В конце 19 века русский химик Дмитрий Менделеев опубликовал свою первую попытку сгруппировать химические элементы по их атомному весу. В то время было известно всего около 60 элементов, но Менделеев понял, что когда элементы были организованы по весу, определенные типы элементов возникали через регулярные промежутки или периоды.
Сегодня, 150 лет спустя, химики официально распознают 118 элементов (после добавления четырех новичков в 2016 году) и до сих пор используют периодическую таблицу элементов Менделеева для их организации. Таблица начинается с самого простого атома, водорода, а затем упорядочивает остальные элементы по атомному номеру, который является числом протонов, которое содержит каждый. За небольшим исключением порядок элементов соответствует возрастанию массы каждого атома.
Таблица состоит из семи строк и 18 столбцов. Каждая строка представляет один период; номер периода элемента показывает, сколько его энергетических уровней содержат электроны. Например, натрий находится в третьем периоде, что означает, что у атома натрия обычно есть электроны на первых трех энергетических уровнях. При движении вниз по таблице периоды длиннее, потому что для заполнения больших и более сложных внешних уровней требуется больше электронов.
Столбцы таблицы представляют группы или семейства элементов. Элементы в группе часто выглядят и ведут себя одинаково, потому что они имеют одинаковое количество электронов в своей внешней оболочке - лицо, которое они показывают миру. Например, элементы группы 18 в дальней правой части таблицы имеют полностью заполненные внешние оболочки и редко участвуют в химических реакциях.
Элементы обычно классифицируются как металлические или неметаллические, но разделительная линия между ними нечеткая. Металлические элементы обычно являются хорошими проводниками электричества и тепла. Подгруппы в металлах основаны на сходных характеристиках и химических свойствах этих коллекций. Наше описание периодической таблицы использует общепринятые группы элементов, согласно Лос-Аламосской национальной лаборатории.
Щелочных металлов: Щелочные металлы составляют большую часть группы 1, первого столбца таблицы. Блестящие и достаточно мягкие, чтобы резать ножом, эти металлы начинаются с лития (Li) и заканчиваются францием (Fr). Они также чрезвычайно реактивны и могут загореться или даже взорваться при контакте с водой, поэтому химики хранят их в маслах или инертных газах. Водород с одним электроном также живет в группе 1, но этот газ считается неметаллом.
Щелочноземельные металлы: Щелочноземельные металлы составляют группу 2 периодической таблицы, от бериллия (Be) до радия (Ra). Каждый из этих элементов имеет два электрона на своем внешнем энергетическом уровне, что делает щелочные земли достаточно реактивными, чтобы их редко можно было найти в природе в одиночку. Но они не так реактивны, как щелочные металлы. Их химические реакции обычно происходят медленнее и производят меньше тепла по сравнению со щелочными металлами.
Лантаноиды: Третья группа слишком длинна, чтобы вписаться в третий столбец, поэтому она разбивается и переворачивается вбок, чтобы стать верхним рядом острова, который плавает в нижней части стола. Это лантаноиды, элементы с 57 по 71 - от лантана (La) до лютеция (Lu). Элементы этой группы имеют серебристо-белый цвет и тускнеют при контакте с воздухом.
Актиниды: Актиниды выстилают нижний ряд острова и содержат элементы 89, актиний (Ac), 103, лоуренций (Lr). Из этих элементов только торий (Th) и уран (U) встречаются в природе на Земле в значительных количествах. Все радиоактивные. Актиноиды и лантаноиды вместе образуют группу, называемую внутренними переходными металлами.
Переходные металлы: Возвращаясь к основному тексту таблицы, остальные группы с 3 по 12 представляют остальные переходные металлы. Твердые, но податливые, блестящие и обладающие хорошей проводимостью, эти элементы - то, о чем вы обычно думаете, когда слышите слово металл. Многие из величайших хитов мира металлов - в том числе золото, серебро, железо и платина - живут здесь.
Постпереходные металлы: Перед прыжком в неметаллический мир общие характеристики не разделены аккуратно вдоль вертикальных групповых линий. Постпереходными металлами являются алюминий (Al), галлий (Ga), индий (In), таллий (Tl), олово (Sn), свинец (Pb) и висмут (Bi), и они охватывают группу 13 и группу 17. Эти элементы имеют некоторые классические характеристики переходных металлов, но они имеют тенденцию быть более мягкими и проводить хуже, чем другие переходные металлы. Во многих периодических таблицах под диагональной линией, соединяющей бор и астат, будет выделена жирная линия «лестница». Кластер постпереходных металлов в левом нижнем углу этой линии.
Металлоиды: Металлоиды - это бор (B), кремний (Si), германий (Ge), мышьяк (As), сурьма (Sb), теллур (Te) и полоний (Po). Они образуют лестницу, которая представляет постепенный переход от металлов к неметаллам. Эти элементы иногда ведут себя как полупроводники (B, Si, Ge), а не как проводники. Металлоиды также называют "полуметаллами" или "бедными металлами".
Неметаллы: Все остальное в правом верхнем углу лестницы - плюс водород (H), находящийся на мели в группе 1, - неметалл. К ним относятся углерод (C), азот (N), фосфор (P), кислород (O), сера (S) и селен (Se).
Галогены: Четыре верхних элемента группы 17, от фтора (F) до астатина (At), представляют собой одно из двух подмножеств неметаллов. Галогены являются достаточно химически активными и имеют тенденцию к образованию пары со щелочными металлами с образованием различных типов соли. Например, поваренная соль на вашей кухне - это брак между натрием щелочного металла и галогеновым хлором.
Благородные газы: Бесцветные, без запаха и почти полностью нереакционноспособные инертные или благородные газы окружают стол в группе 18. Многие химики ожидают, что oganesson, один из четырех недавно названных элементов, разделит эти характеристики; однако, поскольку этот элемент имеет период полураспада, измеряемый в миллисекундах, никто не смог проверить его напрямую. Oganesson завершает седьмой период периодической таблицы, поэтому, если кому-то удастся синтезировать элемент 119 (и гонка для этого уже идет), он начнет цикл вокруг, чтобы начать восьмой ряд в столбце щелочных металлов.
Из-за циклической природы, создаваемой периодичностью, которая дает таблице имя, некоторые химики предпочитают визуализировать таблицу Менделеева в виде круга.
дополнительный Ресурсы:
