ریاضیدانان ساختار جدیدی را برای جدول تناوبی عناصر پیشنهاد کردند
پیشنهاد جدید ریاضیدانان موسسه ماکس پلانک برای چینش عنصرها در جدول تناوبی و دوره ای عناصر در سال 2019 ارائه شد. در حال حاضر ریاضیدانان موسسه ماکس پلانک روش های ریاضی دقیق برای فهرست بندی عناصر شیمیایی، با ایجاد یک سری از روابط پیچیده، به جای جدول پایه دوره ای عناصر در حال حاضر در استفاده جهانی پیشنهاد کرده اند. ریاضیدانان ساختار جدیدی را برای جدول دوره‌ای عنصرها بر مبنای علوم زیست‌محیطی، مهندسی و آب‌شناسی علاوه بر دانش شیمی پیشنهاد کرده‌اند. آن ها می‌گویند می‌توان جدول دوره‌ای را به روش های مختلف تعدیل کرد و تفسیرهای مختلفی از طبقه‌بندی عنصرها ارائه داد. در ادامه از جم شیمی به بررسی و شرح این پیشنهاد دانشمندان می پردازیم.
جدول تناوبی که ما استفاده می کنیم در سال 1869 – 150 سال پیش امسال – توسط شیمی دان روسیه دیمیتری مندلیف طراحی شده است. او 63 عدد شناخته شده را در همان زمان با توجه به وزن اتمی خود قرار داد. امروزه عنصرها بر اساس عدد اتمی، مرتب و بر اساس تشابه خواص شیمیایی و فیزیکی گروه‌بندی شده‌اند. اما در جدول کنونی واقعیت همیشه خوب و درست نیست. به عنوان مثال، دانشمندان نمی‌توانند در مورد مکان لانتانیدها و آکتینیدها به توافق برسند. اما راه حل هیپرگرافی به جدول انعطاف‌پذیری بیشتری می‌دهد. حتی زمانی که عنصرها براساس عدد اتمی سازماندهی شده‌اند، می‌توان آنها را بر اساس چندین روش مختلف در یک هیپرگراس سازمان یافته طبقه‌بندی کرد برای مثال، حلالیت آنها در آب و یا انواع ترکیبات آن ها.
ریاضیدان Guillermo Restrepo راه حل تیم را به یک مجسمه مقایسه کردند که سایه آن بستگی به جایی که نور از آن می آید دارد. این راه حل را می‌توان با یک مجسمه مقایسه کرد. سایه آن بستگی به زاویه نوری دارد که بر آن می‌تابد. سایه‌های مختلفی که شکل‌های مختلف جدول دوره‌ای هستند. این سیستم بر اساس پیوندهای شیمیایی، عنصرها را به شیوه‌ای جدید نوآرایی می‌کند. بعضی عنصرها با هم در یک گروه جای می‌گیرند، مانند هالوژن‌ها، زیرا همانند هم پیوند می‌دهند. اما برخی دیگر مانند سیلیسیم و کربن از هم جدا شده‌اند، زیرا با تشکیل پیوند ترکیبات متفاوتی ایجاد می‌کنند.
ریاضی‌دان‌ها نشان دادند که نتیجه هیپرگرافی می‌تواند ساختار 150 ساله شیمی را تغییر دهد. برای درک بهتر این مدل سه بعدی و تدریس جدول نیاز به یک نرم افزار است که جدول را می‌چرخاند و داخل آن می‌شود مانند کشوی یک کمد که در آن را باز می‌کنید، به شکل 90 درجه می‌چرخد و به شکل یک گل رو به بالا قرار می‌گیرد.
Restrepo گفت: اگر این سه شرایط را برآورده سازد، جداول دوره ای نیز می تواند برای دیگر شیء های شیمیایی و حتی برای اشیاء خارج از شیمی ایجاد شود. ما تقریبا 5000 ماده را که شامل دو عنصر در ابعاد مختلف است، مورد بررسی قرار داده ایم. سپس ما در مورد این اطلاعات به دنبال شباهت ها هستیم. به عنوان مثال، سدیم و لیتیم مشابه هستند، زیرا آنها با عناصر مشابه با همان نسبت ترکیب می شوند (مانند ترکیب با اکسیژن یا کلر، بروم و ید). بنابراین ما الگوهایی را یافتیم که می توانیم برای طبقه بندی عناصر استفاده کنیم. “
این سیستم، مبتنی بر پیوندهای شیمیایی، عناصر را به شیوه ای جدید منظم می کند. بعضی عناصر با هم گروه بندی می شوند، مانند هالوژن ها، زیرا آنها همانند هم پیوند تشکیل می دهند. اما عنصرهای دیگر از قبیل سیلیکون و کربن جدا شده اند، که در صورت اتصال، ترکیبات بسیار متفاوتی دارند. محققان گفتند که این یک سیستم انعطاف پذیر است که می تواند در بین رشته های مختلف – نه فقط شیمی، بلکه مهندسی، علوم محیطی و هیدرولوژی – سفارشی شود.
نتایج ما به تعمیم تئوری شبکه به hypergraph ها کمک می کند، جایی که توصیف شبکه های سنتی به عنوان یک گراف به hypergraph ها به عنوان وسیله ای برای مدل سازی روابط پیچیده بین چندین نهاد تقسیم شده است. ما نشان می دهیم که هیپرگراسیون ها می توانند دستور داده شوند و ساختار حاصل از آن بیش از 150 سال به هسته شیمی تبدیل شده است.
