2 октября я закончил материал о жизни и научных увлечениях великого российского учёного Д.И. Менделеева следующими двумя абзацами.
«10 июля 1905 г. Д.И. Менделеев писал: «По-видимому, периодическому закону будущее не грозит разрушением, а только надстройки и развитие обещает…». Он 100 лет назад предвидел, что у его открытия великое будущее.
В настоящее время миру представлена новая планетарно-симметричная конфигурация периодической системы элементов, разработанная российскими учёными. Но это уже совсем другая история».
Никогда не думал, что историку будут интересны подробности, связанные с открытиями химиков из Сколковского института науки и технологий Артёма Оганова и Захеда Алахъяри. Они придумали и рассчитали, как расположить химические элементы в порядке постепенного изменения их химических свойств. Такая последовательность удобнее, чем таблица Менделеева, для предсказания свойств элементов и их соединений.
Напомню, что Д.И. Менделеев в Периодической системе элементов расположил их в порядке возрастания атомного веса.
В полном соответствии с политикой редакции журнала «Кот Шрёдингера», разрешающей популяризаторам науки в полной мере пользоваться опубликованными материалами, позволю себе рассказать об улучшенной версии таблицы Менделеева устами профессора А. Оганова. Записал его рассказ Виталий Лейбин.
В 1984 году британский физик Дэвид Петтифор опубликовал работу, в которой ввёл в оборот понятие менделеевских чисел. С их помощью он сгруппировал элементы в порядке изменения их химических свойств. В таблице Менделеева свойства элементов меняются скачками. Так после самого химически активного неметалла фтора идёт инертный неон, а сразу за ним – активнейший металл натрий.
Петтифор выстроил элементы в некоторой последовательности, приписав им без объяснений некие менделеевские числа.
Профессор А. Оганов пришёл к выводу, что из разных характеристик, влияющих на свойства элементов для определения фундаментальных свойств атомов можно использовать только размер атома (атомный радиус) и электроотрицательность (способность атома оттягивать электроны других атомов в химических соединениях). Валентность и поляризуемость (способность атома или молекулы становиться электрически полярными во внешнем магнитном поле, она показывает, насколько легко может заряженная частица – ион или новая химическая связь).
Если изобразить фундаментальные свойства элементов на плоскости, то можно провести линию, вдоль которой элементы встанут в порядке максимально плавного изменения свойств.
Так ученые открыли физический и химический смысл менделеевских чисел и создали «Универсальную последовательность элементов». Она удобна в применении, поскольку предсказывает свойства химических соединений лучше, чем петтифоровские менделеевские числа и их позднейшие модификации. Если расположить элементы на осях, то на плоскости будут бинарные соединения – молекулы и кристаллы, состоящие из двух типов атомов. На этом химическом пространстве возникают области соединений с близкими свойствами – твёрдостью кристаллов, магнетизмом, энергией связи.
Известно, что алмаз, состоящий только из углерода, – самый твёрдый из кристаллов. Значит другие твёрдые вещества следует искать в химическом пространстве по соседству с алмазом. Открытие учёных из Сколково помогут находить новые соединения с полезными свойствами и смогут прояснить некоторые вопросы, связанные с привычной таблицей Менделеева. Выяснилось, например, что водород должен занимать место над фтором, а не над литием. Поскольку водород ближе к галогенам, нежели к щелочным металлам.
В работе использованы материалы журнала Кот Шрёдингера #3(44) Декабрь 2020 - январь 2021
