Химики из Индии провели детальное изучение свойств лантана, лютеция, актиния и лоуренсия. В результате они пришли к выводу, что все лантаноиды (15 элементов) и актиноиды (15 элементов) стоит изображать в таблице Менделеева в отдельной группе снизу. Вместе с тем, в самом распространенном сегодня варианте лантан и актиний находятся в третьей группе основной части таблицы. Исследование опубликовано в журнале Physical Chemistry Chemical Physics.

Периодическая таблица химических элементов придумана давно, но ученые продолжают спорить о наиболее удачном способе ее изображения, даже если не иметь в виду экзотические варианты вроде спиральных, многоугольных и многомерных. Например, сегодня можно встретить «короткие» варианты таблицы с основной и побочной подгруппами только в старых учебниках, в то время как «длинный» вариант из 18 колонок стал стандартным. Одной из спорных ситуаций до сих пор остается положение лантана и актиния. Чаще всего можно встретить вариант, где эти элементы расположены в третьей группе под скандием и иттрием, то есть в d-блоке, который назван по незаполненной валентной электронной орбитали. Однако утверждающий стандарты химической номенклатуры Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) рекомендует оставлять клетки под иттрием пустыми, а лантан и актиний помещать в начале групп лантаноидов и актиноидов, соответственно, то есть в f-блок.

В новой работе химики помещали первые и последние элементы из актиноидов и лантаноидов в кластеры из 12 атомов свинца или олова. Пустоты в центре таких образований достаточно велики для столь крупных атомов, а хорошая исследованность подобных систем позволяет определять характеристики находящегося в середине элемента с высокой точностью. В результате при помощи теории функционала плотности авторы смогли определить химические свойства лантана, актиния, лютеция и лоуренсия, а также параметры их электронных оболочек. В результате химики обнаружили сходства в роли f-орбитали, из-за чего авторы рекомендовали помещать их все в один блок вне основной части таблицы, как в варианте IUPAC.

Однако не все специалисты согласились с таким вердиктом. «Учитывая обнаруженное в данной статье сходство лантана, актиния, лютеция и лоуренсия, которые демонстрируют свойства переходных металлов из d-блока, теперь стало сложно выбрать наилучший способ для того, чтобы отразить эту информацию в таблице, — говорит не участвовавший в работе химик Лоурен Лэвэлл из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе в США. — Перенос всех четырех элементов в f-блок визуально привлекателен, но идет вразрез с логикой остальной части таблицы, а также противоречит полученным в этом же исследовании данным, что все четыре вещества демонстрируют характерные для элементов из d-блока свойства в соединениях».

---