Химиялық элементтер кестесінің даму тарихы

Кіріспе

Химиялық элементтер кестесін жасау

Периодтық кесте – химиялық элементтердің атомдық нөмірі, электрондық конфигурациясы және қайталама химиялық қасиеттері бойынша құрылған реттелген тізім. Бастапқы түрінде элементтер атомдық санының өсу ретімен, оқу тізбегі бойынша ұсынылады. Содан кейін, жаңа қатарларды бастау және бос орындарды қосу арқылы қатарлар мен бағандар құрылады, нәтижесінде қатарлар (кезеңдер) мен бағандар (топтар) бір-біріне ұқсас қасиеттері бар элементтерді көрсетеді (бұл қайталамалық деп аталады). Мысалы, 18-ші топтағы (бағандағы) барлық элементтер – инертті газдар, олар көбінесе, бірақ толық емес, реакцияға түспейді. Периодтық кесте тарихы – элементтердің химиялық және физикалық қасиеттерін түсінудегі екі ғасырлық дамуды көрсетеді, және Антуан Лоран де Лавуазье, Иоганн Вольфганг Дёберейнер, Джон Ньюлендс, Юлиус Лотар Майер, Дмитрий Менделеев, Гленн Т. Сиборг және басқалар зор үлес қосты. Шамамен б.з.д. 330 жылы грек философы Аристотель барлық нәрсе бір немесе бірнеше бастаудың қоспасынан тұрады деп ұсынды, бұл идеяны алғашқыда сицилиялық философ Эмпедокл айтқан. Афиналық философ Платон бұл төрт бастауды – жер, су, ауа және от – элементтер деп атады. Осы төрт элемент туралы ұқсас ойлар басқа ежелгі мәдениеттерде де болған, мысалы, үнді философиясында. Алхимия дәуірінде мырыш, сурьма, антимон және висмут сияқты бірнеше қосымша элементтер белгілі болды. Платина Колумбтан бұрынғы Оңтүстік Америкада да белгілі болған, бірақ оның туралы хабар Еуропаға 16 ғасырға дейін жеткен жоқ.

Толық формализациялар

Француз геологы Александр Эмиль Бегюйер де Шанкуртуа элементтер атомдық салмағы бойынша реттелгенде, олардың белгілі бір аралықтарда ұқсас қасиеттерін көрсететінін байқады. 1862 жылы ол үш өлшемді кестені жасады, оны телурий элементінің атымен – "теллурикалық спираль" деп атады, себебі телурий оның диаграммасының ортасына жақын орналасқан. Элементтер атомдық салмағының артуымен цилиндр бетінде спираль бойынша орналасқанда, де Шанкуртуа ұқсас қасиеттері бар элементтердің тік бағанда тұрғанын көрді. Шанкуртоидің «Академия ғылымдарының хабарламаларында» жарияланған алғашқы мақаласында кесте болған жоқ және химиялық емес, геологиялық терминдер қолданылды. 1863 жылы ол жұмысын кеңейтіп, кесте, иондар мен қосылыстарды қосты. Келесі әрекет 1864 жылы жасалды. Британдық химик Джон Ньюлендс «Химикалық жаңалықтар» журналында 62 белгілі элементтің жіктелуін ұсынды. Ньюлендс элементтердің физикалық қасиеттерінің қайталанатын тенденцияларын, массалық саны бойынша сегіздің еселігіндегі үлгілерді байқады; осы байқауларға негізделген ол осы элементтерді сегіз топқа жіктеді. Әр топта ұқсас прогрессия байқалды; Ньюлендс осы прогрессияны музыкалық гаммадағы ноталардың өсуімен салыстырды. Ньюлендстің кестесі болашақта ашылуы мүмкін жаңа элементтерге орын қалдырмады, және кейбір жағдайларда бір октавада екі элемент бірдей орынға орналасты. Ньюлендстің кестесі оның кейбір замандастары тарапынан назарсыз қалдырылды немесе сыни қабылданып, тіпті элементтерді әліппелік тәртіппен тізімдеудің де осылай болуы мүмкін деген пікірлер айтылды. Алайда, Ньюлендстің кестесіне қарсылық көрсеткендігі үшін ол танылған жоқ. Ол белгілі элементтердің символдары мен атомдық салмағы жазылған карточкаларды пайдаланды. Тағы бір мүмкіндік – оған досы, тіл білімі маманы Отто фон Бёхтлинг санскрит әліпбиінің периодтылығы туралы айтқан болуы мүмкін. Менделеев байқаған тенденцияларды пайдаланып, кейбір элементтердің атомдық салмағы дұрыс емес екенін көрсетті және олардың орналасуын өзгертті: мысалы, оның жұмысында 14 атомдық салмағы бар үш валентті бериллийге орын жоқ екенін анықтады және бериллийдің атомдық салмағы мен валенттілігін үштен бірге қысқартты, оның екі валентті элемент екенін және атомдық салмағы 9,4-ке тең екенін ұсынды. Менделеев кестеге қатысты басылған парақшаларды Ресей мен шетелдегі көптеген химиктерге таратты. Менделеев 1869 жылы ең жоғары оксидтердің жеті түрі бар екенін дәлелдеді. Менделеев өзінің жүйесін жетілдіруді жалғастырды; 1870 жылы ол кестелік пішінге ие болды, әр бағанға ең жоғары оксиді берілді, ал 1871 жылы оны одан әрі дамытып, «периодтық заң» деп аталатын заңды тұжырымдады. Жаңа түзетулермен бірге кейбір элементтердің орналасуы өзгерді.

French geologist Alexandre Émile Béguyer de Chancourtois noticed that the elements, when ordered by their atomic weights, displayed similar properties at regular intervals. In 1862, he devised a three dimensional chart, named the "telluric helix", after the element tellurium, which fell near the center of his diagram. With the elements arranged in a spiral on a cylinder by order of increasing atomic weight, de Chancourtois saw that elements with similar properties lined up vertically. The original paper from Chancourtois in Comptes rendus de l'Académie des Sciences did not include a chart and used geological rather than chemical terms. In 1863, he extended his work by including a chart and adding ions and compounds. The next attempt was made in 1864. British chemist John Newlands presented in Chemical News a classification of the 62 known elements. Newlands noticed recurring trends in physical properties of the elements at recurring intervals of multiples of eight in order of mass number; based on this observation, he produced a classification of these elements into eight groups. Each group displayed a similar progression; Newlands likened these progressions to the progression of notes within a musical scale. Newlands's table left no gaps for possible future elements, and in some cases had two elements at the same position in the same octave. Newlands's table was ignored or ridiculed by some of his contemporaries. there was even harsher opposition from within the Society, suggesting the elements could have been just as well listed alphabetically. but failed to get recognition following his role in opposing Newlands's table. using cards with the symbols and the atomic weights of the known elements. Another possibility is that he was inspired in part by the periodicity of the Sanskrit alphabet, which was pointed out to him by his friend and linguist Otto von Böhtlingk. Mendeleev used the trends he saw to suggest that atomic weights of some elements were incorrect, and accordingly changed their placements: for instance, he figured there was no place for a trivalent beryllium with the atomic weight of 14 in his work, and he cut both the atomic weight and valency of beryllium by a third, suggesting it was a divalent element with the atomic weight of 9.4. Mendeleev widely distributed printed broadsheets of the table to various chemists in Russia and abroad. Mendeleev argued in 1869 there were seven types of highest oxides. Mendeleev continued to improve his ordering; in 1870, it gained a tabular shape, and each column was given its own highest oxide, and in 1871, he further developed it and formulated what he termed the "law of periodicity". Some changes also occurred with new revisions, with some elements changing positions.

Менделеевтің болжамы және сирек кездесетін металдарды қосуға қабілетсіздігі

+ Менделеевтің болжамдары
Атауы
Атомдық салмағы
Қазіргі атауы
((ашылу жылы))
Менделеев
Қазіргі
Этер 0.17
—
—
Короний 0.4
—
—
Эка бор 44
44.6
Скандий
Эка церий 54
—
—
Эка алюминий 68
69.2
Галлий
Эка кремний 72
72.0
Германий
Эка марганец 100
99
Технеций (1925)
Эка молибден 140
—
—
Эка ниобий 146
—
—
Эка кадмий 155
—
—
Эка йод 170
—
—
Три марганец 190
186
Рений (1925)
Эка цезий 175
—
—
Дви теллур 212
210
Полоний (1898)
Дви цезий 220
223
Франций (1937)
Эка тантал 235
231
Протактиний (1917)

Менделеев кейбір элементтердің орналасуын түзеткенімен, оның үлкен периодикалық жүйесіндегі кейбір қатынастарды таба алмауының себебі, әлі ашылмаған элементтердің болуында екенін ойлады, ал олардың қасиеттерін басқа элементтермен байланысы арқылы болжауға болады деп санады. 1870 жылы ол әлі ашылмаған элементтерді сипаттауға тырысып, үш элемент бойынша толық болжамдар жасады: эка бор, эка алюминий және эка кремний; сондай-ақ, бірнеше басқа мүмкіндіктерді де қысқаша атады. Санскрит тіліндегі "эка", "дви" және "три" префикстерінің ("бір", "екі" және "үш" мағынасында) Паннини және басқа ежелгі санскрит грамматиктерінің периодикалық алфавитті ойлап табуына құрмет көрсету екені айтылады. Бұл қатар үш валентті лантан, төрт валентті церий және бес валентті дидимийден басталуы керек еді. Алайда, дидимийдің жоғары валенттілігі анықталмағандықтан, Менделеев оны өзі анықтауға тырысты. Сәттілікке жетпеген соң, ол 1871 жылдың соңында сирек кездесетін металдарды кестеге енгізу әрекетін тоқтатып, жарық эфирі туралы үлкен идеясын іске асырды. Оның идеясын австриялық-венгриялық химик Бохуслав Браунер жалғастырды, ол сирек кездесетін металдарды периодтық кестеде орналастыруға тырысты; Менделеев кейіннен оны "периодикалық заңдылықты бекітушілердің бірі" деп атады. Скандий, галлий және германийдің оңай ашылуымен қатар, Менделеевтің 1871 жылғы кестесінде әлі ашылмаған элементтерге арналған көптеген орындар қалдырылды, бірақ ол олардың қасиеттерін егжей-тегжейлі болжамады. Барлығы он сегіз элементті болжады, бірақ олардың жартысы ғана кейін ашылды. Бірақ мұны барлығы мойындаған жоқ. 1881 жылы Менделеев пен Мейер британдық "Химикалық жаңалықтар" журналында периодтық кестеге басымдық мәселесі бойынша мақалалармен пікір алысып, Менделеевтің, Мейердің мақалалары, сондай-ақ периодикалықты сынға алған мақалалар мен тағы да басқалары жарияланды. 1882 жылы Лондон Корольдік қоғамы элементтерді жіктеу жұмысы үшін Менделеев пен Мейерге Дэви медалін табыс етті; Менделеев болжаған екі элемент сол кезде ашылса да, сыйлықтың негіздемесінде Менделеевтің болжамдары мүлдем еске алынбады. Менделеевтің эка алюмині 1875 жылы ашылып, галлий деп аталды; эка бор және эка кремний 1879 және 1886 жылдары ашылды, олар скандий және германий деп аталды. Кейбір замандас химиктер осы жаңалықтарға сенбеді, жаңа элементтер мен болжамдар арасындағы айырмашылықтарды атап көрсетті немесе осы ұқсастықтардың кездейсоқ екенін мәлімдеді. Алайда, Менделеевтің болжамдарының сәттілігі оның периодтық кестесі туралы ақпаратты таратуға көмектесті. Кейіннен химиктер Менделеевтің осы болжамдарының табысын оның кестесін негіздеу үшін пайдаланды.

Even as Mendeleev corrected positions of some elements, he thought that some relationships that he could find in his grand scheme of periodicity could not be found because some elements were still undiscovered, and that the properties of such undiscovered elements could be deduced from their expected relationships with other elements. In 1870, he first tried to characterize the yet undiscovered elements, and he gave detailed predictions for three elements, which he termed eka boron, eka aluminium, and eka silicium; he also more briefly noted a few other expectations. It has been proposed that the prefixes eka, dvi, and tri, Sanskrit for one, two, and three, respectively, are a tribute to Pāṇini and other ancient Sanskrit grammarians for their invention of a periodic alphabet. This row would begin with a trivalent lanthanum, a tetravalent cerium, and a pentavalent didymium. However, the higher valency for didymium had not been established, and Mendeleev tried to do so himself. Having had no success in that, he abandoned his attempts to incorporate the rare earth metals in late 1871 and embarked on his grand idea of luminiferous ether. His idea was carried on by Austrian Hungarian chemist Bohuslav Brauner, who sought to find a place in the periodic table for the rare earth metals; Mendeleev later referred to him as to "one of the true consolidators of the periodic law". In addition to the predictions of scandium, gallium, and germanium that were quickly realized, Mendeleev's 1871 table left many more spaces for undiscovered elements, though he did not provide detailed predictions of their properties. In total, he predicted eighteen elements, though only half corresponded to elements that were later discovered. although such appreciation was not universal. In 1881, Mendeleev and Meyer had an argument via an exchange of articles in British journal Chemical News over priority of the periodic table, which included an article from Mendeleev, one from Meyer, one of critique of the notion of periodicity, and many more. In 1882, the Royal Society in London awarded the Davy Medal to both Mendeleev and Meyer for their work to classify the elements; although two of Mendeleev's predicted elements had been discovered by then, Mendeleev's predictions were not at all mentioned in the prize rationale. Mendeleev's eka aluminium was discovered in 1875 and became known as gallium; eka boron and eka silicium were discovered in 1879 and 1886, respectively, and were named scandium and germanium. Some contemporary chemists were not convinced by these discoveries, noting the dissimilarities between the new elements and the predictions or claiming those similarities that did exist were coincidental. However, success of Mendeleev's predictions helped spread the word about his periodic table. Later, chemists used the successes of these Mendeleev's predictions to justify his table.

Инерт газдар және эфир

Ньюленд, Менделеев және Лотар Мейердің элементтердің периодтық жүйесі деп аталатын жалпыламасының зор құндылығы барлық жерде мойындалған. Бірақ осы жүйені зерттеу, белгілі бір жағынан қызықтырарлық нәрсе, өйткені элементтердің қасиеттері сөзсіз сапалық тұрғыдан өзгереді және іс жүзінде, олардың периодтық кестедегі орнымен шамамен сандық байланыста болады. Дегенмен, реттеліктен түсініксіз ауытқулар бар, олар одан да кең ауқымды жалпыламаны табуға үміттендіреді. Осы жалпыламаның қандай болатыны әлі болжамдауға келмейді, бірақ ол белгілі мәліметтерге негізделуі керек және осы бұзылыстарды түсіндіруге көмектесетін түйін болуы керек, мұнда дау жоқ. Бұл сөздерді британдық химиктер Уильям Рамзи және Моррис Траверс 1900 жылы жаңа инертті газдарды зерттеу талқылауларында айтқан.

Инерт газдар

1766 жылы сутегін ашқан британдық химик Генри Кавендиш, ауаның азот пен оттегіден өзге де көптеген газдардан тұратынын анықтады. Ол осы тұжырымдарын 1784 және 1785 жылдары жазбаға алды; олардың ішінде азоттан нашар реакцияға түсетін, сол кезде белгісіз газды тапты. Гелий алғаш рет 1868 жылы хабарланды; бұл хабар спектроскопияның жаңа әдісіне негізделген; Күннен шығатын жарықтағы кейбір спектрлік сызықтар белгілі элементтердің спектрлік сызықтарымен сәйкес келмеді. Менделеев бұл жаңалыққа сенбеді, себебі температураның өзгеруі спектрлік сызықтардың қарқындылығы мен спектрдегі орналасуын өзгертеді; сол кездегі басқа ғалымдар да осы пікірді қолдады. Ал кейбіреулері бұл спектрлік сызықтар Күнде ғана кездесетін, бірақ Жерде табылмайтын элементке тиесілі болуы мүмкін деп ойлады; ал кейбіреулері оның Жерде әлі ашылмағанын болжады. 1894 жылы британдық химик Уильям Рамзи мен британдық физик лорд Рэйли ауадан аргонды бөліп алып, оның жаңа элемент екенін анықтады. Алайда, аргон ешқандай химиялық реакцияларға қатыспады және газ үшін ерекше – моноатомды болды; ол периодтық заңға сәйкес келмеді, сонымен қатар оның негізгі қағидасына қарсы келді. Барлық ғалымдар бұл хабарды бірден қабылдаған жоқ; Менделеевтің бастапқы пікірі аргонның азоттың үш атомдық түрі екендігі болды, ол жеке элемент емес. Галогендер мен сілті металдары арасында топ болуы мүмкін деген пікір қалыптасқан болатын (кейбір ғалымдар галогендер мен сілті металдары арасындағы бірнеше атомдық салмақ мәндерінің жоқ екенін, әсіресе VIII топтың осы бөлігіндегі орындардың бос екенін айтты), бірақ аргон хлор мен калий арасындағы орынға оңай сәйкес келмеді, өйткені оның атомдық салмағы хлор мен калийдің атомдық салмақтарынан жоғары болды. Басқа да түсіндірмелер ұсынылды; мысалы, Рамзи аргон әртүрлі газдардың қоспасы болуы мүмкін деп болжады. Бір кезде Рамзи аргонның ұқсас атомдық салмақтары бар үш газдың қоспасы болуы мүмкін деп ойлады; бұл үштік темір, кобальт және никель үштігіне ұқсап, VIII топқа орналасады. Ықшам кезеңдерде газдардың үштігі болатынына сенімді Рамзи 1898 жылы гелий мен аргон арасында атомдық салмағы 20 болатын газдың бар екенін болжады; сол жылы оның ашылуынан кейін (оны неон деп атады), Рамзи оны осы кезеңнің соңындағы көлденең үштіктің құрамына жатқызып түсіндіре берді. 1896 жылы Рамзи американдық химик Уильям Фрэнсис Хиллебрандтың ураннит үлгісінен инертті газ ағыны табылды деген хабарын тексерді. Бұл азот екенін дәлелдеу үшін Рамзи басқа уран минералын, клевеитті талдап, жаңа элемент тапты және оны криптон деп атады. Бұл тұжырымды британдық химик Уильям Крукс түзетіп, оның спектрін Күн гелиімен сәйкестендірді. Осы ашылудан кейін Рамзи, ауаның құраушыларын бөлу үшін фракциялық дистилляция әдісін қолданып, 1898 жылы тағы бірнеше осындай газдарды тапты: метаргон, криптон, неон және ксенон; олардың алғашқысының егжей-тегжейлі спектроскопиялық талдауы оның көміртек қоспасымен ластанған аргон екенін көрсетті. Рамзи бастапқыда аргоннан ауыр газдардың бар екеніне күмән келтірді, ал криптон мен ксенонның ашылуы оны таңқалдырды; алайда, Рамзи өзінің ашылуын қабылдады және жаңадан ашылған бес инертті газ (қазір асыл газдар) периодтық кестеде бір бағанға орналастырылды. Менделеевтің кестесі бірнеше ашылмаған элементтерді болжаса да, мұндай инертті газдардың бар екенін болжамады, ал Менделеев бастапқыда осы жаңалықтарды да қабылдамады.

British chemist Henry Cavendish, the discoverer of hydrogen in 1766, discovered that air is composed of more gases than nitrogen and oxygen. He recorded these findings in 1784 and 1785; among them, he found a then unidentified gas less reactive than nitrogen. Helium was first reported in 1868; the report was based on the new technique of spectroscopy; some spectral lines in light emitted by the Sun did not match those of any of the known elements. Mendeleev was not convinced by this finding since variance of temperature led to change of intensity of spectral lines and their location on the spectrum; this opinion was held by some other scientists of the day. Others believed the spectral lines could belong to an element that occurred on the Sun but not on Earth; some believed it was yet to be found on Earth. In 1894, British chemist William Ramsay and British physicist Lord Rayleigh isolated argon from air and determined that it was a new element. Argon, however, did not engage in any chemical reactions and was—highly unusually for a gas—monatomic; it did not fit into the periodic law and thus challenged the very notion of it. Not all scientists immediately accepted this report; Mendeleev's original response was that argon was a triatomic form of nitrogen rather than an element of its own. While the notion of a possibility of a group between that of halogens and that of alkali metals had existed (some scientists believed that several atomic weight values between halogens and alkali metals were missing, especially since places in this half of group VIII remained vacant), argon did not easily match the position between chlorine and potassium because its atomic weight exceeded those of both chlorine and potassium. Other explanations were proposed; for example, Ramsay supposed argon could be a mixture of different gases. For a while, Ramsay believed argon could be a mixture of three gases of similar atomic weights; this triad would resemble the triad of iron, cobalt, and nickel, and be similarly placed in group VIII. Certain that shorter periods contain triads of gases at their ends, Ramsay suggested in 1898 the existence of a gas between helium and argon with an atomic weight of 20; after its discovery later that year (it was named neon), Ramsay continued to interpret it as a member of a horizontal triad at the end of that period. In 1896, Ramsay tested a report of American chemist William Francis Hillebrand, who found a stream of an unreactive gas from a sample of uraninite. Wishing to prove it was nitrogen, Ramsay analyzed a different uranium mineral, cleveite, and found a new element, which he named krypton. This finding was corrected by British chemist William Crookes, who matched its spectrum to that of the Sun's helium. Following this discovery, Ramsay, using fractional distillation to separate the components air, discovered several more such gases in 1898: metargon, krypton, neon, and xenon; detailed spectroscopic analysis of the first of these demonstrated it was argon contaminated by a carbon based impurity. Ramsay was initially skeptical about the existence of gases heavier than argon, and the discovery of krypton and xenon came as a surprise to him; however, Ramsay accepted his own discovery, and the five newly discovered inert gases (now noble gases) were placed in a single column in the periodic table. Although Mendeleev's table predicted several undiscovered elements, it did not predict the existence of such inert gases, and Mendeleev originally rejected those findings as well.

Периодикалық кестеге өзгерістер

Атомдық салмақтар тізбегі инертті газдардың галогендер мен сілтілі металдар арасында орналасуы тиіс екенін көрсетсе де, оларды VIII топқа қою туралы ұсыныстар 1895 жылдан бері айтылып келді, бірақ мұндай орналастыру Менделеевтің негізгі қағидаларының біріне – жоғары оксидтерге қайшы келді. Инертті газдар оксидтер мен ешқандай қосылыстарды жасамады, сондықтан оларды элементтер тетроксидтер түзілетін топқа орналастыру көмекші ғана емес, табиғи да емес деп есептелді; Менделеев осы элементтерді VIII топқа қосуға күмәнданды. Кейінірек, әсіресе британ ғалымдарының жұмыстары, инертті газдардың сол жақтағы галогендермен және оң жақтағы сілтілі металдармен сәйкестігіне назар аударды. 1898 жылы, гелий, аргон және криптон ғана анықталған кезде, Крукс осы элементтерді сутек тобы мен фтор тобының арасындағы бір бағанға орналастыруды ұсынды. 1900 жылы Пруссия ғылым академиясында Рамсей мен Менделеев жаңа инертті газдар мен олардың периодтық жүйедегі орналасуын талқылады. Рамсей осы элементтерді галогендер мен сілтілі металдар арасындағы жаңа топқа орналастыруды ұсынды, Менделеев оған келісті. Рамсей Менделеевпен болған әңгімелерінен кейін мақала жариялады; оның кестелерінде инертті газдардың сол жағында галогендер, ал оң жағында сілтілі металдар көрсетілген. Осы талқылаудан екі апта бұрын бельгиялық ботаник Лео Эррера Бельгия Корольдік ғылым, әдебиет және көркем өнер академиясына осы элементтерді жаңа 0-топқа қоюды ұсынған еді. 1902 жылы Менделеев осы элементтерді жаңа 0-топқа жатқызу керек екенін жазды; ол бұл идея Рамсейдің өзі ұсынғанымен сәйкес келетінін айтты және Эррераны бұл идеяны бірінші болып ұсынған адам деп атады. Менделеевтің өзі 1902 жылы осы элементтерді периодтық жүйенің негізгі қағидасын бұзбай, 0-топ ретінде кестеге қосты. 1905 жылы швейцариялық химик Альфред Вернер Менделеевтің кестесіндегі бос аймақты шешті. Ол осы аралықта 13-і белгілі болған сирек кездесетін элементтердің (лантанидтер) бар екенін анықтады. Менделеев лантан, церий және эрбий туралы білгенімен, олар бұрын кестеде ескерілмеген, өйткені олардың жалпы саны мен нақты реті белгісіз болды; Менделеев оларды 1901 жылға дейін кестеге қоса алмады. Бұл жаңалық кестенің қайта құрылуына және 32 бағанды нысанының алғаш рет пайда болуына әкелді.

Although the sequence of atomic weights suggested that inert gases should be located between halogens and alkali metals, and there were suggestions to put them into group VIII coming from as early as 1895, such placement contradicted one of Mendeleev's basic considerations, that of the highest oxides. Inert gases did not form any oxides, and no other compounds at all, and as such, their placement in a group where elements should form tetroxides was seen as merely auxiliary and not natural; Mendeleev doubted inclusion of those elements in group VIII. Later developments, particularly by British scientists, focused on correspondence of inert gases with halogens to their left and alkali metals to their right. In 1898, when only helium, argon, and krypton were definitively known, Crookes suggested these elements be placed in a single column between the hydrogen group and the fluorine group. In 1900, at the Prussian Academy of Sciences, Ramsay and Mendeleev discussed the new inert gases and their location in the periodic table; Ramsay proposed that these elements be put in a new group between halogens and alkali metals, to which Mendeleev agreed. Ramsay published an article after his discussions with Mendeleev; the tables in it featured halogens to the left of inert gases and alkali metals to the right. Two weeks before that discussion, Belgian botanist Léo Errera had proposed to the Royal Academy of Science, Letters and Fine Arts of Belgium to put those elements in a new group 0. In 1902, Mendeleev wrote that those elements should be put in a new group 0; he said this idea was consistent with what Ramsay suggested to him and referred to Errera as to the first person to suggest the idea. Mendeleev himself added these elements to the table as group 0 in 1902, without disturbing the basic concept of the periodic table. In 1905, Swiss chemist Alfred Werner resolved the dead zone of Mendeleev's table. He determined that the rare earth elements (lanthanides), 13 of which were known, lay within that gap. Although Mendeleev knew of lanthanum, cerium, and erbium, they were previously unaccounted for in the table because their total number and exact order were not known; Mendeleev still could not fit them in his table by 1901. This discovery led to a restructuring of the table and the first appearance of the 32 column form.

Эфир

1904 жылға қарай Менделеевтің кестесі бірнеше элементтерді қайта орналастырды және жаңадан ашылған көптеген элементтермен қатар асыл газдарды да қамтыды. Онда әлі де "өлген аймақ" болды, ал сол кезде кеңінен элементтер деп есептелген короний мен эфирді қосу үшін сутегі мен гелийдің үстіне нөлдік қатар қосылды. Менделеев оны өте жеңіл газ деп есептеді, оның атомдық салмағы сутегінікінен бірнеше есе кіші. Ол сондай-ақ, оның нөлдік топтағы асыл газдар сияқты басқа элементтермен сирек әрекеттесетінін және оның орнына заттарды секундына белгілі бір жылдамдықпен өткізіп жіберетінін болжады. Менделеев осы кезеңділіктің мәнін түсінбеуге риза болмады; мұны атомның құрамын түсіну арқылы ғана мүмкін етуге болар еді. Дегенмен, Менделеев болашақта осы идеяға қарсы шығудың орнына оны дамытатынына сенді және 1902 жылы жазбаша түрде осы сенімін растады.

Радиоактивтілік және изотоптар

1907 жылы торий мен радиоторийдің радиоактивті ыдырау өнімдері физикалық тұрғыдан әртүрлі, бірақ химиялық тұрғыдан бірдей екендігі анықталды; бұл Фредерик Соддиге 1910 жылы олардың бір элемент екенін, бірақ атомдық салмақтары әртүрлі екенін ұсынды. Кейіннен Содди мұндай элементтерді, толық химиялық сәйкестігі барларды "изотоптар" деп атауды ұсынды. Изотоптарды периодтық кестеге орналастыру мәселесі 1900 жылы төрт радиоактивті элемент: радий, актиний, торий және уран белгілі болған кезде туды. Бұл радиоактивті элементтер (радиоэлементтер деп аталады) периодтық кестеде төменгі жағына орналастырылды, себебі олардың атомдық салмағы тұрақты элементтерге қарағанда жоғары екені белгілі болды, бірақ олардың нақты реті белгісіз болды. Зерттеушілер әлі де ашылмаған радиоактивті элементтердің бар екенін болжады, ал келесі он жылдық ішінде торий мен уранның ыдырау тізбектері жан-жақты зерттелді. Көптеген жаңа радиоактивті заттар табылды, соның ішінде инертті газ радон, және олардың химиялық қасиеттері зерттелді. Мысалы, қорғасын мен уран арасында осы жаңалықтарды орналастыруға жеткілікті орын болмады, тіпті кейбір жаңалықтар қайталанған немесе қате сәйкестендірілген болуы мүмкін екені де ескерілді. Сондай-ақ, радиоактивті ыдырау периодтық кестедегі басты қағидалардың бірін бұзады деп саналды, атап айтқанда, химиялық элементтер трансмутацияға ұшырамайды және әрқашан бірегей қасиеттерге ие болады. Осы заттардың көпшілігі химиялық сипаттамалары бойынша ұқсас болғандықтан, периодтық кестеде бір орынды бөлісті. Олар грек тіліндегі isos topos ("бірдей орын") сөзінен алынған изотоптар деп аталды. Австриялық химик Фридрих Панет "нағыз элементтер" (элементтер) мен "жай заттар" (изотоптар) арасындағы айырмашылықты көрсетіп, әртүрлі изотоптардың болуы химиялық қасиеттерді анықтауда маңызды емес екенін анықтады. Бұл атомдық қасиеттердің маңыздылығы 1908 және 1913 жылдар аралығында жүргізілген Гейгер-Марсден эксперименттерінде анықталды, онда атом ядросы және оның заряды ашылды.

In 1907 it was discovered that thorium and radiothorium, products of radioactive decay, were physically different but chemically identical; this led Frederick Soddy to propose in 1910 that they were the same element but with different atomic weights. Soddy later proposed to call these elements with complete chemical identity "isotopes". The problem of placing isotopes in the periodic table had arisen beginning in 1900 when four radioactive elements were known: radium, actinium, thorium, and uranium. These radioactive elements (termed "radioelements") were accordingly placed at the bottom of the periodic table, as they were known to have greater atomic weights than stable elements, although their exact order was not known. Researchers believed there were still more radioactive elements yet to be discovered, and during the next decade, the decay chains of thorium and uranium were extensively studied. Many new radioactive substances were found, including the noble gas radon, and their chemical properties were investigated. For example, there was not enough room between lead and uranium to accommodate these discoveries, even assuming that some discoveries were duplicates or incorrect identifications. It was also believed that radioactive decay violated one of the central principles of the periodic table, namely that chemical elements could not undergo transmutations and always had unique identities. many of these substances were identical in their chemical characteristics, so shared the same place in the periodic table. They became known as isotopes, from the Greek isos topos ("same place"). Austrian chemist Friedrich Paneth cited a difference between "real elements" (elements) and "simple substances" (isotopes), also determining that the existence of different isotopes was mostly irrelevant in determining chemical properties. The significance of these atomic properties was determined in the Geiger–Marsden experiments, in which the atomic nucleus and its charge were discovered, conducted between 1908 and 1913.

Резерфорд моделі мен атомдық нөмірі

1913 жылы голландиялық физик Антониус ван ден Брук атомдық санның элементтердің периодтық жүйедегі орналасуын анықтайтынын алғаш рет ұсынды. Ол 50 (қалайы) атомдық нөміріне дейінгі барлық элементтердің атомдық санын дұрыс анықтады, бірақ ауыр элементтерде бірнеше қателіктер жіберді. Алайда, Ван ден Брук элементтердің атомдық санын тәжірибелік түрде тексеруге ешқандай мүмкіндікке ие болған жоқ; сондықтан олар элементтерді реттеуде қолданылатын атомдық салмақтың салдары болып саналды. Осының нәтижесінде Мозли атомдық сандарды алғаш рет дәл өлшеді және элементтердің абсолютті реттілігін анықтады, бұл оған периодтық жүйені қайта құруға мүмкіндік берді. Мозлидің зерттеулері атомдық салмақ пен химиялық қасиеттер арасындағы қарама-қайшылықтарды бірден шешті, себебі атомдық салмақ бойынша қатаң түрде реттелгенде, химиялық қасиеттері ұқсас топтар пайда болар еді. Мысалы, рентген сәулелерінің ұзындығын өлшеу арқылы ол аргонды (Z = 18) калийден (Z = 19) бұрын, кобальтты (Z = 27) никельден (Z = 28) бұрын және теллурды (Z = 52) йодтан (Z = 53) бұрын дұрыс орналастыра алды. Атомдық сандарды анықтау химиялық қасиеттері ұқсас сирек кездесетін элементтердің реттілігін де анықтады; сонымен қатар, Жорж Урбеннің жаңа сирек кездесетін элементті (цельтийді) ашқанының дұрыс еместігін растау үшін пайдаланылды, бұл техника Мозлиге үлкен мақтау әкелді. Швед физигі Йоханнес Ридберг 1885 жылғы Балмер формуласымен жұмыс істеген кезде, асыл газдардың атомдық сандары қарапайым сандардың квадраттарының екі еселенген қосындысына тең екенін байқады: 2 = 2·12, 10 = 2(12 + 22), 18 = 2(12 + 22 + 22), 36 = 2(12 + 22 + 22 + 32), 54 = 2(12 + 22 + 22 + 32 + 32), 86 = 2(12 + 22 + 22 + 32 + 32 + 42). Бұл жаңалық кезеңдердің тұрақты ұзындығын түсіндіру ретінде қабылданды және асыл газдардың 0 тобынан, кестедегі сол жақ шетінен оң жаққа, VIII тобына ауысуына әкелді. Сегіздіктің периодтылығының маңыздылығын анықтаған маңызды еңбектердің арасында 1916 жылы американдық химик Гилберт Н. Льюис жариялаған валенттік байланыс теориясы және 1919 жылы американдық химик Ирвинг Лангмюр жариялаған химиялық байланыстың октет теориясы болды. Химиктердің ескі кванттық теория кезеңіндегі (1913-1925 жж.) тәсілдері қазіргі кванттық механиканың электрондық қабықтар мен орбитальдарды түсінуіне енгізілді. Электронның қазіргі моделінің негізін салған нағыз новатор – Ирвинг Лангмюр. 1919 жылғы мақаласында ол орбиталь деп аталатын «клеткалардың» бар екенін болжады, олардың әрқайсысында тек екі электрон ғана бола алады және олар «бір-бірінен тең қашықтықтағы қабаттарда» орналасқан, біз бұны қабықтар деп атаймыз. Ол бірінші қабықтың тек екі электронды ғана қамтитынына ерекше назар салды. Бұл постулаттар Нильс Бор химияда емес, физикада қолданған Ридберг ережесіне негізделген. Лангмюр мақаласында ол ережені 2N2 түрінде ұсынды, мұнда N – оң бүтін сан. Химик Чарльз Ругли Бьюри 1921 жылы қазіргі теориямызға қарай келесі маңызды қадам жасады, ол қабықтағы сегіз және он сегіз электрондардың тұрақты конфигурация құрайтынын ұсынды. Бьюридің схемасы бұрынғы химиктердің схемасына негізделген және химиялық модель болды. Бьюри электрондық конфигурациялардың өтпелі элементтердегі сыртқы қабығындағы валенттілік электрондарына байланысты екенін ұсынды. Кейбір ерте мақалаларда бұл модель «Бор-Бьюри атомы» деп аталды. Ол қазір ауыспалы металдар немесе ауыспалы элементтер деп аталатын элементтерді сипаттау үшін «ауыспалы» сөзін енгізді. 1910-1920 жылдары кванттық механикаға жасалған алғашқы зерттеулер атомдық теорияның жаңа дамуына және периодтық жүйеге енгізілген шағын өзгерістерге әкелді. XIX ғасырда Менделеев сегіздіктің тұрақты периодтылығы бар екенін мәлімдеген және атомдық сан мен химиялық қасиеттер арасында математикалық байланыс болатынын күткен. Бор моделі 1913 жылдан бастап әзірленді және химиялық қасиеттерді анықтайтын электрондық конфигурация идеясын қолдады. Бор бір топтағы элементтердің ұқсас электрондық конфигурациялары болғандықтан ұқсас түрде әрекет ететінін және асыл газдардың валенттік қабықтары толық толғанын ұсынды; бұл қазіргі октет ережесінің негізін құрайды. Бордың спектроскопия мен химияны зерттеуі теориялық атом физиктері үшін бұрынғыдан беймәлім еді. Тіпті Рутерфорд Борға «сенің қорытындыларыңа қалай келгеніңді түсінуге тырысып баққанмын» деді. Себебі кванттық механикалық теңдеулердің ешқайсысы бір қабықша мен орбитальдағы электрондардың санын сипаттамайды. Бор 1916 жылы кванттық атом мен периодтық жүйе арасындағы маңызды байланысты алғаш рет орнатқан Вальтер Коссельдің ықпалында болғанын мойындады. Ол алғашқы үш асыл газдың – гелий, неон және аргонның атомдық сандары арасындағы (2, 10, 18) айырмашылықтың 8-ге тең екенін байқады және мұндай атомдардағы электрондар «жабық қабықшаларда» айналады деп мәлімдеді. Біріншісінде тек 2 электрон, ал екінші және үшіншісінде – 8 электроннан болады. Бордың зерттеулері австриялық физик Вольфганг Паулиді 1924 жылы периодтық жүйедегі кезеңдердің ұзақтығын зерттеуге итермеледі. Паули бұл дұрыс емес екенін көрсетті. Оның орнына Паулидің тыйым салу принципі жасалды, ол математикалық негізге емес, химиямен үйлесімді бұрынғы дамуларға негізделген. Бұл ереже бірдей кванттық күйде екі электронның бірдей бола алмайтынын және қабықшаны толтыру тәртібіне әкелетін төрт кванттық санның бар екенін көрсетті.

In 1913, amateur Dutch physicist Antonius van den Broek was the first to propose that the atomic number (nuclear charge) determined the placement of elements in the periodic table. He correctly determined the atomic number of all elements up to atomic number 50 (tin), though he made several errors with heavier elements. However, Van den Broek did not have any method to experimentally verify the atomic numbers of elements; thus, they were still believed to be a consequence of atomic weight, which remained in use in ordering elements. With this, Moseley obtained the first accurate measurements of atomic numbers and determined an absolute sequence to the elements, allowing him to restructure the periodic table. Moseley's research immediately resolved discrepancies between atomic weight and chemical properties, where sequencing strictly by atomic weight would result in groups with inconsistent chemical properties. For example, his measurements of X ray wavelengths enabled him to correctly place argon (Z = 18) before potassium (Z = 19), cobalt (Z = 27) before nickel (Z = 28), as well as tellurium (Z = 52) before iodine (Z = 53), in line with periodic trends. The determination of atomic numbers also clarified the order of chemically similar rare earth elements; it was also used to confirm that Georges Urbain's claimed discovery of a new rare earth element (celtium) was invalid, earning Moseley acclamation for this technique. Swedish physicist Johannes Rydberg working from the 1885 Balmer formula noticed that the atomic numbers of the noble gases was equal to doubled sums of squares of simple numbers: 2 = 2·12, 10 = 2(12 + 22), 18 = 2(12 + 22 + 22), 36 = 2(12 + 22 + 22 + 32), 54 = 2(12 + 22 + 22 + 32 + 32), 86 = 2(12 + 22 + 22 + 32 + 32 + 42). This finding was accepted as an explanation of the fixed lengths of periods and led to repositioning of the noble gases from the left edge of the table, in group 0, to the right, in group VIII. Among the notable works that established the importance of the periodicity of eight were the valence bond theory, published in 1916 by American chemist Gilbert N. Lewis and the octet theory of chemical bonding, published in 1919 by American chemist Irving Langmuir. The chemists' approach during the period of the Old Quantum Theory (1913 to 1925) was incorporated into the understanding of the electron shells and orbitals under current quantum mechanics. A real pioneer who gave us the foundation for our current model of electrons is Irving Langmuir. In his 1919 paper, he postulated the existence of "cells", which we now call orbitals, which could each only contain two electrons, and these were arranged in "equidistant layers" which we now call shells. He made an exception for the first shell to only contain two electrons. These postulates were introduced on the basis of Rydberg's rule which Niels Bohr had used not in chemistry, but in physics, to apply to the orbits of electrons around the nucleus. In the Langmuir paper, he introduced the rule as 2N2 where N was a positive integer. The chemist Charles Rugeley Bury made the next major step toward our modern theory in 1921, by suggesting that eight and eighteen electrons in a shell form stable configurations. Bury's scheme was built upon that of earlier chemists and was a chemical model. Bury proposed that the electron configurations in transitional elements depended upon the valency electrons in their outer shell. In some early papers, the model was called the "Bohr Bury Atom". He introduced the word transition to describe the elements now known as transition metals or transition elements. In the 1910s and 1920s, pioneering research into quantum mechanics led to new developments in atomic theory and small changes to the periodic table. In the 19th century, Mendeleev had already asserted that there was a fixed periodicity of eight, and expected a mathematical correlation between atomic number and chemical properties. The Bohr model was developed beginning 1913, and championed the idea of electron configurations that determine chemical properties. Bohr proposed that elements in the same group behaved similarly because they have similar electron configurations, and that noble gases had filled valence shells; this forms the basis of the modern octet rule. Bohr's study of spectroscopy and chemistry was not usual among theoretical atomic physicists. Even Rutherford told Bohr that he was struggling "to form an idea of how you arrive at your conclusions". This is because none of the quantum mechanical equations describe the number of electrons per shell and orbital. Bohr acknowledged that he was influenced by the work of Walther Kossel, who in 1916 was the first to establish an important connection between the quantum atom and the periodic table. He noticed that the difference between the atomic numbers 2, 10, 18 of the first three noble gases, helium, neon, argon, was 8, and argued that the electrons in such atoms orbited in "closed shells". The first contained only 2 electrons, the second and third, 8 each. Bohr's research then led Austrian physicist Wolfgang Pauli to investigate the length of periods in the periodic table in 1924. Pauli demonstrated that this was not the case. Instead, the Pauli exclusion principle was developed, not upon a mathematical basis, but upon the previous developments in alignment with chemistry. This rule states that no electrons can coexist in the same quantum state, and showed, in conjunction with empirical observations, the existence of four quantum numbers and the consequence on the order of shell filling.

Протон мен нейтрон

Протон мен нейтронның табылуы атомның бөлінетін екенін көрсетті; бұл Лавуазьенің химиялық элемент туралы берген анықтамасын қолданудан шығарды. Химиялық элемент бүгінде протондарының саны бірдей болатын атомдардың бір түрі ретінде анықталады, және бұл сан қазір элементтің атомдық нөмірі екені белгілі. Бұл жаңалық альфа-ыдырау сияқты бірнеше радиоактивті ыдырау түрлерінің механизмін түсіндірді. Соңында, протон мен нейтрон кварктар деп аталатын одан да кішкентай бөлшектерден тұрады деген болжам жасалды; олардың табылуы бета-ыдырауда нейтронның протонға айналуын түсіндірді.

Қысқа формадан ұзын формаға (А және В топтарына)

1925 жыл шамасында периодтық кесте өзгеріске ұшырады, онда кейбір қатарлар (сериялар) оңға жылжытылып, қосымша бағандар (топтар) жиынтығына көшірілді. Алғашқы I–VII топтар қайталанды, олар "А" және "В" әріптерімен ажыратылды. VIII топ (үш бағаннан тұрады) өзгеріссіз қалды. Осылайша, 4-ші және 5-ші қатарлар жылжытылып, IА–VIIА, VIII, IB–VIIB топтарымен бірге жаңа 4-ші периодты құрады.

Кейінгі кеңейтулер және периодтық кестедің аяқталуы

Біз осы [мерзімдік] заң өзгеріп, жылдам өзгеріске ұшырайтын сәт жақындағанын сезінеміз. | дереккөзі = 2019 жылы бірнеше аса ауыр элементтерді ашқан ресейлік физик Юрий Оганесян.

Актинидтер

1913 жылы Бордың электрондық құрылым туралы зерттеулері Йоханнес Ридберг сияқты физиктерді ураннан ауыр элементтердің қасиеттерін болжауға итермеледі. Көптеген ғалымдар радоннан кейінгі келесі асыл газдың атомдық нөмірі 118-ге тең болуы мүмкін деген пікірде болды, соған сәйкес жетінші периодтағы ауысулар алтыншы периодтағыларға ұқсас болуы керек еді. Бұл өтпелі қатарлар 5f қабығының толуымен сипатталатын сирек жер элементтеріне ұқсас қатарларды қамтуы мүмкін болғанымен, осы қатардың қайдан басталатыны белгісіз болды. Болжамдар 90 (торий) атомдық нөмірінен 99-ға дейін ауқымда болды, олардың көпшілігі белгілі элементтерден тыс басталатындығын ұсынды (93 атомдық нөмірінде немесе одан да жоғары). Актинийден уранға дейінгі элементтердің жоғары тотығу күйлеріне байланысты төртінші периодтағы ауысу металдарының құрамына кіретіні есептелді, сондықтан олар 3-тен 6-ға дейінгі топтарға орналастырылды. 1940 жылы нептуний мен плутоний алғашқы трансурандық элементтер ретінде ашылды және олар рений мен осмийдің астына тізбектей орналастырылды. Алайда, олардың химиясын алдын ала зерттеулер жеңіл ауысу металдарына қарағанда уранға көбірек ұқсас екенін көрсетті, бұл олардың периодтық жүйедегі орналасуын күмәндандырды. 1945 жылы әріптестерінің кеңесіне қарамастан, ол Менделеев кестесіне маңызды өзгеріс енгізуді ұсынды: актинидтер тізбегі. Сейборгтың ауыр элементтердің электрондық құрылымы жөніндегі актинидтер тұжырымы актинидтердің лантаноидтардың сирек жерлер тізбегіне ұқсас ішкі ауысу тізбегін құрайтынын көрсетті – олар f блогының екінші қатарын (5f тізбегін) құрайтын еді, ал лантаноидтар 4f тізбегін құрады. Бұл америций мен курийдің химиялық идентификациясын жеңілдетті. Осы байқаулар мен трансурандық элементтер химиясының түсіндірмесіне қарамастан, және әріптестері арасында оның беделін құртатын радикалды идея деп есептелгеніне қарамастан, Сейборг оны Chemical & Engineering News журналына ұсынды және ол кеңінен қабылданып, жаңа периодтық кестелерде актинидтер лантаноидтардың астына орналастырылды. Бұл сонымен қатар америцийден кейінгі элементтерде +3 тотығу күйіне қарай байқалатын үрдісті, 4f тізбегінде байқалғандай, қолдады. Алайда, Сейборгтың моделі жоғары атомдық сан мен электрондық орбиталардың жылдамдығынан туындайтын релятивистік эффектілерді ескермеді. 1971 жылы Буркхард Фрике, ал 2010 жылы Пекка Пыйкко компьютерлік модельдеуді Z = 172 дейінгі элементтердің орнын есептеу үшін пайдаланды және бірнеше элементтердің орны Сейборгтың болжағаннан өзгеше екенін анықтады. Пыйкко мен Фрике модельдері 172-ші элементті келесі асыл газ ретінде орналастырғанымен, 120-дан аспайтын элементтердің электрондық конфигурациялары және олардың кеңейтілген периодтық жүйедегі орналасуы туралы нақты консенсусқа қол жеткізілген жоқ. Қазіргі уақытта релятивистік эффектілердің салдарынан мұндай кеңейтімде белгілі элементтердегі периодтылықты бұзатын элементтер кездесуі мүмкін деп есептеледі, бұл болашақ периодтық жүйелерді құрудағы келесі қиындықтардың бірі болып табылады.

As early as 1913, Bohr's research on electronic structure led physicists such as Johannes Rydberg to extrapolate the properties of undiscovered elements heavier than uranium. Many agreed that the next noble gas after radon would most likely have the atomic number 118, from which it followed that the transition series in the seventh period should resemble those in the sixth. Although it was thought that these transition series would include a series analogous to the rare earth elements, characterized by filling of the 5f shell, it was unknown where this series began. Predictions ranged from atomic number 90 (thorium) to 99, many of which proposed a beginning beyond the known elements (at or beyond atomic number 93). The elements from actinium to uranium were instead believed to form part of a fourth series of transition metals because of their high oxidation states; accordingly, they were placed in groups 3 through 6. In 1940, neptunium and plutonium were the first transuranic elements to be discovered; they were placed in sequence beneath rhenium and osmium, respectively. However, preliminary investigations of their chemistry suggested a greater similarity to uranium than to lighter transition metals, challenging their placement in the periodic table. In 1945, against the advice of colleagues, he proposed a significant change to Mendeleev's table: the actinide series. Seaborg's actinide concept of heavy element electronic structure proposed that the actinides form an inner transition series analogous to the rare earth series of lanthanide elements—they would comprise the second row of the f block (the 5f series), in which the lanthanides formed the 4f series. This facilitated chemical identification of americium and curium,

In light of these observations and an apparent explanation for the chemistry of transuranic elements, and despite fear among his colleagues that it was a radical idea that would ruin his reputation, Seaborg nevertheless submitted it to Chemical & Engineering News and it gained widespread acceptance; new periodic tables thus placed the actinides below the lanthanides. It also supported experimental results for a trend towards +3 oxidation states in the elements beyond americium—a trend observed in the analogous 4f series. Seaborg's model, however, did not take into account relativistic effects resulting from high atomic number and electron orbital speed. Burkhard Fricke in 1971 and Pekka Pyykkö in 2010 used computer modeling to calculate the positions of elements up to Z = 172, and found that the positions of several elements were different from those predicted by Seaborg. Although models from Pyykkö and Fricke generally place element 172 as the next noble gas, there is no clear consensus on the electron configurations of elements beyond 120 and thus their placement in an extended periodic table. It is now thought that because of relativistic effects, such an extension will feature elements that break the periodicity in known elements, thus posing another hurdle to future periodic table constructs.