Как один ученый придумал альтернативу таблице Менделеева

Популярная механикаНаука

Пространство новых материалов

Текст: Роман Фишман

Артем Оганов, доктор физико-математических наук, профессор РАН, руководитель Лаборатории компьютерного дизайна новых материалов Сколтеха

«Об этой нашей работе много писали. Я с интересом следил за выходившими заметками и в одной из них с изумлением прочел о себе как о молодом перспективном аспиранте, – рассказал «ПМ» профессор Сколтеха и МИСИС, член Европейской академии, действительный член Британского королевского химического общества и Американского физического общества Артем Оганов. – Сообщали также, что мы "изобрели" новую периодическую таблицу. Это, конечно, сильное преувеличение. Но работа действительно получилась очень красивая, как короткая изысканная песенка».

По мере того как химики открывали все новые элементы и известных стало настолько много, что помнить характеристики каждого уже было слишком сложно, ученые начали задумываться о возможности расположить их в определенном закономерном порядке, последовательности, которая отражала бы их свойства. В конце XIX века это привело к созданию таблицы Менделеева, который упорядочил элементы, обнаружив периодическое изменение их свойств с ростом атомной массы. В таблице элементы организованы в периоды и объединены в группы с близкими характеристиками: благородные газы, галогены, щелочные металлы и пр. Однако, если изучить вопрос детальнее, можно обнаружить, что это не единственный способ расположения элементов.

Проблемы таблицы

У Менделеева соседствуют столь непохожие элементы, как фтор (самый активный неметалл), неон (инертнейший газ) и натрий (один из самых активных металлов). Свойства элементов и их соединений при увеличении атомного номера слишком резко меняются. Если бы элементы удалось расположить так, чтобы минимизировать эти скачки, то соединения из соседних элементов обладали бы похожими свойствами – и, например, все сверхтвердые материалы были бы сгруппированы в одну область «химического пространства».

В середине 1980-х этой проблемой занялся крупный оксфордский физик Дэвид Петтифор. Пытаясь предсказать кристаллическую структуру, которую образует то или иное соединение, он расположил элементы в определенном порядке по координатным осям. Получившаяся сетка напоминала турнирную таблицу, в которую занесены результаты встреч соперничающих команд: бинарным соединениям элементов соответствовали точки на пересечении координат. Однако если в таблице элементы упорядочены «по-менделеевски», по их атомным массам, то кристаллические структуры группируются в пунктир периодически повторяющихся островков. И то же самое происходит со свойствами материалов.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Меняю автомат на беспилотник Меняю автомат на беспилотник

Первое боестолкновение, где решающую роль сыграли беспилотные дроны

Популярная механика
«Как составить планы на жизнь?»: метод основателя сервиса такси Gett Дэвида Вайсера «Как составить планы на жизнь?»: метод основателя сервиса такси Gett Дэвида Вайсера

Как составлять личные планы на много лет вперед

VC.RU
К баллистическому будущему К баллистическому будущему

Траектория движения космических аппаратов строится с учетом разных соображений

Популярная механика
Филиалы ада на Земле: 5 мест, где почему-то живут люди Филиалы ада на Земле: 5 мест, где почему-то живут люди

Ознакомительное путешествие по филиалам ада на Земле!

Maxim
Art&Science Art&Science

Можно ли объединить науку и искусство

Популярная механика
Феминистка раньше времени: как адвокат Жизель Халими боролась за право женщин распоряжаться своим телом Феминистка раньше времени: как адвокат Жизель Халими боролась за право женщин распоряжаться своим телом

История адвоката Жизель Халими — посла Франции и «феминистки раньше времени»

Forbes
Солнце над столицей Солнце над столицей

73-метровое колесо обозрения, возведенное к 850-летию Москвы, долго не простояло

Популярная механика
Маломощные реакторы спасут мирный атом Маломощные реакторы спасут мирный атом

Репутация – главная проблема атомной энергетики в XXI веке

Популярная механика
Алгоритмические войны Алгоритмические войны

Как битвы будущего видят по ту сторону океана

Популярная механика
5 полезных вечерних привычек 5 полезных вечерних привычек

Сделайте свое утро безупречными – благодаря правильной вечерней рутине накануне

GQ
Созвездие рекламы Созвездие рекламы

Почему разработчики ионных двигателей занялись проектом космической рекламы

Популярная механика
Вкусные ловушки Вкусные ловушки

Избыток жиров и сахара бывает и в продуктах, на которые сразу и не подумаешь

Лиза
Летящая на волне Летящая на волне

История о том, как летал один из самых необычных сверхзвуковых самолетов

Популярная механика
Армия розовощеких капиталистов: как стартап Roblox помогает зарабатывать подросткам Армия розовощеких капиталистов: как стартап Roblox помогает зарабатывать подросткам

Дэвид Базуки создал платформу, которая добилась стремительного внутреннего роста

Forbes
Нечеловеческий секс Нечеловеческий секс

Почему мы все еще занимаемся сексом по старинке – с живыми людьми?

Популярная механика
В атмосфере Венеры нет биомаркеров жизни: ошибка ученых В атмосфере Венеры нет биомаркеров жизни: ошибка ученых

Газ на Венере никак не связан с деятельностью живых микробов

Популярная механика
Верхом на вихре Верхом на вихре

Возможное будущее гражданской авиации

Популярная механика
Звезда «Топей» и будущий «Майор Гром»: интервью с Тихоном Жизневским Звезда «Топей» и будущий «Майор Гром»: интервью с Тихоном Жизневским

Тихон Жизневский — о том, почему важно вовремя уйти и вовремя вернуться

Cosmopolitan
В ожидании космического отпуска В ожидании космического отпуска

Самые реальные варианты космического туризма

Популярная механика
Ураганы повлияли на пуэрториканских насекомых сильнее климатических изменений Ураганы повлияли на пуэрториканских насекомых сильнее климатических изменений

Это противоречит выводам широко цитируемой статьи 2018 года

N+1
Робот – лучший повар Робот – лучший повар

Намучившись с самодеятельной кулинарией, он решил поручить эти заботы технике

Популярная механика
Как ленинградские ученые погибли от голода среди мешков продовольствия Как ленинградские ученые погибли от голода среди мешков продовольствия

Съесть эти семена — означало лишить человечество образцов семян редких растений

Maxim
Чистое дыхание авиации Чистое дыхание авиации

Первые регулярные рейсы электросамолеты могут совершить в ближайшие годы

Популярная механика
Плесень, прах и тлен от Ренаты Литвиновой. Рецензия на фильм «Северный ветер» Плесень, прах и тлен от Ренаты Литвиновой. Рецензия на фильм «Северный ветер»

Певица смерти и роскоши, греха и стиля неожиданно сняла фильм про Россию

СНОБ
Билет в один конец Билет в один конец

Илон Маск мечтает умереть на Марсе, и он по-своему прав

Популярная механика
TikTok против убийств и расизма. Как алгоритмы соцсети помогают индейцам Канады бороться за жизнь и права TikTok против убийств и расизма. Как алгоритмы соцсети помогают индейцам Канады бороться за жизнь и права

Одни используют TikTok для самовыражения, другие — для борьбы за свои права

СНОБ
...Бегом под парусом ...Бегом под парусом

Кубок «Америки» – 2021 и гонка бегущих яхт

Популярная механика
10 фильмов, в которых актеры любили друг друга по-настоящему 10 фильмов, в которых актеры любили друг друга по-настоящему

От любви сыгранной до любви настоящей - один шаг, особенно в кино

Cosmopolitan
Огнем и волной Огнем и волной

3D-печать на сегодня – один из столпов мирового технического прогресса

Популярная механика
Российские ученые разгадали тайну загадочных «кругов фей» в пустынях Российские ученые разгадали тайну загадочных «кругов фей» в пустынях

«Круги фей» в пустыне появляются благодаря молочаю, а не дракону

National Geographic
Открыть в приложении