Celebração dos 150 anos da Tabela Periódica na Academia das Ciências

Mathematics and the Periodic Table

Academia das Ciências, Lisboa

The periodic table: Some mathematical aspects
José Francisco Rodrigues (CIM and FCiências/ULisboa)

The periodic table is central to chemistry and after one and half century of life it became one of the indispensable tools for science and an icon for scientific inquiry. Although until now mathematicians have little to say on the periodic table, the mathematical chemistry is an expanding interdisciplinary area. Recent works have shown the importance of the underlying mathematics of the periodic table in diverse areas such as group theory, topology, information theory and, of course, quantum mechanics. This introductory talk intends to make a short introduction to some mathematical aspects related to the periodic table, from a mathematician perspective. 

 

The periodic table: The power of systematisation. The importance of precision
Manuel Yáñez and Otilia Mo (Universidad Autónoma de Madrid)

One hundred and fifty years ago the first important systematization in the realm of chemistry was done, ordering the elements in terms of its atomic mass. This first attempt was crucial even though not totally correct. A better knowledge of the atomic structure improved this initial systematization in terms of the number of electrons; but a real understanding of the periodicity in the atomic properties was possible only when the mathematical functions describing the electrons within an atom were obtained. The use of the variational principle looking for the minimal energy of an atomic and molecular system was the engine behind this understanding, though soon it became also clear that, in some specific cases, second order properties could be not adequately described even if the precision got for the energy was large. Magnetic properties are a good example, or the singularity of the elements of the first row of the periodic table with respect to the others within the same group. Some of these questions will be analyzed in our presentation.

 

The periodic table: Are atoms the bricks of molecules?
Adelino Galvão (ISTécnico/ULisboa)

Chemists are the architects of the electronic cloud to give it shape and function. Atomic nuclei are bare necessities (like rebars in concrete) to provide the external potential that hold and shape electrons within the molecule, but otherwise useless in what concerns its chemical properties. Those are defined, in the Quantum formalism, by a statistical distribution function that we believe can be expressed by a linear expansion in a basis of pre-existent atomic centered distribution functions. Time as proved that this approach must be completed with extra polarization and diffuse functions to get results within experimental accuracy. The shape of the wave function resulting from the overlap of so many different basis functions has no resemblance to the original atoms that made the molecule. For instance, in the C-O molecule how can one divide between C and O the charge density in the middle of the bond? Traditional chemical concepts like bonds, rings, nonbonding pairs, electrophilic, nucleophilic,. electronegativity, functional group, etc. are lost in the wave function formalism. Those can be recovered by proving that the wave function uniquely defines the charge density (and vice-versa) and both are uniquely defined by the external potential. We will show, by topological analysis of the charge density, how to recover the traditional chemical language, such as atoms, in a quantum formalism and precisely define what is an atom in a molecule.

 

The periodic table: Counting lattice points and atomic energies oscillations
Antonio Córdoba  (ICMAT and UAMadrid)

The purpose of this talk is to present an oscillatory term appearing in the nonrelativistic theory of large atoms. To account for chemical phenomena, one wants a very accurate determination of their ground state energies and its analogue for molecules. Unfortunately, such great accuracy is more than we can achieve today. Nevertheless, there are some results involving an almost periodic trigonometric sum related with the understanding of the periodic table from first principles of Quantum Mechanics. It is a sum reminiscent of those appearing in Number Theory when we try to count Lattice Points inside circles or spheres.

15h00
Fotografia de árvores sem folhas e de bancos de jardim

Estudantes de pós-graduação em Matemática de CIÊNCIAS falam, de forma descontraída e informal, sobre o seu trabalho.

Título/data/local do evento e fotografia do orador

Talk @DI, por Alex Davidson (DI/FCUL).

Logótipo da exposição

Esta exposição reflete o futuro do Design em Portugal e estará patente ao público até 28 de março.

Banner do Dia do DEGGE 2025.

A 20 de fevereiro, contamos contigo para um evento dedicado às três áreas de estudo do Dia do Departamento de Engenharia Geográfica, Geofísica e Energia: Engenharia da Energia e Ambiente; Meteorologia, Oceanografia e Geofísica; Engenharia Geoespacial.

Título/data do programa, logótipo da ULisboa e fotografia de jovem a ouvir música de olhos fechados

Uma introdução à prática de meditação onde vais aprender a gerir as tuas emoções, pensamentos e desenvolver um relacionamento saudável contigo e com os outros - inscrições até 21 de fevereiro.

Seminário do Centro de Física Teórica e Computacional, por Cátia Pesquita (LASIGE).

Título/data/local do evento e fotografia de vegetais

Workshop hands-on, dirigido a todos os estudantes da ULisboa.

Pormenor de pessoa sentada a ler um livro

Maiores de 50 anos - Candidaturas até 14 de fevereiro.

Seminário de Geometria, por Marcos Petrúcio Cavalcante (Universidade Federal de Alagoas - UFAL).

Logótipo do evento

An annual event aimed to promote the research done by CIÊNCIAS Researchers in the field of Biotechnology, with a special emphasis on Blue and Green biotechnological solutions for a sustainable tomorrow.

NCPInTheHouse 2025

Registration on the workshop is free but mandatory - deadline: 24 February.

CIÊNCIAS na feira Unlimited Future: 27 de fevereiro

Se queres saber mais informações sobre os cursos de CIÊNCIAS, não deixes de participar!

Título "Bolsas de Doutoramento Unite! ULisboa", logótipos das entidades promotoras e fotografia de jovem investigadora a utilizar um laptop na esplanada de um café

O 4.º concurso decorre até 28 de fevereiro.

Título "Bolsas Alumni Solidárias" e fotografia de grupo de alunos

As candidaturas decorrem até 28 de fevereiro.

Pormenor de membro de orquestra

Concerto no âmbito do programa Música na Universidade de Lisboa.

Composição de imagens relativas à área das ciências forenses

O curso visa disponibilizar aos profissionais com formação universitária inicial ao nível da licenciatura os conhecimentos básicos e a informação necessária ao eventual futuro ingresso e exercício de funções em áreas Médico-Legais e Forenses - candidaturas até 05 de fevereiro.

Pormenor da capa do livro

O livro resulta do projeto de investigação Saúde e Estilos de Vida no Ensino Superior em Portugal (ES+Saúde) - inscrições na sessão até 27 de fevereiro.

Cientista a trabalhar com tubos de ensaio

O curso forma profissionais para atividade na área das Análises Clínicas ou Patologia Clínica - candidaturas até 14 de fevereiro.

Os participantes neste workshop ficarão a saber mais sobre como executar uma enxertia sem erros, para além dos cuidados a ter com as árvores de fruto ao longo do ano.

Logótipo do evento

A iniciativa tem como principal objetivo promover uma discussão construtiva sobre a estratégia da ULisboa no âmbito da sustentabilidade e destacar boas práticas das Escolas apresentadas pelas Associações de Estudantes.

Título do curso

Ao longo de 10 horas serão abordados temas tais como contornar as principais dificuldades na comunicação da Biodiversidade, como usar histórias, ou a importância dos conceitos científicos na hora de os comunicar.

Logótipo do Dia Internacional da Matemática

Atividades a decorrer em CIÊNCIAS nos dias 14 e 19 de março.

Título "Jornadas de Matemática" e logótipos das entidades envolvidas

O Departamento de Matemática e o Núcleo de Estudantes de Matemática e Matemática Aplicada associam-se às celebrações do Dia Internacional da Matemática.

Planta

As candidaturas terminam a 20 de março, estando previstos vários eventos de matchmaking para ajudar os participantes a encontrar parceiros para os seus projetos.

Título "Cybersecurity Executive Program Edição 2025", sobre um fundo em tons de verde

Candidaturas até 06 de março.

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