Периодические системы малых молекул - Periodic systems of small molecules
Периодические системы молекул - это диаграммы молекул, подобные периодической таблице элементов. Создание таких карт было начато в начале 20 века и продолжается до сих пор.
Принято считать, что периодический закон , представленный периодической диаграммой, отражается в поведении молекул , по крайней мере, небольших молекул . Например, если заменить любые один из атомов в трехатомной молекуле с редким газом атомом, будет резким изменением свойств молекулы. Путем построения явного представления этого периодического закона, проявляемого в молекулах, можно достичь нескольких целей: (1) схема классификации огромного количества существующих молекул, начиная с небольших молекул, содержащих всего несколько атомов, для использования в качестве учебного пособия.и инструмент для архивирования данных, (2) данные прогноза молекулярных свойств на основе схемы классификации и (3) своего рода единство с периодической диаграммой и периодической системой элементарных частиц .
Физические периодические системы молекул
Периодические системы (или диаграммы или таблицы) молекул являются предметом двух обзоров. Системы двухатомных молекул включают системы (1) HDW Clark и (2) F.-A. Kong, которые чем-то напоминают атомную карту. Система R. Hefferlin et al. был разработан от (3) трехмерной до (4) четырехмерной системы кронекеровского произведения диаграммы элементов с самим собой.
| Кронекеровское произведение гипотетической четырехэлементной периодической карты. Шестнадцать молекул, некоторые из которых являются избыточными, предполагают гиперкуб, который, в свою очередь, предполагает, что молекулы существуют в четырехмерном пространстве; координаты - это номера периодов и номера групп двух составляющих атомов. |
Совершенно иная периодическая система - это (5) периодическая система Г.В. Жувикина, основанная на групповой динамике . Во всех этих случаях, кроме первого, неоценимый вклад внесли другие исследователи, и некоторые из них являются соавторами. Архитектура этих систем была скорректирована Конгом и Хефферлином для включения ионизированных частиц и расширена Конгом, Хефферлином, Жувикиным и Хефферлином до пространства трехатомных молекул. Эти архитектуры математически связаны с диаграммой элементов. Впервые они были названы «физическими» периодическими системами.
Химические периодические системы молекул
Другие исследователи сосредоточились на построении структур, которые работают с определенными типами молекул, такими как алканы (Морозов); бензеноиды ( диас ); функциональные группы, содержащие фтор , кислород , азот и серу (Haas); или комбинация заряда ядра , количества оболочек, окислительно-восстановительных потенциалов и кислотно-основных тенденций (Горски). Эти структуры не ограничиваются молекулами с заданным числом атомов, и они мало похожи на таблицу элементов; их называют «химическими» системами. Химические системы не начинаются с таблицы элементов, а вместо этого начинаются, например, с перечисления формул (Dias), закона смещения гидрида Гримма (Haas), кривых приведенного потенциала (Jenz), набора молекулярных дескрипторов (Gorski) и т.п. стратегии.
Гиперпериодичность
Е. В. Бабаев построил гиперпериодическую систему, которая в принципе включает в себя все описанные выше системы, кроме систем Диаса, Горского и Йенца.
Основы элементной таблицы и периодические системы молекул
Периодическая схема элементов, как маленький кале, поддерживаются три ножек: (а) Бор - Зоммерфельд « Солнечная система » атомная модель (с электронным спином и тот принцип Маделунга ), который обеспечивает магию число элементов , которые заканчиваются в каждой строке таблицы и содержит количество элементов в каждой строке, (b) решения уравнения Шредингера , которые предоставляют ту же информацию, и (c) данные, полученные экспериментально, моделью солнечной системы и решениями Уравнение Шредингера. Модель Бора – Зоммерфельда не следует игнорировать: она дает объяснения огромному количеству спектроскопических данных, которые уже существовали до появления волновой механики.
Каждая из молекулярных систем, перечисленных выше, и те, которые не цитируются, также поддерживается тремя сторонами: (а) физические и химические данные, расположенные в графических или табличных образцах (которые, по крайней мере, для физических периодических систем, повторяют внешний вид диаграммы элементов ), (б) групповая динамика, валентно-связь, молекулярно-орбитальная и другие фундаментальные теории, и (в) суммирование атомного периода и номеров групп (Конг), произведение Кронекера и использование более высоких измерений (Хефферлин), перечисление формул (Dias), принцип вытеснения водорода (Haas), приведенные потенциальные кривые (Jenz) и аналогичные стратегии.
Хронологический список работ в этой области содержит почти тридцать статей, датированных 1862, 1907, 1929, 1935 и 1936 годами; затем, после паузы, более высокий уровень активности, начавшийся со 100-летия публикации Менделеевым его таблицы элементов в 1969 году. Многие публикации по периодическим системам молекул включают некоторые предсказания молекулярных свойств, но, начиная с рубежа веков, появились Были серьезные попытки использовать периодические системы для предсказания все более точных данных для различного числа молекул. Среди этих попыток - попытки Конга и Хефферлина.
Свернутая система координат для трехатомных молекул
Разрушилась-система координат имеет три независимые переменные , а не на шесть , потребляемой системой Кронекера-продукта. Редукция независимых переменных использует три свойства трехатомных молекул в газовой фазе, в основном состоянии. (1) В общем, независимо от общего числа составляющих атомных валентных электронов, данные для изоэлектронных молекул имеют тенденцию быть более похожими, чем для соседних молекул, которые имеют больше или меньше валентных электронов; для трехатомных молекул счет электронов представляет собой сумму номеров атомных групп (сумма номеров столбцов от 1 до 8 в p-блоке периодической диаграммы элементов, C1 + C2 + C3). (2) Линейные / изогнутые трехатомные молекулы оказываются немного более стабильными при прочих равных параметрах, если центральным атомом является углерод. (3) Большинство физических свойств двухатомных молекул (особенно спектроскопических констант) очень монотонны по отношению к произведению двух атомных чисел периода (или ряда) , R1 и R2; для трехатомных молекул монотонность близка по отношению к R1R2 + R2R3 (которая сводится к R1R2 для двухатомных молекул). Следовательно, координаты x, y и z свернутой системы координат равны C1 + C2 + C3, C2 и R1R2 + R2R3. Предсказания множественной регрессии четырех значений свойств для молекул с табличными данными очень хорошо согласуются с табличными данными (меры ошибок прогнозов включают табличные данные во всех, кроме нескольких случаев).