4.10 Sommaire sur les éléments exceptionnels

      Les éléments exceptionnels connus sont au nombre de 19, tous d ou f. Ils possèdent 2 numéros, Z égal au nombre d'électrons et Z+b égal à Z augmenté du nombre b des cases lacunaires. Z+b est le numéro descriptif, celui de la case descriptive, où on place l'élément pour pouvoir lire sa formule électronique.

       Les lacunes. Les cases lacunaires s'intercalent entre les cases de numéros d'ordre Z et Z+b. Elle sont au nombre de b. Elles sont soit s soit f, jamais s et f pour un même élément. Si b est supérieur à l'unité, les cases lacunaires sont consécutives.

       Les cases descriptives. Elles sont exclusivement d et leur tableau est confiné aux strates 3 et 4. Certaines sont polyvalentes, contenant plus d'un élément. Leur tableau présente une alternance de cases monovalentes et polyvalentes, en plus des cases vides. Figures 4.52 à 4.54.


Figure 4.52. Tableau Z 2D. Les éléments d et f. Dans une case : le symbole d'un élément et la valeur de Z.


Figure 4.53. Tableau Z+b 2D. Les éléments d et f. Les cases descriptives. Dans une case : les symboles des éléments et la valeur de Z+b. Pour un élément exceptionnel, b > 0. Cases lacunaires, monovalentes et polyvalentes. Les cases lacunaires ne sont descriptives pour aucun élément.


Figure 4.54. Tableau Z+b 3D des cases descriptives. Comme la figure précédente mais 3D.

       Formule électronique d'un élément exceptionnel. Elle n'est pas connue par la seule connaissance de Z et de b. Elle est connue par la lecture du tableau descriptif.

       Tétrades. Il apparaît 2 tétrades d'éléments exceptionnels au tableau Z figure 4.43 :
24, 29, 42, et 47;
57, 64, 89 et 96,
et une seule au tableau Z+b figure 4.44 :
57, 64, 89 et 96.

       Les cases polyvalentes. Les cases 71 et 103 se signalent par une polyvalence élevée : 3 et 6. Elles se trouvent dans la strate f et dessinent une ligne verticale. À angle droit avec cette ligne, les cases polyvalentes de la strate 3 dessinent une ligne horizontale.

       Interdictions. Certaines cases du tableau Z+b figure 4.45 sont vides. Cela signifie qu'aucun élément ne possède l'une de ces valeurs de Z+b. Ces cases sont au nombre de 12. Voici ces valeurs interdites.
   24, 29, 41, 57, 64, 78. 89, 90, 91, 92, 93, 96.

      4 d'entre elles forment une tétrade :
57, 64, 89, 96.
Cette tétrade se fait remarquer pour la 3e fois.

       Observations. Des régularités apparaissent dans la répartition des éléments exceptionnels.
    Éléments d. Si b = 1, la case vide et la case Z+b sont dans la même période et la case vide est s0+; si b = 2, ce qui se produit pour le palladium, il y a 2 cases s vides dans la même période, s0- et s0-. Il y a 2 tels éléments exceptionnels d dans chaque période paire des strates 3 et 4. Il y en a 6 dans la période impaire de la strate 3. Au total des 2 strates, il y en a plus dans les périodes impaires que dans les périodes paires
   Éléments f. Présents seulement dans la 4e strate, ils sont plus nombreux dans la période impaire que dans la période paire : 5 au lieu de 2. Dans chaque cas, b a une valeur élevée : de 7 à 14, et les cases vides sont f.

       Ces observations indiquent l'existence d'une périodicité de période égale à la longueur d'une strate. Figure 4. 55.




Figure 4.55. Nombre d'éléments exceptionnels d et f dans les strates 3 et 4. Plus élevé pour la période impaire dans les couronnes externes, soit d dans la strate 3 et f dans la strate 4.

       Et voilà une analyse des données sur les éléments exceptionnels, qui pourra aider à leur trouver une explication théorique satisfaisante.

4.11 Niveaux énergétiques

       La suite des cases avec leur contenu reflète l'ordonnance des niveaux énergétiques des électrons des divers caractères. Cette suite peut se figurer si on le désire par un diagramme de lignes semblable à ceux de Grotrian, avec cependant cette différence qu'ici les niveaux sont occupés simultanément chacun par un électron. L'établissement de lacunes et l'apparition d'un élément exceptionnel à telle valeur de Z sont liés à des altérations de l'ordonnance énergétique des niveaux dans l'atome de Québécium ayant perdu 118-Z électrons. Ces altérations touchent Z électrons et sont une fonction discontinue de Z.

       Exemple d'interprétation énergétique de l'apparition d'un élément exceptionnel dans le Québécium ayant perdu 94 électrons et en ayant conservé 24, donnant le chrome : Cr 24; 25.
    Lorsque sont présents 24 électrons autour d'un noyau, les électrons de numéros d'ordre 21, 22, 23, 24 et 25 ont des niveaux inférieurs à celui de l'électron de numéro d'ordre 20. Par suite, la case 20 restera vide et les 24 électrons occuperont les niveaux 25, 24, 23, 22, 21, 19, 18 etc. Rappelons que les numéros d'ordre No (identiques à Z) sont synonymes des caractères décrits par 4 nombres quantiques. L'énergie d'un électron est une fonction de ces 4 nombres, de la valeur de Z et de la charge du noyau Zn.

    E = E(n, l, m, s, Z, Zn).

    E = E(No, Z, Zn).

       On sait par l'expérience que la charge du noyau intervient dans cette formule par un facteur voisin de Zn2 sur tous les niveaux sans affecter leur ordre. Pour l'atome neutre, Zn = Z.

4.12 Attraction de la sous-couche d

       Tous les éléments exceptionnels ont une particularité en commun : ils représentent le remplacement d'au moins une case s ou f dans la configuration du Québécium par une ou plusieurs cases d. Réciproquement, les cases s et f ont une particularité commune : elles se prêtent, à l'exclusion des cases d et p, au remplacement par une ou plusieurs cases d. La case descriptive Z+b est toujours une case d. Si certaines cases de la sous-couche d sont favorisées, c'est naturellement parce qu'elles présentent des niveaux énergétiques inférieurs à celles des cases remplacées.

       Cases s remplacées. Si une seule case s est remplacée (b = 1), elle est s0+. Le nombre de cases d remplaçantes va de 4 à 10. Le remplacement est accompagné d'une diminution de n, n devenant n-1.

       Cases f remplacées. Le nombre b de cases remplacées va de 1 à 14. Le nombre de cases d remplaçantes va de 1 à 2. Le remplacement est accompagné d'une augmentation de n, n devenant n+1.

4.13 Genèse des éléments. Tableau d'ensemble

       Dans ce qui précède, la genèse des éléments a fait l'objet de descriptions 2D et 3D recourant à la grille et au tétraèdre du Québécium. On présente maintenant un tableau de cette genèse dans ce qui revient à un alignement 1D, soit un tableau ordonné par colonnes et rangées, selon les valeurs décroissantes de Z. Pour la commodité de l'usager, il est en 4 parties. Voici son mode d'emploi. On trouve dans la 3e colonne le nombre d'électrons enlevés. Dans les colonnes voisines, on trouve le symbole, Z et Z+b. Pour les éléments exceptionnels, on se reporte aux colonnes suivantes. Etc signifie la suite décroissante des nombres entiers jusqu'à l'unité.

       Des ressources propres au système du Québécium, ce tableau n'exploite qu'une partie, soit celle qui touche les principes du vêlage, qu'il met en évidence.Tableaux 4.1 à 4.4.










4.14 Domaine caractérisé des éléments normaux

      2D. En examinant la figure 4.53 2D ci-dessus, nous reconnaissons que les 2 rangées centrales de la grille ne renferment que des éléments normaux. Il y a là un domaine de 12 cases normales, en ignorant pour le moment le problème de la case 112. Ces cases marquent des sous-couches complétées ou des demi-sous-couches complétées.

       Sous-couche complétée ou demi sous-couche complétée : cela constitue une sorte de particularité dans la suite des configurations électroniques des éléments, et cette particularité met en jeu des nombres alternativement pairs et impairs 5, 10, 7 et 14. Il est satisfaisant de penser que le respect du 2e principe du vêlage se trouve ainsi associé à une sorte de régularité physique et mathématique dans le cas des éléments d et f.

       Selon le principe de Hund qui régit l'écriture de la formule du Québécium, les cases de spin + d'une sous-couche se vident consécutivement puis celles de spin -. En termes d'orbitales : les orbitales d'une sous-couche se vident d'abord consécutivement de leurs cases de spin + et en suite de leurs cases -. Cela suggère qu'au cours de la genèse, il se produit quelque chose de particulier à la disparition de chaque demi sous-couche. On peut voir dans l'existence du domaine caractérisé de cases normales une confirmation du principoe de Hund.

       Nous avons noté précédemment que les cases s et p sont toujours normales. Ainsi nous obtenons un domaine de cases normales que nous appelons caractérisé à cause de sa symétrie. Il possède un axe de symétrie horizontal qui est celui de la grille du Québécium. Il renferme 64 cases dont 2 vides (119 et 120). Figures 4.56 et 4.57.


Figure 4.56. 2 D. Domaine caractérisé de cases normales. Noter la symétrie par rapport à l'axe horizontal de la grille.

      3D. La figure 4.54 3D sur papier peut s'analyser semblablement, les 2 rangées d et f devenant 3 tétrades alignées selon l'axe horizontal dans la figure. Le domaine complet 3D fait intervenir 4 étages de t&etrades s, 3 de tétrades p, 2 de tétrades d et un d'une tétrade f. Total 16 tétrades. Le tout présente un plan de symétrie passant par l'arête s et perpendiculaire à l'arête f, aussi bien que l'ensemble du tétraèdre. Figures 4.57 et 58.



Figures 4.57 et 4.58. 3 D. Comme la figure précédente, mais 3 D. 10 tétrades traversées par le plan de symétrie et en plus 6 tétrades des sous-couches p.

      Les symétries nouvelles de ce domaine caractérisé ajoutent à celles décrites plus haut.

4.15 Tétraèdre concrétisé du domaine

      16 tétraèdres de 4 boules chacun se prêtent à un assemblage 3D tel que celui montré figure 2.72.. Ici la disposition des couleurs sera différente. L'assemblage de boules possède les symétries du tétraèdre régulier. Figure 4.59.

Figure 4.59. Tétraèdre des 16 tétrades du domaine caractérisé de cases normales : 4 s, 9 p, 2 d et 1 f. (64 boules). Par rapport aux boules de chaque couleur, l'arrangement a un plan de symétrie vertical passant par l'arête rjb. D'autres arrangements de symétrie comparable sont possibles.
      Les 14 tétrades d'éléments non compris dans le domaine en question peuvent s'associer en un assemblage continu semblable à celui de la figure ci-dessus, sauf qu'il manque une tétrade à chacun de 2 sommets, ce qui ne laisse qu'une arête de 8 boules. De la sorte, l'assemblage n'a pas les symétries du tétraèdre régulier, mais il a un plan de symétrie passant par l'arête de 8 boules et un autre perpendiculaire au précédent.

4.16 Prédiction : l'élément 112 est normal

       Par extrapolation et continuité, il est raisonnable de prévoir que la case 112 est normale, sinon, elle serait la seule sur 64 en défaut de symétrie.

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Dernière mise à jour : 5 novembre 2000