Periodic trends in constants of triatomic molecules

Abstract

Working from the arrangements of both row and group numbers developed within Mendeleev's periodic table of elements, periodic trends can be shown to exist in many constants of triatomic molecules: an extension of the Periodic Law for atoms to the realm of molecules. Trends are identified for vibrational frequencies, bond lengths, and to a lesser extent interior angles. This work includes empirical sources for such data, supplemented with calculations using diatomic analogs where possible. Otherwise, computation is used for all possible configurations of row two and row three main‐group elements to both corroborate and extend empirical results. Organization of this data into a detailed, highly symmetric, multidimensional coordinate system allows for robust graphical and statistical analysis of all constants and associated trends, which in turn permits rapid identification of suspect data to be rechecked. All collected empirical and computational data, along with several interactive visualizations highlighting these results, is available online. © 2016 Wiley Periodicals, Inc.

La Periodicidad De Los Elementos Y El Desempeño De Los Materiales: Un Complemento Para La Comprensión De La Tabla Periódica

“…8,25 multiplicidad del estado fundamental, los orbitales frontera, entre otras) relacionadas con los electrones de valencia de estas moléculas varían periódicamente con el número molecular N. Otras evidencias establecen que, las propiedades periódicas moleculares no sólo dependen del número de electrones de valencia, sino también del tamaño molecular, definido a groso modo como la suma de los períodos (en la tabla periódica de elementos) en los cuales se ubican los átomos constituyentes de la molécula. 28 En este sentido, Kong y Wu 28 y Barrow et al 14 han desarrollado estudios complementarios en esta área, ampliando la descripción computacional de más tendencias periódicas en moléculas triatómicas, cuyos trabajos apuntan a la identificación y caracterización de clusters, nanopartículas y especies químicas desconocidas, que puedan explicar la naturaleza del cosmos. 14,28 En las últimas décadas se ha evidenciado la discusión de algunas tendencias periódicas en materiales sólidos, con el objetivo de optimizar el desempeño de los materiales, mediante su modificación a nivel estructural.…”

“…28 En este sentido, Kong y Wu 28 y Barrow et al 14 han desarrollado estudios complementarios en esta área, ampliando la descripción computacional de más tendencias periódicas en moléculas triatómicas, cuyos trabajos apuntan a la identificación y caracterización de clusters, nanopartículas y especies químicas desconocidas, que puedan explicar la naturaleza del cosmos. 14,28 En las últimas décadas se ha evidenciado la discusión de algunas tendencias periódicas en materiales sólidos, con el objetivo de optimizar el desempeño de los materiales, mediante su modificación a nivel estructural. En la Figura 2 se representan esquemáticamente las aplicaciones de estas tendencias, discutidas a continuación.…”

“…Este enfoque es comúnmente abordado en las aulas de clase y en un gran número de textos de educación básica y universitaria; sin embargo, es pertinente mencionar y discutir los alcances de la periodicidad química más allá del contexto de elementos químicos, es decir, a nivel molecular y en general de los materiales.En las últimas décadas, la evaluación de la periodicidad química a nivel molecular, explicada a partir de la periodicidad de los elementos ha cobrado importancia. Por ejemplo, Kong13 propuso una tabla periódica de moléculas diatómicas basadas en tendencias periódicas evidenciadas a nivel molecular; mientras que Barrow et al14 evaluaron tendencias periódicas en moléculas triatómicas, útiles en la caracterización de nuevas especies químicas. De otro lado, también se ha analizado la formación de vidrios,15 la optimización de materiales refractarios y la resistencia al desgaste de materiales policristalinos y del acero,[16][17][18] teniendo en cuenta aspectos generales de la ley periódica.En este sentido, en el año internacional de la tabla periódica es pertinente resaltar su importancia en el desarrollo de la química, discutiendo los alcances, interpretaciones y aplicaciones del sistema periódico en el diseño de nuevos materiales.…”

Understanding Trends in Molecular Bond Angles

“…Broader efforts to search for periodic laws for the behavior of small molecules were undertaken by Hefferlin and co-workers, resulting in triatomic periodic systems. 38 Geerlings and co-workers 39 (this paper is part of a festschrift in honor of professor Paul Geerlings) extended the early work of Parr et al 40 giving sharp definitions for well-known chemical concepts, allowing the calculation of important properties such as electronegativity and electronic polarizability in the framework of density functional theory (DFT). DFT is also known to predict molecular geometries accurately.…”

“…In 1985, Andreoni et al showed that a structural classification of molecules and clusters from valence electron orbital radii is possible, stressing the importance of the central atom. Broader efforts to search for periodic laws for the behavior of small molecules were undertaken by Hefferlin and co-workers, resulting in triatomic periodic systems . Geerlings and co-workers (this paper is part of a festschrift in honor of professor Paul Geerlings) extended the early work of Parr et al giving sharp definitions for well-known chemical concepts, allowing the calculation of important properties such as electronegativity and electronic polarizability in the framework of density functional theory (DFT).…”