[논문 리뷰] The Periodic Table as a Part of the Periodic Table of Chemical Compounds

Mikhail M. Labushev|arXiv (Cornell University)|2011. 03. 21.

History and advancements in chemistry참고 문헌 15인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 자연 요소, 광물, 무기 및 유기 화합물을 각각 95개의 천연 요소의 1-, 2-, 3-, 4조합으로 모델링하여 각각 95, 4,465, 138,415, 3,183,545종의 종을 도출함으로써 화학 원소와 화합물을 통합한 주기율표를 제안한다. 비례성의 정보 계수를 도입하여 화학 스토이히오메트리 관계를 일반화하고, 이러한 계수의 기대값이 원소의 원자량과 유사하게 화합물을 정의하는 데 사용될 수 있음을 제안하며, 이로 인해 95개의 원소와 화합물 패킷을 포함하는 25개의 주기로 구성된 주기율표가 도출된다.

ABSTRACT

The numbers of natural chemical elements, minerals, inorganic and organic chemical compounds are determined by 1, 2, 3 and 4-combinations of a set 95 and are respectively equal to 95, 4,465, 138,415 and 3,183,545. To explain these relations it is suggested the concept of information coefficient of proportionality as mathematical generalization of the proportionality coefficient for any set of positive numbers. It is suggested a hypothesis that the unimodal distributions of the sets of information coefficients of proportionality for atomic weights of chemical elements of minerals and chemical compounds correspond to unimodal distributions of the above sets for combination of 2, 3 and 4 atomic weights of 95 natural chemical elements. The expected values of symmetrized distributions of information coefficients of proportionality sets for atomic weights of minerals and chemical compounds are proposed to be used to define chemical compounds, like atomic weights define chemical elements. Variational series of the expected values can be represented as a sequence of packets of 95 values. The Periodic Table should be extended to the Periodic Table of Chemical Elements and Chemical Compounds consisting of a short period with 95 chemical elements and 4,465 minerals, and 24 periods with 138,415 compounds each. All naturally occurred chemical elements, minerals and chemical compounds should be packed in 95 to compose the suggested Table. The first long period comprises the packets of inorganic compounds, the rest of the periods include the packets of organic compounds.

연구 동기 및 목표

• 주기율표를 원소뿐 아니라 화합물까지 확장하여 통합하는 것.
• 천연 화학 종(원소, 광물, 무기 및 유기 화합물)의 관측 수를 95개의 천연 원소의 조합으로 설명하는 것.
• 비례성의 정보 계수를 정의하여 양의 수의 집합에 대한 스토이히오메트리 비례성의 수학적 일반화를 제공하는 것.
• 이 계수의 기대값이 원소의 원자량과 유사하게 화합물의 정의적 특성으로 기능할 수 있음을 제안하는 것.
• 25개의 주기로 구성된 새로운 주기 체계를 구축하는 것: 하나의 짧은 주기(95개의 원소와 4,465개의 광물 포함)와 24개의 긴 주기(각각 138,415개의 화합물 패킷 포함)

제안 방법

• 천연 화학 종의 수를 조합으로 모델링: C(95,1) = 95개의 원소, C(95,2) = 4,465개의 광물, C(95,3) = 138,415개의 무기 화합물, C(95,4) = 3,183,545개의 유기 화합물.
• 비례성의 정보 계수를 정의하여 임의의 양의 수 집합에 대한 비례 계수의 수학적 일반화로, 원자량에 적용 가능한 것으로 간주한다.
• 광물과 화합물의 원자량에 대한 정보 계수의 단모드 분포를 분석하고, 이러한 분포가 95개의 원소에서 유도된 2-, 3-, 4원소 조합의 분포와 유사할 것임을 가설화한다.
• 이 계수의 대칭화된 분포의 기대값이 원소의 원자량과 유사하게 화합물의 정의적 매개변수로 기능할 수 있음을 제안한다.
• 95개의 원소를 포함하는 짧은 주기와 138,415개의 화합물 패킷을 각각 포함하는 24개의 긴 주기를 포함하는 새로운 주기율표 구조를 구축한다.
• 표를 구성할 때 첫 번째 긴 주기는 무기 화합물을 포함하고, 후속 주기는 유기 화합물을 포함하며, 모든 종을 95개의 구조 단위에 정렬한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 천연로 존재하는 화학 원소, 광물, 무기 및 유기 화합물의 수는 조합 수학을 통해 어떻게 체계적으로 설명될 수 있는가?
• RQ2 비례성의 정보 계수 개념이 화합물 간의 스토이히오메트리 관계를 일반화할 수 있는가?
• RQ3 광물과 화합물의 원자량에 대한 정보 계수의 분포는 95개의 원소에서 유도된 2-, 3-, 4원소 조합의 분포와 유사한 단모드 패턴을 보이는가?
• RQ4 이 계수의 기대값이 원소의 원자량과 유사하게 화합물의 정의적 특성으로 기능할 수 있는가?
• RQ5 원소와 화합물을 모두 포함하고 일관된 구조 조직을 가진 통합 주기율표는 어떻게 구성할 수 있는가?

주요 결과

• 천연 화학 원소의 수는 95개이며, C(95,1) = 95와 일치한다.
• 천연로 존재하는 광물의 수는 4,465개이며, C(95,2) = 4,465와 일치한다.
• 천연로 존재하는 무기 화합물의 수는 138,415개이며, C(95,3) = 138,415와 일치한다.
• 천연로 존재하는 유기 화합물의 수는 3,183,545개이며, C(95,4) = 3,183,545와 일치한다.
• 광물과 화합물의 원자량에 대한 비례성의 정보 계수의 대칭화된 분포의 기대값은 원소의 원자량과 유사하게 화합물의 정의적 매개변수로 제안된다.
• 제안된 주기율표는 25개의 주기로 구성되어 있으며, 하나의 짧은 주기(95개의 원소와 4,465개의 광물 포함)와 24개의 긴 주기(각각 138,415개의 화합물 패킷 포함)로 이루어져 있으며, 천연로 존재하는 모든 종이 계층적으로 패킹된다.