Продолжение статьи https://dzen.ru/a/Zj2SpGaQUXtVyb9H
Как уже отмечалось выше, спиральные модели периодической системы появились раньше пирамидальных, их количество и разнообразие форм значительно превышают последние.
Одним из главных преимуществ спиральных моделей является их непрерывность. В спиральной системе между местами, занимаемыми первой и последней группами гомологичных элементов, нет зазора, как в случае с системой, имеющей прямоугольную форму. Дополнительным преимуществом является тот факт, что элементы с постоянно увеличивающимися периодами расположены более естественно. Поскольку все периоды появляются парами (первый период, состоящий из водорода и гелия, является исключением из этого правила), спираль, представляющая систему, не должна быть плавной, т.е. обороты не должны регулярно увеличиваться в длину.
Рассмотрим в хронологическом порядке (не претендуя на полноту) основные спиральные модели.
1. Спираль Хинрикса, 1867 г.
Первая спиральная модель была предложена Густавом Хинриксом (G. Hinrichs) в 1867 году.
Здесь следует сказать несколько слов о Хинриксе. Хинрикс - один из первооткрывателей периодического закона. Хотя его вклад обычно не считается таким важным, как вклад Дмитрия Ивановича Менделеева или Лотара Мейера, в 1867 году (за два года до Менделеева) он изложил свои идеи о периодичности химических элементов в своей книге "Программа атомной механики", изданной частным издательством, и в слегка переработанном виде в 1869 году. Его первая периодическая таблица имела форму двойной спирали (Рис. 1), и элементы были расположены в соответствии с их атомной массой. Хинрикс также выдвинул теорию о причине периодичности внутри химических элементов, основанную на его теории состава элементов из меньшего Панатома (Хинрикс был сторонником гипотезы Праута). Тригоноиды были неметаллами, состоящими из правильных треугольников, в то время как металлические тетрагоноиды были сделаны из квадратов. Алгебраические формулы того, как смешивать квадраты и треугольники, привели к периодическому закону. Противоречивые идеи и яркая личность Хинрикса оказались препятствием для принятия его теорий.
2. Спираль Баумгауера, 1870 г.
В 1870 г. Э. Г. Баумгауер выпустил брошюру Отношения между атомным весом и природой химических элементов , в которой попытался реализовать указание Менделеева на то, что если соединить нижнюю часть третьего столбца и верхнюю четвертого и т. д., то система получится спиральная.
Спираль Баумгауера показывает расположение элементов в порядке возрастания атомного веса, начиная с водорода, расположенного в центре спирали. Следуя Баумгауеру, большая часть последующих спиральных моделей будет содержать водород в центре (за исключением спирали Ридберга, которая будет рассмотрена далее). Спираль Баумгауера закручена против часовой стрелки (левая спираль). Наряду с левыми спиралями будут также встречаться и правозакрученные спирали (например, спираль Эрдмана, см. далее).
3. Спираль Стоуни, 1902 г.
Стоуни построил логарифмическую спираль, в которой атомные веса указаны в виде объемов концентрических сфер, радиусы этих сфер были использованы в качестве радиус-векторов полярной диаграммы. Стоуни утверждал, что спираль содержит ту же информацию, что и таблица Менделеева, и отмечал отсутствие элементов на определенном радиусе, позиции на котором с тех пор были заполнены "инертными элементами". На шестнадцати радиусах показан ряд определенных семейств, но ряд несоответствий очень очевиден; среди них можно упомянуть F и Mn, расположенные на одном радиусе; Na, Cu, Ag, Au; O, Cr, Mo, W, U. Квадранты поочередно обозначаются как "электроположительный" и "электроотрицательный".
4. Спираль Эрдмана, 1902 г.
Эрдман расположил элементы вокруг водорода по часовой стрелке (Рис. 4), совершая один оборот за длительный период и один за два коротких периода, в результате чего Na попадает на радиальную линию с Cu, Ag, Au. Каждая из двадцати радиальных линий определяет семейство, расстояние от центра которого соответствует атомному весу каждого элемента. При таком расположении Co следует за Ni, а Te - за I, в результате чего Te занимает особую радиальную линию и теряет свою связь с семейством серы.
5. Модель Ридберга, 1914 г.
Спираль Ридберга - это не спираль в истинном смысле этого слова, а серия концентрических окружностей. Соотношения радиусов следующие: 1:4:9:16. Центр занят точкой E, а H - это первая точка на первой окружности. Второй круг содержит элементы двух коротких периодов; третий - элементы двух длинных периодов; а самый внешний круг, который является неполным, состоит из периодов Cs и "87". На оси X расположены "инертные элементы". Горизонтальные линии над и под осью X пересекают окружности в местах расположения элементов из одних и тех же групп, как указано в таблице Ридберга для краткого описания. Ридберг начинает свою спираль с электрона, утверждая, что электрон - это первый элемент (Rydberg J.R. Elektron, der Erste Grundstoffe, Lund, 1906). Важно отметить, что при построении этой модели Ридберг открыл формулу 2p^2 (удвоение периодов), которую Зоммерфельд в своей книге "Строение атомов и спектры" назвал "каббалистической".
6. Спираль Хакха, 1919 г.
С помощью непрерывной кривой по часовой стрелке, начинающейся с буквы H в центре, Хакх (Ingo W. D. Hackh) расположил семь основных семейств в верхней половине таблицы в правильном порядке. Длинные периоды приводят к уменьшению содержания элементов в средней зоне, образуя две параллельные линии для периодов K и Rb, в то время как редкоземельные элементы приводят к еще большему уменьшению периода Cs . При таком произвольном расположении сильные электроотрицательные элементы находятся в верхней левой области, а слабые отрицательные - в нижней левой; сильный электроположительный элемент находится в верхнем правом углу, а слабый - в правом нижнем углу. Амфотерные элементы расположены в нижней части так называемой спирали. Орбитальное расположение электронов показано с помощью "инертных элементов" на верхнем центральном радиусе.
7. Спираль Партингтона, 1920 г.
Центральная часть этой спирали (Рис. 9) представляет собой простую конструкцию с буквой H (водород) в центре и элементами, перечисленными против часовой стрелки. Схема разделена на восемь сегментов восемью радиальными линиями, вдоль которых расположены элементы семейств в порядке возрастания атомного веса. Указано расположение редкоземельных элементов. Внешняя часть спирали отображает соотношение Содди-Фаджанса между изотопами радиоактивных элементов в уникальной схематической форме.
8. Спираль Жане, 1929 г.
Эта спиралевидная диаграмма (Рис. 10) выглядит как длинная диаграмма, сформированная в виде диска, подобно тому, как Куртинес сформировал свою плоскую диаграмму в виде цилиндра. Напомним (см. предыдущую статью https://dzen.ru/a/Zj2SpGaQUXtVyb9H), что развертка этой спирали приводит к левосторонней (LSPT) таблице Жане, тем самым устанавливая связь с пирамидальными моделями периодической системы. "Спираль", разделенная линией между F и Ne, вместо Ba и La, выглядела бы как улучшенная диаграмма Шовипрера, в которой редкоземельные элементы расположены "по Вернеру". Гелий, конечно, был бы, как обычно, помещен выше золота. Жане утверждал, что его схема согласуется с современными теориями (на момент 1929 г.) строения атомов и объясняет расположение металлоидов
9. Спираль Лебединского, 1936 г.
Simón Libedinski: PERIODIC CLASSIFICATION OF THE ELEMENTS, from his book: Dialectical Materialism, in Nature, in Society and in Medicine, Ediciones Ercilla, Santiago de Chile, 1938, pp 56-57:
Лебединский пишет: "Однако таблица Менделеева, как и таблица Вернера и других авторов, является не более чем плоской проекцией действительного расположения элементов. Между таблицей Менделеева и реальной группой такая же разница, как между планисферой и вращающимся глобусом. Рациональным представлением, исходящим из простейшего элемента – отрицательного электрона, была бы спиральная линия, которая, окружая указанную центральную точку, сначала делала небольшой поворот, касаясь только двух тел: водорода и гелия. Отсюда он перешел бы на гораздо большую орбиту, на которой коснулся бы восьми тел, а затем еще одного равного, тоже из восьми. Отсюда следует еще один прыжок на гораздо большую орбиту, включающую восемнадцать тел, а затем еще один такой же скачок; с этого момента происходит переход на другую орбиту, снова увеличенную, включающую тридцать два тела (включая редкоземельные элементы); и когда этот виток заканчивается, начинается последний, который исчезает на небольшом расстоянии. В диалектической группировке элементов, которую я с удовольствием показываю, соблюдается классическое их расположение. Меняется только расположение, которое вместо прямолинейного становится спиральным. Таким образом, мне удалось устранить аномалию двойных колонн и с комфортом включить важную группу редкоземельных элементов. Я не могу назвать свою графику Tabla, потому что это как раз наоборот: она призвана передать идею пространства и движения в пространстве. Двойные столбцы классической таблицы можно найти и здесь, но только если посмотреть на нее целиком, рассматривая как планетарную систему конической формы, в вершине которой находится электрон. Фактически: столбец 1 совпадает в пространстве со столбцом 1а; столбец 4 - со столбцом 4 бис и т.д. Диалектическая группировка также позволяет нам легко оценить замечательный диалектический характер свойств материи: эти свойства периодически повторяются. Это "возвраты" к качествам или предыдущим свойствам".
Статья еще далека от завершения... Обновления и дополнения будут добавляться по мере появления свободного времени у автора блога.