¿Por qué no tenemos una tabla periódica de compuestos como los elementos?

Tenemos la tabla periódica de elementos. ¿Por qué no tenemos una tabla periódica de compuestos?

Hablemos de lego. Básicamente tienes esto

y esto

y esto

y esto

Eso está bastante claro. No hay problema para tener una mesa para eso. Ahora veamos que podemos hacer con eso.

Whoa, eso se intensificó rápidamente! ¡No hay manera de tener una mesa para todas esas combinaciones diferentes!

Y es exactamente lo mismo para los compuestos. Los elementos se pueden combinar en billones de formas diferentes que forman billones de compuestos de cosas como el metano.

a cosas como la lignina

Por eso no tenemos tabla periódica de compuestos.

Sería ENORME .

Está bien, hay 118 elementos. Digamos que estábamos combinando solo 2 elementos por compuesto. El número de combinaciones sería igual a nCr = 118C2 = 6903.

¡Esta mesa ya está empezando a verse bastante grande!

Permite incluir los otros compuestos también (hasta 5 elementos):

118C3 = 266916

118C4 = 7673835

118C5 = 174963438

Ahora, esta tabla sería enorme, y contaría con 182,911,092 celdas (recuerde que esto es solo para compuestos de hasta 5 elementos). ¡Espero que esto responda la pregunta!

PD: esta respuesta ni siquiera tiene en cuenta cómo agrupar ciertos compuestos en esta tabla hipotética, pero el tamaño de la tabla sugiere que no es un problema que valga la pena considerar.

Los elementos son como una pila de cartas, pero aún más en número.

Se ajustan fácilmente a algo tan simple como una tabla periódica y todo es normal.

Ahora mire a su alrededor, todo lo que ve y sabe que existe está formado por esos cientos de elementos impares.

Loco, ¿no es así? Al igual que el mazo de juego tiene un número asombroso de probabilidades de apilar, los elementos son similares con un patrón aún más complejo y alucinante.

¿Una mesa sencilla para todo esto? De ninguna manera.

Pero no pierdas la esperanza, puedes comenzar con alguna clasificación.

Este es el Dr. Ray Hefferlin.

Probablemente fue la persona más inteligente que he conocido. Dedicó su vida al estudio de principios periódicos de moléculas en sistemas periódicos.

Como han dicho otros, esto se complica muy rápidamente. Pero al comenzar con las moléculas de dos elementos, las moléculas diatómicas, pudo establecer principios que permitían observar sistemas periódicos de moléculas más complicadas.

Una de las complicaciones de observar moléculas en lugar de átomos es que necesita más de tres dimensiones para observar un sistema periódico de más de dos moléculas. El Dr. Hefferlin estableció formas de ver los gráficos de 4 y 5 D manteniendo una variable estable o uno o dos átomos y permitiendo que los otros átomos varíen.

De Wikipedia, ”

En 1979, Hefferlin publicó un ordenamiento periódico de todas las moléculas diatómicas que podrían resultar de combinaciones de los primeros 118 elementos de la tabla periódica; a diferencia de sistemas anteriores, como el de CH Douglas Clark, era multidimensional. Según Scientific American, permitió una predicción precisa de las características de las moléculas diatómicas.

Así que en lugar de la tabla periódica luciendo así para los átomos

Se parece así a las moléculas con dos átomos después de dejar caer moléculas ionizadas.

Rápidamente se vuelve más complejo, pero hay muchas maneras en que las propiedades periódicas de las moléculas pueden ser útiles, es simplemente impráctico / imposible hacer una tabla / tabla de todas las moléculas posibles.

En los primeros días del siglo XX, varias ciencias comenzaron a crecer a un ritmo asombroso. Un hombre llamado Beilstein estaba bastante interesado en una especialidad que estaba destinada a llamarse química orgánica. Cada mes se descubrieron o prepararon varios compuestos orgánicos nuevos, y Beilstein recopiló información sobre todo lo que pudo encontrar. Después de más de un siglo, su colección ha crecido bastante. A partir de 1992, los volúmenes de su colección ocupaban más de trescientos pies de espacio en los estantes y estaban compuestos por más de un millón de compuestos. Nuevos volúmenes son publicados cada año.

En el campo de la botánica, se estaban reuniendo colecciones de información análoga sobre plantas, clasificadas de acuerdo con el sistema de nomenclatura de Linneo. A medida que los telescopios astronómicos se hacían más grandes, había más estrellas para trazar por ascensión y declinación correctas. El número resultante de nombres, magnitudes, brillos y distancias, y por último el tipo espectral, se multiplicó cada vez más rápidamente con la apertura del cielo del hemisferio sur a los telescopios europeos. En estos días, las nuevas estrellas ya no se informan más; así es como hay muchos Dicha actividad continuó con los descubrimientos de nuevos mamíferos, reptiles, anfibios, peces, aves, insectos y arañas.

No se gastó menos actividad en los compuestos de la química inorgánica. A principios del siglo XX, se conocieron los noventa y dos de los elementos que se producen de forma natural, y se apresuró a preparar nuevos compuestos de cada uno de ellos. Los nombres y la clasificación vinieron a continuación, junto con textos como “Comprehensive Inorganic Chemisry” que pretendía explicar la química de todos ellos . Por desgracia, “todos ellos” nunca llegaron; Se reportaron nuevos compuestos con tanta frecuencia que los químicos reconocieron que era prácticamente imposible mantener el puntaje. Hasta el día de hoy, el recuento de compuestos inorgánicos para una “tabla periódica de compuestos” es tan grande que ni siquiera podría contarse, mucho menos organizarse en una lista de trabajo, o exhibirse en una tabla periódica tridimensional adecuada para ver en forma ampliable en un monitor de computadora

Por eso no.

Tengo uno de estos en la estantería:

CRC Handbook of Chemistry and Physics, 97ª edición

La edición actual es de poco más de 2.500 páginas de letra pequeña. Compuestos inorgánicos, compuestos orgánicos y cargas más. Pero los compuestos son un poco como los enteros. Tenemos 118 elementos, pero siempre podemos “agregar 1” a un compuesto para que sea algo diferente, por lo que hay prácticamente un número infinito de compuestos químicos.

Una forma de pensar esto es que el ADN es una sustancia química, y solo tiene algo así como [math] 2 ^ {10 million} [/ math] permutaciones. Ese es un número muy, muy grande, y es solo permutaciones de una molécula orgánica.

De (la siempre correcta) Wikipedia: No hay una lista completa de compuestos químicos, ya que por naturaleza la lista sería infinita.

Trataré de explicar la respuesta usando el álgebra lineal.

Dado cualquier conjunto S, puede calcular su base B. Una base es un conjunto de expansión mínima, es decir, toda combinación lineal posible de los elementos de la base puede representar todos los elementos de ese conjunto S y también la eliminación de incluso 1 elemento de la base, cualquier combinación lineal de los elementos restantes no puede representar todos los elementos del conjunto padre S.

Por lo tanto, usted entiende que la base tiene un número finito de elementos. Sin embargo, puede tener un número infinito de combinaciones lineales de los elementos de la base.

Aplique esta analogía al problema presente. Considere la tabla periódica como base de la química, y los compuestos químicos como combinaciones lineales de cualquier número de elementos. Por lo tanto, puede tener un número infinito de compuestos del número finito de elementos, que no se pueden representar adecuadamente en el papel. Es por esto que no podemos tener una tabla periódica de compuestos como los elementos.

¡Espero que esto responda a su pregunta!

La tabla periódica de elementos es una visualización de algunas características simples o alrededor de 100 elementos, a saber, su número atómico (número de protones en el núcleo) y su comportamiento químico (número de electrones en la capa externa, en general). Es un poco más complejo que eso, pero no mucho, por eso es tan útil. Y deja fuera cosas interesantes como los isótopos.

Los compuestos no se limitan a alrededor de 100, de hecho, hay una gran cantidad de combinaciones, y también sus propiedades son mucho más variadas y complejas porque consisten en cualquier número de átomos de esos 100 elementos, en lugar de solo dos ladrillos de construcción (protones y electrones de la capa exterior).

Definir ‘período’ en términos de química.

Un período determina cuántas capas de electrones tiene un elemento, mientras que un grupo determina el número de electrones por cada capa de valencia.

Los compuestos realmente no pueden organizarse de esa manera, ya que los electrones del mismo nivel de energía (más energía, orbitales más altos) se comparten en enlaces covalentes y los electrones dejan que las conchas completen otras capas en compuestos iónicos.

Incluso si pudieras contar las conchas, ¿sabes siquiera cuántos compuestos hay? Arreglarlos sería una pesadilla.

Además, los hemos dispuesto de una manera más eficiente. Agrupamos esos compuestos denominándolos “ácidos”, “álcalis”, “sales” y así sucesivamente.

Solo el CAS (Chemical Abstract Services) tiene más de 100 millones de compuestos registrados, y cada minuto tenemos uno nuevo identificado y catalogado. Dicha Tabla de Compuestos, además de no ser periódica, sería masiva. Además de los compuestos orgánicos e inorgánicos, el registro contiene metales, aleaciones, minerales, organometálicos, polímeros, etc. Tome un pico:

Preguntas frecuentes sobre CAS REGISTRY y CAS RN

Porque los compuestos no se construyen linealmente. Cada elemento puede derivarse del anterior al agregar un protón (más una suficiencia o neutrones). Los compuestos se pueden construir agregando muchos elementos diferentes en muchas posiciones diferentes. La física hace que los elementos sean una línea, con algunos patrones repetitivos que hacen que una tabla sea razonable. Los compuestos son un árbol tan complejo como una bola de pelo.

Hay algunas respuestas agradables aquí, pero hay una respuesta muy simple.

Porque los compuestos no son periódicos. La tabla periódica existe porque hay ciertas propiedades sistemáticas que pueden observarse con elementos llamados tendencias periódicas. Eso fue descubierto mucho antes de que supiéramos las razones de esto.

Por otro lado, los compuestos están por todas partes básicamente. Hay bases de datos que contienen compuestos conocidos, aunque si eso es lo que está buscando.

La tabla periódica de elementos muestra patrones de repetición regulares, de ahí el nombre periódico.

Sin embargo, hay billones y billones de compuestos. Una comprensión de las diversas propiedades de los elementos le ayudará a comprender los compuestos y ver las tendencias.

Habría patrones, por ejemplo, si observara todos los óxidos de cada elemento. Pero no necesita una tabla que muestre los óxidos de cada elemento para entenderlo. La tabla de elementos es suficiente.

O quizás quieras una tabla de alcanos o hidrocarburos. Sin embargo no sería periódico. Hay tendencias en las propiedades, pero las tendencias no son periódicas o se repiten.

Hay demasiados compuestos en este mundo que se pueden crear para que, incluso si se creara un gráfico de este tipo, no sería práctico utilizarlo. Recuerde, un compuesto es 2 o más elementos unidos entre sí. Y como tenemos 100 elementos, tenemos que elegir dos de ellos. Así que echemos un vistazo a una idea general de cuántos compuestos diferentes podrían hacerse

100Elegir2 = 4950 compuestos diferentes. Y sé que esto no es realmente cierto, porque no podemos tener enlaces de metales con metales y, por lo tanto, todavía hay cientos, si no miles de posibilidades.

Es como decir: “Entiendo que tenemos un alfabeto, pero ¿por qué no hacen teclados de computadora con botones para todas las palabras en inglés?”