Kan het op zijn kop zetten van het periodiek systeem sommige belangrijke aspecten begrijpelijker maken en meer mensen enthousiasmeren om scheikunde te gaan studeren?

Deze vraag wordt gesteld in een artikel gepubliceerd in Natuurchemie vandaag door chemici en psychologen aan de Universiteit van Nottingham en de universiteiten van Manchester en Liverpool.

2019 markeert de 150e verjaardag van de eerste publicatie van het periodiek systeem van Mendelejev, wat de gangbare manier is geworden om de elementen te ordenen en nieuwe te voorspellen - maar is er een betere manier om deze informatie voor een nieuw en vooral een jong publiek te presenteren?

180 graden draaien

De chemici van Nottingham, Sir Martyn Poliakoff en Dr. Sam Tang, suggereren dat door het periodiek systeem 180 graden op een horizontale as te draaien, de tabel meer op een traditionele grafiek zou lijken, zodat de waarden van onder naar boven toenemen. Door de lichtere elementen onderaan en de zware bovenaan te plaatsen, zouden de meeste eigenschappen ook van onder naar boven toenemen, inclusief; atoomnummer, atoom massa, atomaire straal, maximale oxidatietoestand en reactiviteit.

Sir Martyn zegt:"Denk aan het periodiek systeem vanuit het gezichtspunt van kinderen die voor het eerst kijken naar de tafel van Mendelejev die aan de muur van de klas hangt. De leraar noemt zelden een van de elementen die typisch het dichtst bij de ooghoogte van de kinderen liggen en praat meestal over degenen die hoog aan de bovenkant van de tabel staan. De huidige lay-out maakt het ook moeilijker om een ​​van de belangrijkste concepten te begrijpen die ten grondslag liggen aan de structuur van het periodiek systeem, namelijk de volgorde van het vullen van elektronenschillen. Aan de tafel van Mendelejev, deze vullen van boven naar beneden terwijl de meeste alledaagse voorwerpen zoals bekers, baden en afvalbakken vullen van onder naar boven."

Martyn en Sam suggereren dat door het periodiek systeem ondersteboven te draaien, het vullen van de elektronenschillen gemakkelijker te begrijpen zal zijn. Verrassend genoeg, niemand lijkt dit eerder te hebben geprobeerd, in de afgelopen 150 jaar.

Het uitzicht vergelijken

Maar hoe zouden mensen omgekeerde periodieke tabellen bekijken in vergelijking met de traditionele? Om dit te onderzoeken, Martyn riep de hulp in van twee experimentele psychologen - zijn dochter Dr. Ellen Poliakoff van de Universiteit van Manchester en haar medewerker Dr. Alexis Makin van de Universiteit van Liverpool. Ellen en Alexis vroegen deelnemers om silhouetten van periodieke tabellen te beoordelen en registreerden tegelijkertijd waar de deelnemers keken met behulp van eye-tracking. Om vooroordelen te vermijden, werden alle letters verwijderd, zodat de deelnemers naar lege vierkanten keken.

Hun resultaten toonden aan dat deelnemers een lichte voorkeur hadden voor de traditionele oriëntatie en, in beide richtingen, mensen brachten de meeste tijd door met zoeken in het centrum. Echter, hun ogen werden naar boven getrokken met de traditionele oriëntatie en naar beneden voor de omgekeerde versie.

Ellen legt uit; "In beide aanzichten werden mensen aangetrokken om naar het afzonderlijke deel van de vorm te kijken - de 'poten' van de tafel of de lichtere elementen. Ons onderzoek gebruikte naïeve deelnemers die geen scheikunde studeerden, dus we moeten nog uitzoeken of de effecten vergelijkbaar zijn voor mensen met expertise in chemie. Het is ook waarschijnlijk dat meer ervaring met de omgekeerde tafel de lichte voorkeur zou kunnen overwinnen die mensen toonden voor de rechtopstaande versie."

Alexis voegt toe:"De bevindingen vertellen ons ook iets over de psychologie van visuele voorkeuren. Mensen gaven de voorkeur aan de traditionele, rechtopstaande periodieke tabellen, zelfs zonder ze te herkennen. Dergelijke onbewuste 'mere exposure'-effecten zijn al sinds de jaren zestig bekend. We stellen voor dat ze worden aangedreven door bekende opeenvolgingen van beelden en oogbewegingen, niet alleen bekende beelden. Dit zegt iets over de esthetische aantrekkingskracht van kunst en design. Mensen zouden kunnen zeggen dat ze van een schilderij houden, maar wat ze echt leuk vinden, is de manier waarop hun ogen ermee omgaan."

Sir Martyn besluit:"Het was erg leuk om met psychologen te werken. We hebben tot nu toe verrassend positieve reacties gehad op het omkeren van het periodiek systeem en hoewel we niet beweren dat onze versie op de een of andere manier 'correcter' is, hebben we het gevoel dat het wat duidelijke voordelen:door iets vanuit een nieuw gezichtspunt te bekijken, ontstaan ​​nieuwe ideeën, dus dit nieuwe perspectief kan een nieuw denken creëren. Ook, het op deze manier gebruiken van het periodiek systeem toont aan dat het systeem voortdurend evolueert en nieuwe uitdagingen kan aangaan. We hopen dat mensen onze suggestie serieus zullen bekijken en zien wat ze van dit nieuwe perspectief vinden."