Таблица Менделеева, периодичность

[gefest_md]

Г. П. Хомченко, Пособие по химии для поступающих в вузы, 2002, стр. 44:

Цитата:

В нашей стране наиболее распространён вариант короткой формы периодической системы как более компактный. Однако его существенный недостаток - сочетание в одной группе несходных элементов, т. е. сильное различие свойств элементов главных и побочных подгрупп. Это в какой-то мере «затушёвывает» периодичность свойств элементов и затрудняет пользование системой. Поэтому в последнее время стали часто применять, особенно в учебных целях, вариант длинной формы периодической системы Д. И. Менделеева. Основной недостаток этого варианта - растянутость, некомпактность (часть клеток системы пустует). Чтобы сделать её более компактной, часто выносят лантаноиды из шестого и актиноиды из седьмого периодов, помещая их под системой отдельно. Такой вариант иногда называют полудлинным.

Когда взялся читать школьную химию, часто задавался вопросом почему таблица периодическая. Ответы мне не казались достаточными, чтобы вызвать интерес у учащегося. Поэтому начал искать ответы. С учётом моих химических знаний, начал просто смотреть на электронную оболочку атомов и считать электроны.

Вначале пришёл к представлению таблицы в виде множества:

$\{(\mathrm{H}),\, (\mathrm{He}),\, \text{м},\, \text{с},\, \text{б}\}$

где
$\text{м}$ - отображение, которое ставит в соответствие порядковым номерам 3 - 18 количество электронов на последнем уровне;
$\text{с}$ - отображение, которое ставит в соответствие порядковым номерам 19 - 54 количество электронов на последних двух уровнях;
$\text{б}$ - отображение, которое ставит в соответствие порядковым номерам 55 - 118 количество электронов на последних трёх уровнях.
В результате таких определений появляются два маленьких периода, два средних и два больших.

Ещё у меня появилась такая гипотеза, которую я проверил не досконально. Если заполнить орбитали по правилу Клечковского, а не согласно экспериментальным данным, то сумма $i+j$ будет повторятся периодически, где $i$ - количество электронов на последнем уровне, $j$ - количество неспаренных электронов на остальных уровнях. (Водород и гелий рассматривать отдельно или разместить в первых двух столбцах)

[Mihr]

gefest_md в сообщении #1586965 писал(а):

Вначале пришёл к представлению таблицы в виде множества:

$\{(\mathrm{H}),\, (\mathrm{He}),\, \text{м},\, \text{с},\, \text{б}\}$

где
$\text{м}$ - отображение, которое ставит в соответствие порядковым номерам 3 - 18 количество электронов на последнем уровне;
$\text{с}$ - отображение, которое ставит в соответствие порядковым номерам 19 - 54 количество электронов на последних двух уровнях;
$\text{б}$ - отображение, которое ставит в соответствие порядковым номерам 55 - 118 количество электронов на последних трёх уровнях.

Я так понимаю, к этой таблице требуются еще три таблицы с описаниями указанных отображений? Или какие-то другие (не табличные) их описания?
И насколько удобно пользоваться Вашим вариантом таблицы? Что можно по нему определить?

[gefest_md]

Mihr в сообщении #1586969 писал(а):

И насколько удобно пользоваться Вашим вариантом таблицы? Что можно по нему определить?

Поиск этой таблицы был вызван желанием найти закономерность без исключений. Если не получилось, мне кажется такой вариант дополняет использование длинной формы таблицы Менделеева; наборы столбцов этой формы можно обвести отдельными цветами с учётом количества электронов на последних уровнях, для лучшего запоминания в учёбе. Потом подумал, что, например, $\text{б}(55)=\mathrm{Cs}$ и $\text{б}(87)=\mathrm{Fr}$ более родственны друг с другом, чем каждый из них, например, с калием: у каждого из этих трёх элементов на последнем уровне по одному электрону, а у цезия и франция дополнительно совпадает количество электронов на последних трёх уровнях, $27$, у калия $17.$

[gefest_md]

gefest_md в сообщении #1586983 писал(а):

$\text{б}(55)=\mathrm{Cs}$ и $\text{б}(87)=\mathrm{Fr}$

Здесь неверно написал. Просто цезий и франций.
Ещё мне показалось, что вторая гипотеза касательно правила Клечковского верна и для короткой таблицы. Я проверил сначала расположение электронов, используя короткую таблицу из Г. П. Хомченко, Химия, 1981. Там по-моему экспериментальные данные заполнения орбиталей. Во всяком случае для короткой таблицы гипотеза, основанная на данных Хомченко, оправдалась, кроме переходных металлов восьмой группы. Поэтому поменял гипотезу на правило Клечковского.