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
Grupo de estudantes

O evento propõe um debate aberto sobre a linguagem inclusiva, reconhecendo-a como uma dimensão essencial da equidade e da participação plena de toda a comunidade académica.

Logótipo e datas da Lisboa Games Week 2025

CIÊNCIAS vai estar presente na Lisboa Games Week, o maior evento de videojogos e entretenimento em Portugal! O nosso Departamento de Informática irá promover várias atividades permanentes, durante os quatro dias do evento.

Dois participantes em anterior edição da Feira da Matemática

A Feira da Matemática regressa ao MUHNAC e conta, um vez mais, com a participação de vários docentes de CIÊNCIAS!

MISSÃO RAMbo: um percurso em caminhada de sensibilização para a Resistência aos Antimicrobianos (RAM), que decorrerá no Anfiteatro Keil do Amaral, com um percurso de 5,4 km e com possibilidade de trazer o seu melhor amigo (um cão por pessoa).

Pessoa a observar as estrelas

Conheça os aventureiros que expandem os limites da descoberta em todo o mundo.

Seminário de Lógica Matemática, por Stephen Mackereth (Dartmouth College, Society of Fellows and Department of Philosophy).

Logótipo da Semana da Ciência e da Tecnologia 2025

Na Semana da Ciência e da Tecnologia, entre 24 e 30 de novembro 2025, a ciência será novamente a grande protagonista.

Título "Turin Staff Week 2025", sobre fotografia da cidade de Turim

Uma oportunidade única para desenvolver competências, criar redes internacionais e conhecer de perto uma das instituições parceiras da aliança Unite! - inscrições até 21 de setembro.

Título do programa, fotografia de túnel e logótipo da Rede Alumni CIÊNCIAS

As candidaturas estão abertas de 24 de novembro de 2025 a 8 de janeiro de 2026.

Seminário do Centro de Física Teórica e Computacional, por Caren Norden (Gulbenkian Institute for Molecular Medicine, Oeiras, Portugal).

Vista aérea de povoação

A conferência é subordinada ao tema “People and Planet: How the Environment Shapes Human Health”.

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O curso visa capacitar investigadores, docentes e técnicos para integrar os princípios da economia circular em ambientes laboratoriais académicos - candidaturas até 22 de novembro.

Grupo de estudantes

27 de novembro: A Cerimónia contará com a intervenção do Secretário de Estado Adjunto e do Trabalho, Adriano Rafael Moreira.

Três investigadores num laboratório

O curso visa capacitar profissionais para aplicar os princípios da economia circular em ambientes laboratoriais industriais, promovendo práticas sustentáveis e eficientes - candidaturas até 22 de novembro.

O evento tem como objetivo aproximar a ciência da sociedade, promovendo o diálogo aberto e a reflexão conjunta sobre temas ligados à mente, cérebro e cognição.

Título "Gostarias de realizar uma mobilidade Erasmus+?" e fotografia de estudante

Candidaturas de 01 a 31 de dezembro - as sessões informativas têm início a 19 de novembro.

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O curso tem como principal objetivo capacitar para a implementação e gestão sustentável de espaços de cultivo nas cidades, promovendo a segurança alimentar e a autonomia na produção de alimentos - candidaturas até 02 de novembro.

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O curso proporciona uma visão aprofundada das tecnologias que suportam o desenvolvimento e integração de aplicações web - candidaturas até 10 de novembro.

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O curso fornece uma compreensão abrangente dos princípios e práticas fundamentais da cibersegurança e da privacidade, com aplicação tanto em contextos genéricos como em sistemas críticos - candidaturas até 07 de novembro.

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