырех ковалентных связей, в то время как второй ряд атомов, таких как азот и кислород строго ограничена правилом октета.[10]

Однако другие модели в соответствии с правилом октета, валентной связи РФ5 используют резонанс между различными ПФ4+ Ф с 4 ковалентной связью и ионной связи, где каждая резонансная структура имеет восемь валентных электронов[11] В мо теории описание  высшей занятой мо с Non-пяти атомов фтора, в дополнение к четырем занимают связывающие орбитали, так что опять есть только восемь валентных электронов  фосфора. И правило октета для гипервалентного молекул подтверждают неэмпирические молекулярно-орбитальные расчеты, вклад D орбиталей невелик.[12][13]

В октетной теории (правило октетаГ. Льюиса  химическая связь также представляется парой электронов, сгущением электронной плотности на линии связи ядер как химической связи. Идея спаривания следовала из гипотезы Н2 и О2 Авогадро 1811 г., принята б.голосов МК 1860 г. с формулой Н2О, отличия атомов и молекул и их новых весов А и М, откуда и начал Менделеев. Идеи пары е Морозова и Льюиса не соединили с его (и докладываемого Менделеевым в 1883 г. Пелопидеса) рядом радикалов, где только четные отвечали 5 формам Менделеева (между включенными ПС высшими RН8-№ и R2О№+НОН включая НnRO1-3) — в 1868 г. он связывал их с гомологическими рядами Жерара, но не связал одно-двух-многоатомные R1-2-n, с формулой 4п+1 членов (5-9-…групп ПС, заполняемых и неспаренными типа N и Cl).

В 1927 году В. Гайтлер и Ф. Лондон дали расчёт молекулы водорода, гипотезы образовании молекулы из атомов, сохраняя их электронную конфигурацию, и связывая обменом электронов и спариванием их спинов на атомных орбиталях, (Энергия связи определяется в основном обменным интегралом, зависящим от степени перекрывания атомных орбиталей). Когда Паули разбил октеты 8 на 2+6 р, тетраэдры Вант-Гоффа и др. объяснили смешением — Гибридизацией орбиталей типа метана, sp3— в 1931 году Л. Полингом,  алгебраически учев, сложив формы, зависимость электронных s- и p- орбиталей от направления их в пространстве в максимально вытянутую конфигурацию. sp3 — гибридизация описания предельных органических соединений — алканов; sp2 — гибридизация — непредельных с двойной связью — алкенов; sp — с тройной связь — алкинов, хотя писал, что изогнутые связи, как и ребра-грани тетраэдров Вант-Гоффа лучше объясняют длины и др. модели ковалентной химической связиТеория резонанса показывает как р6 (и аналоги d10-14-… 4n+2) π-сопряжение несколько приемлемых формул, что действительная структура молекулы определяется сочетанием формул (наложение, резонанс структур Полинга, 1928—1931, по принципу действительности как суммы возможностей, мысли Аристотеля, разумного Гегеля, что развила и идея суперпозиции полей и третья концепция КМ Фейнмана, в суммах-интегралах всех возможных траекторий). Также мезомерный эффект  — истинное распределение электронной плотности в молекуле является промежуточным между представлениями нескольких классических формул, делокализации π-связи (π-электронного облака) и отрицательного заряда на все атомы молекул, как у бензола (р6=3х2). Полинга гибридизацию АО и резонанс е-структур отражает«Природа химической связи»[1] и Нобелевская премия по химии 1954 года «За исследование природы химической связи и её применение для определения структуры соединений». Теория валентных связей из пары (2е) не объясняла одноэлектронной  и трёхцентровой двухэлектронной химической связи, многоцентровых химических связей в некоторых металлороганических соединениях. В теории молекулярных орбиталей молекула рассматривается как одно целое (учитывается притяжение электрона ко всем ядрам), а не как совокупность отдельных связей. Ее отметила в 1966 году Нобелевская премия по химии «За фундаментальную работу по химическим связям и электронной структуре молекул, проведённую с помощью метода молекулярных орбиталей» Р. Малликену.

 Для понятие природы чисел, геометрии и  периодической таблицы элементов[11]важны модели Томсона, многоэлектронных пузырей и поверхности капли, пол ловушкитеории VSEPR (ниже), вихрей Абрикосова  при низких температурах   сверхпроводимости,   нотации  группы точек в трех измеренияхдиполей.   Они важны и для белковых субъединиц и оболочек вирусов, частиц коллоидов— colloidosomes, инкапсулирования активных ингредиентов, таких как лекарства, питательные вещества или живые клетки, фуллерена

Общие для фермионов, АО и ЯО принципы отталкивания и  Паули для МО развили в 1940 г. Н. Сиджвик и Г. Пауэлл (https://www.jstor.org/pss/97507 N.V.Sidgwick and H.M.Powell, еще в 1939 году Рютаро Цутида в Японии[6] ) в модели отталкивания электронных пар.

Эти теории развили (1957) Р. Гиллеспи и Р. Найхолм, для соединений непереходных элементов, из числа не-связывающих (Е в молекулах типа AXmEn в порядке: пары неподеленные (Е — Е) > неподеленная — связывающая (Е—X) > связывающие (X—X)) электронных пар в валентной оболочке центрального атома, с максимальным взаимным отталкиванием заполняющих их электронов, кроме электростатического ( Дж. Дж. Томсон, 1904[1] в атомной модели,   сливовый пудинг модель, проблемы геометрии, 18? мат.Стив Смейл — «распределение точек на 2-сфере»[2]  N-электронов Н-электронная конфигурация ограничена на поверхности сферы радиуса единица,минимальной  электростатической потенциальной энергии )  молекулярные орбитали (ЛМО) испытывают отталкивание еще в силу действия принципа Паули, и  F=1/r  — расстояние между «центрами тяжести» облаков электронных пар ЛМО, эквивалентна задаче размещения нескольких частиц на поверхности сферы при их максимальном удалении друг от друга, строго для числа частиц от 2 до 12 (неподеленная электронная пара в поле только одного положительного атомного остова более диффузна, чем связывающая со сжатием полем зарядов двух атомных остовов, в серии изоэлектронных молекул уменьшает валентные углы между связями, например,           в рядуMethane Str.pngAmmonia structure.pngWater-molecule.png

  1. Аналогично отклонения от симметрии связей АХ5Е, АХ4Е, АХ3Е2, АХ2Е3, форм тригональной бипирамиды, е-пары всегда занимают экваториальные положения
  2. A-eq-ex-molecule-type.png AX4-molecule.png AX4-molecule-type-2.png
    , т.к. в структуре h только два невыгодных Е—Х-взаимодействия электронных пар, когда их оси составляют угол 90°, а в структуре i (топомерной h) три.
  3. Объем электронной пары, участвующей в образовании связи, уменьшается с увеличением электроотрицательности лиганда- сильнее притягивает общее электронное облако связывающей пары, дополнительное сжатие — уменьшает размеры пары на связи N—F, углы FNF до 102°, на 5° меньше HNH

пары двойной связи или три электронные пары тройной связи занимают больший объем,   для S02 (k) из шести электронов в валентной оболочке серы два расходуются на образование двух π-связей, два образуют с неподеленными электронами кислородных атомов а-связи, а два остаются в виде неподеленной пары, угловой конфигурации.

Sulfur-dioxide.pngБольший размер кратной связи виден из примеров молекул типа Х2СО и Х2С=СН2, пирамидальных молекул типа Х2SO, тетраэдрических молекул типа РОХ3, угол ХСХ всегда меньше 120°, угол ХS0 больше угла ХSХ.Порядок объясняет, почему в фосгене кислород–хлор угол (124.1°) больше, чем хлора–хлор (111.8°) хотя хлор является более электроположительным, чем кислорода. В карбонатных ионах все три валентные углы эквивалентны из-за резонанса.

Критикуют игнорирование принципиальных различий в симметрии (σ и π) МО и естественную связь орбиталей, предлагают бента правило (пары более электроположительных лигандов больше, почему CL в PClF4 предпочитает экваториальное положение и почему угол в кислорода дифторид (103.8°) меньше воды (104.5°), неподеленные электронные пары рассматриваются как частный случай и «призрак лиганд» в пределе electropositivity), не полностью заполненные внутренние электронные оболочки, например d-электронов в атомах переходных элементов, приводят к отклонениям от сферической симметрии и (1), особенно при 6—9 dе, даже низших периодов, как в Таблица 6. Конфигурация связей в молекулах галогенидов щелочноземельных металлов (л — линейная, у — угловая конфигурации) halides, X–M–X angles[20]

 

group 2 F Cl Br I
Be л л л л
Mg у л л л
Ca у CaF2, 145° л л л
Sr у SrF2, 120° у SrCl2, 130° л л
Ba у BaF2, 108° у BaCl2, 115° у BaBr2, 115° у BaI2, 105°

Причины переход от sp-типа к sd-типу по мере возрастания порядкового номера элемента и электроотрицательности лиганда. По Gillespie interaction of the ligands with the electron core of the metal atom, polarising it so that the inner shell is not spherically symmetric[21][22] Теория ОЭПВО в отличие от представлений ЛМО и теории гибридизации АО не учитывает прямо тип орбиталей электронных пар. Также изогнуты без пар Disilynes.[24]

3 В соединениях типа АХ6Е и других с высоким координационным числом центрального атома неподеленная электронная пара является стереохимически инертной и конфигурации не учитывают еЕ: анионы SbCl63-, ТеСl62- имеют октаэдрическое строение, хотя они, как и гексафторид ксенона ХеF6,в согласии с теорией ОЭПВО неправильный октаэдр, содержат в валентной оболочке по семь электронных пар, а связи равноценны. В Сs2[XeF8]2-Анион с  девятью электронными парами имеет строение квадратной антипризмы, т.к. ns2, сильно локализована и отличается от остальных.

4 При высокой полярности и ионном типа АХ2Е2,  не угловая- линейная из электростатики ионной структуры Li+02-Li(molecular lithium oxide, Li2O[25] , в O(SiH3)2  Si–O–Si 144.1°, в Cl2O (110.9°), (CH3)2O (111.7°), and N(CH3)3(110.9°).[21] Gillespie and Robinson rationalize the Si–O–Si bond angle based on the observed ability of a ligand’s lone pair to most greatly repel other electron pairs when the ligand electronegativity is greater than or equal to that of the central atom.[21] In O(SiH3)2, the central atom is more electronegative, and the lone pairs are less localized and more weakly repulsive. The larger Si–O–Si bond angle results from this and strong ligand-ligand repulsion by the relatively large -SiH3 ligand.[21]  Cl3Al–O–PCl3 has a linear Al–O–P bond angle and is therefore a non-VSEPR molecule.

Характеристики заместителей X влияют и на предсказания π-сопряженных, как анионы АХ3Е типа C(CN)3,C(NO2)3 плоские для включения неподеленной электронной пары в общую π-систему… без проведения трудоемких расчетов.

Гиллеспи предположил, что взаимодействие может быть слабым, как в Киперта модели, и сильным, скрепления пары, противоположных точексферы.[4] похоже на предсказания SD — гибридных орбиталей[28][29] с помощью VALBOND теории.

Неспаренные е («half electron pair» [8]:364–365 ) NO+2 (180°), NO2 (134°), NO
2
 (115°) представляют диоксид азота как AX2E0.5 между NO+2 и NO2chlorine dioxide (ClO2)  AX2E1.5 между ClO+2 and ClO2, но methyl radical (CH3) не тригональная пирамида, как (CH3), а плоский как (CH+3)[32]

В 1940 г. Н. Сиджвик и Г. Пауэлл предложили модель отталкивания электронных пар, которая впоследствии была развита (1957) Р. Гиллеспи и Р. Найхолмом. только к соединениям непереходных элементов. В «Координационные соединения и атом Бора» (Co-ordination compounds and the Bohr atom)[5], 1923 обсуждение на тему «Атом Бора и периодический закон» Невил Сиджвик развил «Электронная теория валентности» (Electronic theory of valency, 1927)[6]. Выход второго тома состоялся спустя 20 лет. был председателем совета по исследованиям в химии с 1932 по 1935, являлся членом Королевского совета с 1931 по 1933, президентом Фарадеевского общества с 1932 по 1934 и президентом Химического общества с 1935 по 1937. Во втором томе «Электронной теории валентности» с 1935 общие следствия из теории резонанса для химика-органика отмечал необходимость упрощения технического языка волновой механики, его возмущал литературный язык волновой механики. «Назвать это резонансом», негодовал он: «Следовательно, молекула колеблется между двумя состояниями, что противоречит самой теории» «На сегодняшний день нам приходится принимать терминологию физиков». завершен к октябрю 1947, 23 марта 1950 года книга была издана, «Химические элементы и их соединения» [7]: «никогда прежде суть химии не была рассмотрена с таким всеобъемлющим пониманием её структуры и такой яркой критикой её философии». 10 000 ссылок на оригинальные документы,  Одлинг (Odling) скорее был проводником в прошлое , Оксфорд был признан ведущей химической школой в мире, где химия и физика были связаны в одно целое.

1915. A method for distinguishing tautomeric, isomeric and polymeric from polymorphic substances. 1923. The nature of the non-polar link. Trans. Faraday Soc. 19, 469.1925. (With S. G. P. PLANT.) Some co-ordinated compounds of the alkali metals. J. Chem. Soc. 127,

1927. Atomic structure and the periodic table London: Murray. Co-ordination compounds. 1928. Valence variable. Solvay Chemical Conference. Die Rolle des Elektrons in der chemischen Bindung. Leipzig.1929. Chemical linkage. (Imperial College, London.)1930. (With D. LL. HAMMICK, R. G. A. NEW & L. E. SUTTON.) Structure of the isocyanides and other compounds of divalent carbon. J. Chem. Soc. p. 1876.1931. The relation of physics to chemistry. Science, 73, 269.1932. (With others.) General stereochemistry. Ann. Rep. Chem. Soc. 29, 64.

1933. The covalency rule (p. 110), The ‘inert pair’ of valency electrons (p. 120), The inter-halogen compounds (p. 128), Ann. Rep, Chem. Soc., 30.1934. The shapes of molecules. Sci. J. Roy. Coll. Sci. 4, 19. 1934.

1934. Wave mechanics and structural chemistry. Nature, Lond. 133, 529. The theory of resonance and the co-ordination of hydrogen (p. 37), Heats of formation in homologous series (p. 43). Ann. Rep. Chem. Soc. 31.1939. Multiple links. Rep. Aust. Ass. Adv. Sci. 24, 41 (Canberra).

1940. (With H. M. POWELL.) Bakerian Lecture: Stereochemical types and valency groups. Proc. Roy. Soc. A, 176, 153.1941. Liversidge Lecture: complex formation. J. Chem. Soc. p. 433.

1945. (With H. D. SPRINGALL.) Energy of the Hg—С bond and the heat of atomization of carbon. Nature, Lond. 156, 599.

1927. Electronic theory of valency. Oxford: Clarendon Press.1933. Some physical properties of the covalent link in chemistry. Ithaca, N.Y.: Cornell University Press.

1950. The chemical elements and their compounds. Vols. I & II. Oxford: Clarendon Press.Obituary Notices of Fellows of the Royal Society, Vol. 9, No. 1 (Nov., 1954), pp. 236-258 Henry T. Tizard (1954). «Nevil Vincent Sidgwick».

Отдельно нужно рассмотреть теорию Линнета (2х4-Linnett би-квартет теории), по Linnett Double Quartet Theory, Challenging the Pairing … — HindawiY Khaniani — ‎2009 —Pauli principle together with electrostatic attraction between the electrons and the positive core of.

Доклад д-ра Дженсона на симпозиуме на тему “История химии и научный реализм”, 6-7 декабря 2014 года в Индианаполисе: В 1961 году Linnett опубликовал статью в журнале американского химического общества под названием “модификация Льюиса-Ленгмюра правила Октета”, взгляды Льюиса на роль пары электронов в ковалентной связи на основе явного учета влияния спина электрона – свойства неизвестного Льюису в 1916 году. Хотя его теория дала много выдающихся предсказаний, сейчас забыта.  …теории флогистона, теплорода теория тепла, кислорода, кислотности теории, теории электрохимического дуализма, реальности структурные формулы … рост и “очевидное” падение приближенной моделью химической связи, известные как Linnett дважды квартет теории или теории LDQ)

Основные предположения теории LDQ

LDQ теория была детищем выдающегося британского квант.химика — Джон Уилфред Linnett (Рис. 1) в Оксфорде, был не только профессором физической химии в Кембриджском университете, а также членом Королевского общества, Президент Фарадеевского общества, и вице-канцлер Кембриджского университета незадолго до его смерти от сердечного приступа в возрасте 62 лет в 1975 году.

В 1961 году, во время творческого отпуска в Беркли кампуса Калифорнийского университета, Linnett опубликовал статью в журнале американского химического общества под названием “модификация Льюиса-Ленгмюра правило Октета” (Linnett, 1961),  учет влияния спина электрона – неизвестного Льюис, 1916).1,2 развитие в монографии (Рис. 2) 1964 года и десятке дополнительных статей и комментариев (Linnett, 1964a, 1964b, 1964c, 1970, 1971, 1972).  nonpaired пространственную орбитальную теорию или НПСО (Херст & Linnett, 1961; Pauntz, 1967, Глава 10), волновые функции LDQ структуры давали меньше значения энергии, чем  валентную связь (VB) и молекулярных орбиталей (МО) волновых функций на основе обычной структуры Льюиса (& Linnett, 1964; Чонг & Linnett, 1964; Эмпедокл & Linnett, 1964Эмпедокл & Linnett, 1966; Гулд & Linnett, 1963; Херста & Linnett, 1962Херст & Linnett, 1965). Linnett и его ученики изучали роль спина электрона в определении распределения электронов в различных атомах (Linnett, поддержка PoE, 1951; Мелиш & Linnett, 1954).3 показали, что электроны 1 спина, как правило, избегают друг друга как можно больше, в то время как противоположных вместе – эффект “спиновой корреляции”, избегают друг друга и из-за их одинаковых электрических зарядов – эффект “зарядовой корреляция” – заменяя в кубической структуре Льюиса восемь валентных электронов nonbonded октет, как вокруг атома неона, взаимопроникновением двух тетраэдрических спин-наборов, каждый из которых содержит четыре электрона (Рис. 3).

Черные точки представляют собой α спин и белые точки  β спин. Справа: альтернатива двух взаимопроникающих полностью коррелируемых четырехгранных спин-набора

И спин и заряд корреляции  работали вместе для тетраэдрического расположения. Но спин …может быть изменен в ходе химической связи желанием электронов для максимального их привлечения положительных атомных ядер, традиционных пар, каждая из которых содержит два электрона противоположного вращения. Поскольку все больше и больше углов из двух тетраэдрических спина наборы были вынуждены совпадать, как в последовательности НГ, Н2О, NH3 и СН4 (фиг. 4), оставшиеся nonbonding … практически идентичен Льюиса октета, в отличие от nonbonded октета, тетраэдра из четырех совпадающих электрон пары противоположных спин.

 LDQ структур для 2С–2е КС одинарные, 2С–4е КС двойных связей, и 2C–6е ГК тройных связей.

Кроме того, в случае алкенов, на примере этена, две пары электронов в С=С двойной связи больше не лежат на оси СС и получают меньше электростатической компенсации, должны быть высокой реакционной способности.Наконец, при изучении алкинов мы сталкиваемся с неожиданностью. Вместо тройной связи из трех полностью совпадающих пар электронов, мы находим, что шесть связующих электронов по-прежнему сохраняют определенную степень anticoincidence. Это хорошо объясняет, почему значительно менее реакционноспособны в замещенный алкен или алкан – заставит шесть электронов совпадение и, следовательно, увеличит их взаимно отталкивания (Дейл, 1969; Serartosa, 1973). На фиг. 6 для озона, полностью совпадающие электрон пар были отмечены Толстой линией, anticoincident пар с помощью обычной линии, и лишние электроны, используя либо круги или кресты для того, чтобы различить их спины.4  и все электроны были показаны в виде точек или крестиков. Эта версия значительно облегчило подсчет спинов, но не удалось четко разграничить совпадающие пары anticoincident электрон.5 Другие авторы использовали черные и белые точки, чтобы указать на два спиновых наборов…сделать их лучше стандартной схеме Льюиса (Дуглас & Макдэниэл, 1965, стр. 67-70) – пересмотр в поздних публикациях (Linnett, 1970).

LDQ конструкций с использованием озона в качестве примера. Примечание 2В–3е облигаций.

Свободные радикалы-это виды, содержащие один или несколько неспаренных электронов. Они всегда представляли проблему для обычных Льюис-ВБ схем, нарушений правила октета, с использованием нескольких резонансных структур. Теория LDQ не требует резонанс и показывает, что неспаренные электроны часто размещаются равномерно… два класса радикалов (Рис. 7) – такие, как CN циан, слишком мало электронов для октета, и такие как оксид азота, которые подчиняются правилу октета. Радикалы первого класса обладают высокой реакционной способностью для заполнения и увеличения количества связующих электронов при димеризации, в то время как радикалы второго класса достаточно стабильны, и часто демонстрируют уменьшение anticoincidence.6

Рис. 7. LDQ структуры димеризации циан радикалов и оксида азота… 2В–5э облигаций в каждый радикал.

Триумф теории LDQ была ее способность сформулировать правильную структуру для О2-кислорода газа, diradical с двумя неспаренными электронами. Для электронов одной спиновой четырехграни каждый из двух атомов кислорода имел общую грань, в то время как для других спин разделял общую вершину. Это приводит к двойной связи, отличной от этена, с три anticoincident одного спина одного электрона в других, или превышения двух неспаренных электронов.

 Представления структуры возбужденных состояний различных молекул не делали  с помощью обычных Льюис структур или теории VB и, в случае теории МО, дают однолинейные конфигурации электронов, а не трехмерную структурную формулу. Действительно, в случае простой diatomics, Linnett детально проработала все свои соответствующие возбужденном состоянии LDQ структур и посвятил целую главу своей монографии 1964 на эту тему (Linnett, 1964a, Глава 9). В результате ему удалось разработать простой алгоритм для преобразования МО конфигураций, как для возбужденного и основного состояния diatomics в соответствующие LDQ структур (Рис. 8).

LDQ структуры для дикислорода  правильно представляют его в качестве стабильного парамагнитного diradical. Обратите внимание на разницу между 2С–4е облигации этого вида по сравнению с Этаном ..для основного состояния и первых двух возбужденных состояний на рис. 9. Для двух возбужденных состояний один из неспаренных электронов в основном состоянии был перевернут так, что все электроны находятся сейчас в паре и их различия в энергии в значительной мере являются следствием различной степени е совпадения, и не все двойные связи будут равными.

LDQ структуры для основного состояния и первых двух возбужденных состояний дикислорода газа. Это также иллюстрирует три возможных вариации облигаций 2С–4е

Hypervalence

Если октет рассматривается как тетраэдр из четырех совпадающих пар электронов и разрешены только два электрона одинарные, четыре-электронов двойных связей и шесть-электронов тройных, то данный атом может быть связан с лишь четырьмя другими атомами. Однако многие соединения и ионы, таких как фосфор пятихлористый (РС15), гексафторид серы (SF6), и hexafluosilicate анион (SiF62−), содержат пять, шесть и даже более ковалентные связи, как говорят гипервалентны. Учебники универсально решают эту проблему, постулируя, что эти виды могут расширить свои октеты, несмотря на то, что подчиняются правилом октета с использованием 2В–1е , а не 2С–2е (Дженсен, 2006),7 На фиг. 10 для пентахлорида фосфора и polytriiodide анион, LDQ структур, РС15 также может быть использован для обоснования перехода  СН2 реакции вытеснения, и водородной связи (Рис. 11), тех  же 2С–1е, а не через два 2С–2е и нарушение дуплета правило.

гипервалентные РС5 и polytriiodide анион. Как сохранить правилом октета, вызывая 2С–1е.
 LDQ структуры симметричные Н-связи в ВЧ2 анион. Правило дуплет сохраняется, вызывая 2С–1е расширить традиционный репертуар 2С–2е одинарные, 2С–4е двойных связей, и 2C–6е тройных связей, чтобы включить 2С–1е как показано здесь, 2В–3е озона (Рис. 6), и 2В–5э  LDQ структур на циан и окись азота радикалами (Рис. 7).8

Резонанс

Для гипервалентного вида, в отсутствие октета расширения, должны быть представлены в VB теории в качестве примеров Бонд-не Бонд резонанса (Сыркин & Dyatkina, 1950, гл. 6). Конечно, знаковый пример резонанса молекулы бензола с 2 Кекуле структуры и здесь теория LDQ дает единую структуру (Рис. 12)  2В–3е CC связей, а не смесь одинарных и двойных связей.

LDQ структура для бензола и два альтернативных конденсированные символы для того же, показывая, что он содержит 2В–3е CC связей и не требует использования резонанса.

Это уменьшает и/или устраняет использование резонансных структур, поддерживается и квантово-механическим расчетом с использованием либо НПСО способ или модифицированные методы локализации (Даудель, Лерой, Петерс, & Сана, 1983, с. 258-271, 279-283; герцог, 1987).

Рецензент Linnett 1964 году охарактеризовал его “самый важный из когда-либо опубликованных в области химии” (Лудер, 1966). монографии и учебники (таблицы 1 и 2) по химии учителей и студентов последних курсов (День и Selbin, 1969, с. 201-205; Demitras, Русс, лосось, Вебер, и Вайсс, 1972, с. 130-136; Дуглас Макдэниэл, 1965, с. 67-70; Хильдебранд & Пауэлл, 1964, стр. 337-341, 364; веселый, 1976, с. 29; Лудер, 1967; Пикеринг, 1978, гл. 7; Пиментель и Sprately, 1969, с. 148-153), специальных монографий (Таблица 3)(богатый, 1965, с. 19-25; Лоулесс & Смит, 1968, стр. 221-231; Дейл, 1969; Linnett, 1971; с. 258-271, 279-283).  50 документов, использования и распространения модели были опубликованы в журнале как американский химик-органик, Рэймонд Файерстоун, который применил его к изучению органических реакций механизмы (Файерстоун, 1968, 1969, 1970, 1971, 1972, 1973, 1976, 1980).

Таблица 1. Бакалавриата книг, которые включали освещение LDQ теории.

Год Автор Название
1964 Хильдебранд & Пауэлл Основы химии
1967 Лудер Электрон-Теория Отталкивания…
1969 Пиментель & Sprately Химическая Связь Уточнила…
1978 Пикеринг Ковалентная Связь

Таблица 2. Неорганические учебников, которые включены охвата LDQ теории.

Год Автор Название
1965 Дуглас & Макдэниэл Концепции и модели неорганической химии.
1969 День & Selbin Теоретическая Неорганическая Химия
1972 Demitras и соавт. Неорганическая Химия
1984 Джолли Современная Неорганическая Химия

Таблица 3. Расширенный монографии, которая включала освещение LDQ теории.

Год Автор Название
1965 Богатый Периодической Корреляции
1968 Лоулесс & Смит Неорганические Высокой Энергии Окислители
1969 Viehe Химия Ацетиленов
1971 Вниз и соавт. Очерки по структурной химии
1983 Даудель и соавт. Квантовая Химия

Также особо следует отметить монографию 1967 (Рис. 13) Лудера в таблице 1 , целиком посвященну LDQ теории, хотя при альтернативе рубрики “электрон-теория отталкивания” (Лудер, 1967).9 с С. Zuffanti, в серии из более чем 10 статей, популяризацию для учителей химии в средней школе и колледже (Лудер, 1967 годаа, 1967b, 1969, 1970, 1971, 1972а, 1972b; Zuffanti, 1970; Zuffanti & Лудер, 1972а, 1972b). Он также попытался развернуть его к D — и F-блок металлам, за оставление правило октета и спин-магнитного притяжения и отталкивания между вращающихся электронов (Лудер, 1970, 1972b) – медвежью услугу Linnett и его метод” (Манч, 1969).

LDQ теорию он предпочитал называть “электронно-Теория отталкивания.

Дуглас Макдэниэл, и Александр, 1994, с. 163-166 спорили о том, стоит ли продолжать раздел по теории LDQ в новой редакции, поскольку никто не учил ее в классе, потому что не было в учебниках. С другой стороны, как показано в таблице 4 рассказы о теории LDQ продолжали появляться в учебниках, опубликованных в других странах мира.

Таблица 4. Недавно в зарубежных текстах, освещение LDQ теории.

Год Автор Название Страна
1980 Манчу Теоретические основы Inorg. Хим. Индия
1987 Круз-Garritz и соавт. Estructura С Atomica Мексика
2000 Bhagi & Радж МСБУ химии Индия
2007 Шама Химия Химическая связь Индия
2008 Радж Расширенный Неорганической Химии Индия
2011 Мадан & Пракаш Современная Неорганическая Химия Индия

продолжают появляться – в основном химики заинтересованы в органических свободных радикалов по химии –  в непонятных второсортных электронных журналов. Попытки изобретать колесо,в 2007 статье, появившейся в журнале химического образования — предлагает “новую” структуру Льюиса для Ссн связанных и свободных радикалов (Рис. 14) на основе компьютерных расчетов с участием трех различных расчетных программ (Хирш & Kobrak, 2007). Мое “письмо в редакцию” (Йенсен, 2008), что структуры были предложены, без компьютера 40 лет назад Linnett, используя LDQ теории, авторы, признавая, что они не знали о Linnett работа, обходили вопрос стороной, предполагая, что Linnett работа может также извлечь выгоду из их вычислительный подход (Хирш & Kobrak, 2008). ..естественную связь орбитального или метод nbo отстаивал и Кларк, который “считает электронов противоположно направленным спином находиться в отдельной, самостоятельно занятые орбитали,” по-видимому, одинаково не знают о связи между LDQ Теория и НПСО  ( & Кларк, 2012).10“Льюиса” структура окиси хлора …Обвинение в том, что теория несовместима с квантовой механикой и, следовательно,  не количественное, может быть количественно проверены, используя различные варианты НПСО …в 1980 ,11 ее использование электронно совпадение и anticoincidence рационализии органической структуры и реактивности (Лангер, Тренхолма, & Уоссон, 1980(Йенсен, 1981).12

Еще одно научное возражение13 —  что теория не может быть легко расширена для больших и сложных молекул, Пиментель в резюме LDQ теории (Пиментель & Sprately, 1969) высказал мнение, что: ... вполне возможно, что схема электронно-квартет родилась на двадцать лет  позже для отражения в повседневном использовании. Как и его электрон-точка прародителя, электронно-квартетное представление инертного типа снова игнорирует энергетические различия  S-и p-орбиталей. Квартеты спасают электронно-точечные схемы от некоторых раздражающих сбоев в простых молекулах (например, О2, Нет), но они неудобны в применении и требуют порой достаточно произвольный выбор. Между тем, внимание химиков сместилось к гораздо более изощренным .. (Даудель соавт., 1983), Теория Linnett является очень полезным для понимания существования, стабильности, и даже реактивности двухатомных соединений. легко расширить для трехатомных и tetratomic видов, но не для больших систем, для которых его использование вообще становится очень интуитивным и ее результаты неоднозначные, как теория резонанса.

Часть социологических причин … потенциальных продаж учебников…философские основания для такого пренебрежения –  проблема научного реализма против полезных научных “выдумок”, если быть до конца честным, когда дело доходит до квантовой химии никто не действительно в состоянии бросить первый камень в отношении к проблеме реализма.  ощущение, что LDQ теория слишком сильно отличается от текущего количественного исследования тенденций в области квантовой химии, минимизации энергии и математического анализа в физической согласованности, pictureability и обучаемости. Если теории не требуется быть привязанным к клавиатуре компьютера, не может быть правильным или полезным, несмотря на то, что большинство вводных учебников продолжать использовать 1916 схемы Льюиса и большинство из нас мыслит в нашей химической интуиции качественные графические модели, а не количественные данные, когда я думаю о молекулах я не вижу энергетические диаграммы или волновых функций, а цветные шарики на палочках.Актуальность LDQ pictureability обобщен в монографии о ковалентной связи, когда он писал (Пикеринг, 1978):Linnett идеи просты,… и его идеи никак не противоречат православной молекулярно-орбитальная теория – это способ представления сложных математических результатов в четкой изобразительной манере… [это] может удивить некоторых людей, в том числе и те, кто хорошо знаком с строго математическим подхода к склеиванию. Но эти модели молекул, таких как o2, Нет, нет2, н2О4, О3, со2, со, С,6ч6, возникают непосредственно из знакомых молекулярных орбиталей основные понятия… и не в любом случае в отрыве от основной идеи валентности.  Классические философские исследования Марии Гессен о роли аналогии и pictureability в разработке научных моделей по-прежнему имеет много предложить (Гессен, 1966).  Законопроекты и снег, 1975молекулярных форм и Паули силу: устаревшая фантастика

См.также

Гиллеспи, Роналд Джеймс (род. 1924) — английский химик, в теории отталкивания электронных пар, в 1957 году  с Р. Найхолмом разработал систему правил для рассмотрения и предсказания геометрических конфигураций молекул, известную как теория Гиллеспи — Найхолма или модель отталкивания электронных пар валентной оболочки (ОЭПВО: См. Гиллеспи Р. Геометрия молекул / Пер. с англ. Е. З. Засорина и В. С. Мастрюкова, под ред. Ю. А. Пентина. — М.: Мир, 1975.  Valence Shell Electron Pair Repulsion (VSEPR)  Ronald Nyholm, LCP theory, (ligand close packing theory of ligand-ligand repulsions.  Chemical Bonding and Molecular Geometry: From Lewis to Electron Densities (Topics in Inorganic Chemistry) by Ronald J. Gillespie and Paul L. A. Popelier[3]Atoms, Molecules and Reactions: An Introduction to Chemistry by Ronald J. Gillespie  Atoms, Molecules and Reactions: An Introduction to Chemistry with D.A. Humphreys, E.A. Robinson and D.R. Eaton, Prentice Hall, 1994 3- Rabinovich, Daniel (2003). «Review: Chemical Bonding and Molecular Geometry by Gillespie & Popelier»J. Chem. Educ80 (1): 31. His CV at McMaster University …why certain molecules appear to be exceptions … with my colleague Richard Bader, calculated electron density distributions … Laplacian of the electron density provides evidence for the localized lone pairs of the VSEPR model and … Lennard-Jones function.

One of the largest classes of exceptions to the VSEPR model are certain molecules of the transition metals. We have shown that the deviations of the geometry of these molecules from the VSEPR model can be related to the distortion of the metal atom core from a spherical shape which we have been able to study by means of the Laplacian electron density. This investigation is continuing. Recently I have shown that the intramolecular distance between two given ligands is remarkably constant over a wide variety of molecules which led me to suggest that interligand interactions are much more important in determining geometry than has previously generally been supposed. This observation has led me to develop the ligand close packing (LCP) model.

 

 

 «Никогда мне в голову не приходило, что именно водородом должен начинаться ряд элементов». «Лишить водород того исходного положения, которое он давно занимает, и заставить ждать элементов ещё с меньшим, чем у водорода, весом атома, во что я всегда верил» — «У меня мелькали мысли о том, что раньше водорода можно ждать элементов, обладающих атомным весом менее 1, но я не решался высказываться в этом смысле по причине гадательности предположения и особенно потому, что тогда я остерёгся испортить впечатление предлагавшейся новой системы, если её появление будет сопровождаться такими предположениями, как об элементах легчайших, чем водород».

в отстаиваемой им системе с нулевой группой, предложил Лео Эррера в 1900 году на заседании Бельгийской королевской академии наук (Academie royale de Belgique), водород вроде бы вовсе может быть и не первым, так как перед ним с неизбежностью появляется свободное место для сверхлёгкого элемента — может, это и есть «элемент эфира»?

«Теперь же, когда стало не подлежать ни малейшему сомнению, что перед I группой, в которой должно помещать водород, существует нулевая группа, представители которой имеют веса атомов меньше, чем у элементов I группы, мне кажется невозможным отрицать существование элементов более лёгких, чем водород», — писал Дмитрий Иванович. с понятием мирового эфира как «передающей» среды, опытов 1870-х доказать, что «эфир есть сумма разреженнейших газов», проникнуть в природу основного понятия естествознания XIX века (да и ХХ, и даже ХХI веков) — массы, а также дать объяснения новым открытиям и, прежде всего, радиоактивности: «Реального понимания эфира нельзя достичь, игнорируя его химизм и не считая его элементарным веществом; элементарные же вещества ныне немыслимы без подчинения их периодической законности».  «во-первых, наилегчайшим из всех элементов как по плотности, так и по атомному весу, во-вторых, наибыстрее движущимся газом, в-третьих, наименее способным к образованию с какими-либо другими атомами или частицами определённых сколь-либо прочных соединений и, в-четвёртых, элементом, всюду распространённым и всепроникающим»…Вес атома этого гипотетического элемента X, по расчётам Менделеева, может колебаться в пределах от 5,3×10-11 до 9,6×10-7 (если атомный вес Н равен 1)…из механики и астрономии. … называет этот элемент «ньютонием»… Y, корония (предположительно линии корония были зафиксированы в спектре солнечной короны при затмении Солнца в 1869 году; открытие гелия на Земле давало основание считать реальным и существование этого элемента)…гипотетичность элементов X и Y и не включал их в таблицы элементов 7-го и 8-го изданий «Основ химии»…теперь рискую. На это надобна решимость. Она пришла, когда я видел радиоактивные явления… и когда я сознал, что откладывать мне уже невозможно и что, быть может, мои несовершенные мысли наведут кого-нибудь на путь более верный, чем тот возможный, какой представляется моему слабеющему зрению»…эфир структурный (эфир Менделеева) вполне жив, только называется он сейчас структурным вакуумом или физическим вакуумом Дирака….водород не похож на первый… В поисках настоящих элементов нулевого периода мы попадаем совсем в другой мир, и похоже, что это мир элементарных частиц. «Распространённейшие в природе простые тела имеют малый атомный вес, а все элементы с малым атомным весом характеризуются резкостью свойств. Они поэтому суть типические элементы», а по мере приближения к «нулевой точке» должны происходить просто фантастически «резкие» качественные скачки, что следует из её сингулярного характера, так как «…здесь не только край системы, но и типические элементы, а потому можно ждать своеобразия и особенностей». «Сущность понятий, вызывающих периодический закон, кроется в общем физико-химическом начале соответствия, превращаемости и эквивалентности сил природы».

Запись, сделанная рукой Д. И. Менделеева на странице с периодической системой 1871 года в его учебнике «Основы химии» 1871 года, хранящемся в архиве учёного: «Легче всех эфир, в миллионы раз».

«…не хочется, чтобы мысли, навеваемые действительностью, пропадали. Вероятно, что подобные же мысли приходили многим, но, пока они не изложены, они легко и часто исчезают и не развиваются, не влекут за собой постепенного накопления достоверного, которое одно сохраняется. …предохранит других от повторения. Другого пути для медленного, но прочного движения вперёд я не знаю».

…вакуум Дирака — это поле частиц со спином ½ (электронов, позитронов, мюонов, кварков и пр.). Каждое единичное взаимодействие частиц или полей — результат обмена квантами этих полей в точке пространства—времени. С некоторых точек зрения, физический вакуум проявляет свойства материальной среды, давая повод считать его «современным эфиром».

См. сотни периодических таблиц в веб-пространстве,


pre 1900 formulations 1900 to 1949 formulations 1950 to 1999 formulations post 2000 formulations Spiral formulations 3 dimensional formulations
Data mapping periodic tables Miscellaneous periodic tables Books and reviews non-chemistry periodic tables All periodic tables

см.до 1900 года, на дату:

1000BC     Элементов, Известных Древним
450BC     Классические Элементы
1000     Элементы, известные в 1000 году
1670     Валентин Стола Алхимии
1682     Кенельм Дигби коллекции выбор редких секретов
1700     Элементы, известные в 1700 году
1718     Сродство стол жофруа
1775     Диссертация Бергмана на избирательное сродство
1778     Алхимические Дидро Диаграмма сродства
1782     стол-де-Морво из химически простых веществ
1789     Лавуазье Таблица простых веществ
1800     Элементы, известные в 1800 году
1803     Постулаты дальтона об элементах
1808     Элементов дальтона
1831     Обучающая доска дисплея добени по атомным весом
1836     Берцелиус Таблица Электроотрицательности
1843     Система гмелина
1850     Триады Иоганн Доберейнер по
1850     Элементы, известные в 1850 году
1862     Теллурическое спирали или винта
1862     Периодическая система Мейер в 1862 году
1864     Октавы Ньюлендса’
1864     Таблица Уильям Одлинг элементов
1864     Семей Naquet элементов
1866     Откровения Спектроскоп
1867     Спираль периодической системы хинричс по
1868     Рукописный черновик первый вариант периодической таблицы Менделеева
1868     «Потеряли Мейера» стол
1869     Tabelle Менделеева я
1869     Вертикальная Таблица Mendeléeff (вопрос и Q орфография)
1870     Периодическая Таблица Мейера
1870     Спираль Baumhauer по
1870     Таблица Электроотрицательности Бейкера
1871     Tabelle второй Менделеева
1871     Предсказал элементов Менделеева
1871     Периодическая Таблица д. и. Менделеева 1871 г. перерисовывается О. Ж. Моран, 2013
1872     Спиральные системы Мейера
1881     Схема пружины
1882     Периодическая система блэйза
1882     Периодические браунер стол
1886     Периодические Крукс Стола
1887     Расположение Flavitzky по
1892     Вертикальное Расположение бассетт
1892     Гантели-Бассет Форма
1893     Периодически звонил в таблице
1895     Периодическая Таблица Retger по
1895     Периодическая Таблица томсена
1896     Классификация Теодора Ричардс элементов
1898     Крукс’ ВИС образующей

1991     Non-Scientist’s Periodic Table
2005     Górski’s Atomic Core Based Periodic System
2014 
Cutting Board Periodic Table
2014     Jodogne’s New Color Table
2014     Jodogne’s Janet New Color Periodic Table
2014     Winter Olympics Opening Ceremony Periodic Table
2014     Lado’s Periodic Table Series Analysis
2014     Correspondences Between The Classical Thomson Problem and The Periodic Table of The Elements