Обнаружение периодических таблиц для молекул

Периодической таблицы элементов был предложен в 1869 году, и впоследствии стала одной из основ естественных наук. Этот стол был разработан, чтобы содержать все элементы (атомы) встречается в природе в специальный макет, который группирует их по строкам и столбцам согласно одной из их важнейших характеристик, количество электронов. Ученые использовали Менделеева в течение многих десятилетий, чтобы предсказать характеристики тогда еще неизвестных элементов, которые были добавлены в таблицу с течением времени.

Может ли быть такое периодическая таблица для молекул? Хотя некоторые исследователи подумали о такой возможности и предложил периодический правил для прогнозирования существование определенных молекул, эти прогнозы действительны только для кластеров атомов с квази-сферической симметрии, в силу ограниченности своей теории. Однако, есть много кластеров атомов с другими формами и другими видами симметрии, которые должны быть учтены лучшую модель. Таким образом, исследовательская группа из Токио технологий, в том числе доктор Takamasa Цукамото, доктор Наоки Харута, Kimihisa профессор Ямамото и его коллеги, предложили новый подход к построению периодической таблицы для молекул с несколькими типами симметрии.

Их подход основан на наблюдательность на поведение валентных электронов атомов, которые образуют молекулярные кластеры. Валентные электроны можно рассматривать как «свободные» электроны в атоме с внешних орбит, и таким образом они могут взаимодействовать с электронами других атомов с образованием соединений. Когда несколько атомов образуют кластер с симметричной формы, их валентные электроны стремятся занять определенные молекулярные орбитали называют «супер-атомных орбиталей», в которой они ведут себя почти так, как если бы они были электроны огромный атом.

Учитывая этот факт и анализ влияния структурных симметрий для кластеров, ученые предложили «симметрия-адаптирован орбитали (САО) модели,» которые находятся в соглашение с несколькими известными молекулами, а также государственно-оф-искусства квантово-механические расчеты. Новой периодической таблицы, который может быть создан для каждого типа симметрии, на самом деле было бы четырехмерное, потому что молекулы будут расположены по четырем параметрам: группы и периоды (исходя из их «валентных» электронов, подобно обычной периодической таблице), видов (на основе составляющих элементов), а также семей (по числу атомов).

Подход САО является очень перспективным в сфере дизайна материалов. «Современные методы синтеза позволяют нам производить много инновационных материалов на основе модели САО, например, облегченные магнитные материалы», — утверждает профессор Ямамото. Дорога в будущее для ученых заключается в дальнейшем расширении этих таблиц для молекулярных кластеров с других форм и симметрий и прогнозирования стабильных молекул, которые еще предстоит разработать. «Среди бесконечных комбинаций составных элементов, предложенных Менделеева будет значительный вклад в открытие новых функциональных материалов», — заключает профессор Ямамото.