Физическое происхождение химических периодичностей в системе элементов

Периодический закон, одно из величайших открытий в истории человечества, занимает выдающееся место в искусстве химии. Различные варианты расположения химических элементов в периодических таблицах разной формы служат различным целям. На вопрос «Можно ли вывести эту периодическую таблицу из квантовой химии или физики?» можно ответить положительно только в том случае, если внутреннюю структуру периодической таблицы явно связать с химическими фактами и данными. Квантово-химическое обоснование такой периодической таблицы достигается посредством объяснения энергий и радиусов атомных остовных и валентных орбиталей в основных электронных конфигурациях химически связанных атомов. Грубая горизонтальная псевдопериодичность в семи рядах, содержащих 2, 8, 8, 18, 18, 32 и 32 элемента, обусловлена низкой энергией 1s- и nsp-валентных оболочек и большим энергетическим зазором над ними (2 ≤ n ≤ 6). Псевдопериодичность, в частности волнообразное изменение свойств элементов в четырех более длинных рядах, обусловлена различным поведением пар атомных валентных оболочек s и p по сравнению с парами оболочек d и f вдоль упорядоченного ряда элементов. Так называемая вторичная, или вертикальная, периодичность связана с псевдопериодическими изменениями атомных остовных оболочек. Периодический закон естественно заданной системы элементов описывает тенденции многочисленных химических свойств, представленных внутри химических периодических таблиц. Хотя общие физические законы квантовой механики образуют простую сеть, их применение к неограниченной области химических материалов в обычных «человеческих» условиях приводит к сложной и в некоторой степени случайной структуре внутри таблицы, соответствующей некоторой более или менее симметричной внешней форме. Периодические таблицы, разработанные в соответствии с творческой концепцией их общего вида, представляют интерес для нехимических областей знания и искусства.