Kan det att vända det periodiska systemet på huvudet göra vissa viktiga aspekter lättare att förstå och entusiasmera fler människor att studera kemi?

Denna fråga ställs i en artikel publicerad i Naturkemi idag av kemister och psykologer vid University of Nottingham och Manchester och Liverpools universitet.

2019 markerar 150-årsdagen av den första publiceringen av Mendeleevs periodiska system, som har blivit det accepterade sättet att arrangera elementen och förutsäga nya – men finns det ett bättre sätt att presentera denna information för en ny och i synnerhet en ung publik?

Gör en 180 graders sväng

Nottingham-kemisterna Sir Martyn Poliakoff och Dr. Sam Tang föreslår att genom att vrida det periodiska systemet 180 grader på en horisontell axel skulle tabellen mer likna en traditionell graf så att värdena ökar från botten till toppen. Att placera de lättare elementen i botten och tunga i toppen skulle innebära att de flesta egenskaperna också ökar från botten till toppen, Inklusive; atomnummer, atomisk massa, Atom radie, maximalt oxidationstillstånd och reaktivitet.

Sir Martyn säger:"Tänk på det periodiska systemet från synvinkeln av barn som för första gången tittar på Mendeleevs bord som hänger på klassrummets vägg. Läraren nämner sällan några av de element som vanligtvis ligger närmast barnens ögonhöjd och pratar mestadels om de högt upp nära toppen av tabellen. Den nuvarande layouten gör det också svårare att förstå ett av nyckelbegreppen som ligger till grund för strukturen i det periodiska systemet, nämligen ordningen för fyllningen av elektronskal. I Mendeleevs bord, dessa fylls från toppen till botten medan de flesta vardagliga föremål som bägare, bad och soptunnor fylls från botten och upp."

Martyn och Sam föreslår att om man vänder upp och ner på det periodiska systemet kommer det att göra fyllningen av elektronskalen lättare att förstå. Förvånande, ingen verkar ha försökt göra detta tidigare, under de senaste 150 åren.

Jämför utsikten

Men hur skulle folk se upp och ner på periodiska system jämfört med det traditionella? För att undersöka detta, Martyn tog hjälp av två experimentella psykologer – hans dotter Dr Ellen Poliakoff från University of Manchester och hennes medarbetare Dr Alexis Makin från University of Liverpool. Ellen och Alexis bad deltagarna att betygsätta silhuetter av periodiska tabeller och spelade samtidigt in var deltagarna tittade med hjälp av eye-tracking. För att undvika förutfattade meningar togs alla bokstäver bort så att deltagarna tittade på tomma rutor.

Deras resultat visade att deltagarna hade en liten preferens för den traditionella inriktningen och, i båda riktningarna, människor ägnade mest tid åt att leta i centrum. Dock, deras ögon drogs uppåt med den traditionella orienteringen och nedåt för den uppochnervända versionen.

Ellen förklarar; "I båda vyerna drogs människor till att titta på den distinkta delen av formen - bordets "ben" eller de lättare elementen. Vår studie använde naiva deltagare som inte studerade kemi, så vi måste fortfarande ta reda på om effekterna är liknande för dem med expertis inom kemi. Det är också troligt att mer erfarenhet av det inverterade bordet skulle kunna övervinna den lilla preferens som folk visade för den upprättstående versionen."

Alexis tillägger:"Fynden säger oss också något om psykologin för visuella preferenser. Folk föredrog de traditionella, upprättstående periodiska system, även utan att känna igen dem. Sådana omedvetna "bara exponering"-effekter har varit kända sedan 1960-talet. Vi föreslår att de drivs av välbekanta sekvenser av bilder och ögonrörelser, inte bara bekanta bilder. Detta säger oss något om konstens och designens estetiska tilltal. Folk kanske säger att de gillar en målning, men det de verkligen gillar är hur deras ögon interagerar med det."

Sir Martyn avslutar:"Det har varit riktigt roligt att arbeta med psykologer. Vi har fått ett förvånansvärt positivt svar på att invertera det periodiska systemet hittills och även om vi inte hävdar att vår version på något sätt är "riktigare" tycker vi att den har några tydliga fördelar. Att se på något från en ny synvinkel ger upphov till nya idéer, så detta nya perspektiv kan skapa lite nytt tänkande. Också, att använda det periodiska systemet på detta sätt visar att tabellen ständigt utvecklas och kan möta nya utmaningar. Vi hoppas att folk tar en seriös titt på vårt förslag och ser vad de tycker om detta nya perspektiv."