Page 36 - No17

A periódusos rendszer problémái

Van olyan elképzelés is, miszerint a hidro- Y 39 Y 39 tartozik. Amikor Mendelejev előre jelezte a
gént és a héliumot ki kell emelni a PR táblá- La 57 Lu 71 gallium, a germánium és a szkandium kémi-
zatból és fölé kell helyezni, mintegy lebegve a Ac 89 Lr 103 ai tulajdonságait, lényegében a triád szabályt
többi elem fölött. Ezzel az elképzeléssel (39+89)/2=64 (39+103)/2=71 használta, méghozzá a PR táblázat két irá-
szemben olyan erőteljes kijelentés is elhang- (nem 57) tökéletes triád! nyában egyszerre. Például a szelén atomtö-
zott, hogy a hidrogén és a hélium kiemelése a megét (amely ismert volt) Mendelejev a triád
PR táblázatból azt sugallja, hogy a ezekre az A harmadik csoport táblázata szabállyal sikeresen tudta reprodukálni. Ezt
elemekre nem vonatkozik a ‘periodicitási tör- az alábbi táblázatban mutatjuk be (modern
vény’. Valójában ez az elrendezés csak azt annál inkább figyelembe kell venni a relati- atomtömegek).
kívánja kifejezésre juttatni, hogy a hidrogén visztikus hatásokat. Ezek fél klasszikus értel- S (32,07)
és bizonyos fokig a hélium sem helyezhető el mezésben azzal függnek össze, hogy a mag
egyértelműen egyik elemcsoportba sem, de a méretének növekedésével a belső elektronok As (74,92) Se? Br (79,9)
“lebegő hidrogén és hélium” nincs ellentét- sebessége megnő, ami a pályák torzulásához, Te (127.60)
ben a PR alapelvével. és a kémiai tulajdonságok megváltozásához Se: (32.07+74.92+79.90+127.60)/4=78.62,
A Mendelejev féle PR előfutárai között vezet. Eleinte ezeknek a kémiai változások- valódi atomtömeg: 78.96
fontos szerepet játszott a triádok elemcso- nak a megfigyelése nehézségbe ütközött,
portjainak javaslata Johann Wolfgang mert pl. a 104-es és 105-ös rendszámú ele- A szelén atomtömegének meghatáro-
Döbereiner szerint. A triádok gondolata meknek (rutherfordium, Rf és dubnium Db) zása Mendelejev szerint
mintegy fél évszázaddal megelőzte a csak nagyon rövid élettartamú izotópjait
Mendelejev féle PR táblázatot. Ha ezeket a sikerült előállítani. Később azonban már ren- Jelenleg a szupernehéz elemekre vonatko-
triád elemeket atomtömeg szerint tüntetjük delkezésre álltak stabilabb izotópok is, így zóan a vita elült, a periodicitás bizonyított.
fel, akkor a középső elem atomtömege köze- kémiai kísérleteket lehetett elvégezni. Nem ez a helyzet a hidrogén és a hélium ese-
lítőleg megegyezik az első és a harmadik Mivel Rf a 4. atomcsoportba tartozik az tében, ott a kérdés még mindig nyitott: hová
elem atomtömegének átlagával (triád sza- elvárás szerint a cirkónium és a hafnium kell ezeket az elemeket a PR táblázatban
bály). Ha viszont atomszám (rendszám) sze- tulajdonságaihoz kellene hasonlítania. helyezni?
rint tüntetjük felé az elemeket, akkor a triád Azonban az 1990-es években végzett kísérle- De akármit is gondolunk ezekről a vita-
szabály pontossá válik. A H a halogének osz- tek arra mutattak, hogy a relativisztikus tott pontokról, tény az, hogy a PR egyike a
lopában, PR táblázatban a hidrogén, ill.a hatások olyan jelentősek, hogy mind a Rf, tudomány legfigyelemreméltóbb felfedezé-
hélium tökéletes triádot alkot a csoport mind a Db anomális tulajdonságokkal ren- seinek. Az összes eddig felfedezett és szinte-
következő két elemével. delkezik. Pl. a RfCl4 igen illékonynak bizo- tizált 118 kémiai elemre átfogó szabálysze-
A PR további problémája a 3. csoporttal nyult. Ezért aztán kezdett a dolog úgy kinéz- rűségeket tartalmaz. Olyan különböző ele-
kapcsolatos. Sok táblázatban ez a csoport a ni, hogy a relativisztikus hatások meghami- mek, mint pl. az arany, a hélium, a kén, a
szkandium, yttrium, lantán és aktinium ele- sítják a kémiai periodicitás szabályait. higany és az oxigén együtt tárgyalhatók egy
mekből (ill. a kapcsolódó lantanidákból és Rövidesen sikerült még nagyobb rendszá- kétdimenziós elrendezésben. A PR számos
aktinidákból) áll. Ismét más táblázatok a lan- mú elemeket szintetizálni. Nem meglepően felfedezésre vezetett többek között az atom-
tán és aktinium helyett a lutécium és a azt várták, hogy a még nagyobb relativiszti- és molekulafizikában, és persze az egész
lawrencium elemeket tüntetik fel. Noha ez kus hatások még jelentékenyebb anomáliák- kémia területén. nemes lászló
utóbbi csoport (szkandium, yttrium, lutéci- hoz fognak vezetni. Érdekes módon nem ez
um és lawrencium) kémiailag és fizikailag történt. Így a 106-os és 107-es rendszámú FelHAsznált iRodAloM:
jobban hasonlítanak egymásra, mint a elemek: seaborgium, Sg, ill. a bohrium, Bh
szkandium, yttrium, lantán és aktinium, kémiai tulajdonságai ismét periodikus jelle- Eric Robert Scerri: Trouble in the
mégis sokan nem fogadják el a lutécium és get mutattak. A helyzet most az, hogy a Periodic Table, Education in Chemistry
lawrencium besorolását a 3. csoportba. Pl. a nagyobb rendszámú szuper nehéz elemek is –2012 January, pp.13-17 (https://www.
szokványos elrendezés (Sc, Y, La és Ac) nem engedelmeskednek a periodicitás elvárásai- researchgate.net/
elégíti ki a triád szabályt, míg a (Sc, Y, Lu és nak. Mi a helyzet pl. a bohriummal? A publication/286922450)
Lr) tökéletes triádot képeznek. A táblázat ezt TcO3Cl, ReO3Cl és a BhO3Cl szublimációs Vladimir M. Petrusevski, Julijana
Cvetkovic: On the true position of
illusztrálja (rendszámokkal). entalpiája sorra 49, 66 ill. 89 kJ mol -1. Ha a hydrogen in the periodic table, Section
Van egy másik érdekes probléma a PR triád szabályt követve jósoljuk a Bh vegyület of Natural, Mathematical and
-1
táblázattal. Néhány évvel ezelőtt a entalpiáját, 83 kJ mol értéket kapunk, ami Biotechnical Sciences, MASA, Vol.38,
szupernehéz elemekkel még több nehézség csak kb. 7% eltérést mutat a kísérleti értéktől. No.1, pp. 83-90 (2017), DOI: 10.20903/
adódott. Köztudott, hogy minél nehezebb Ez is alátámasztja, hogy a bohrium minden csnmbs.masa.2017.38.1.103
(nagyobb rendszámú) elemeket tekintünk, relativisztikus hatás ellenére a 7. csoportba

36 17. szám, 2017. évfolyAm 1. szám KémiAi pAnorámA