Как се класифицират елементите в периодичната таблица

Периодичната таблица, която съдържа всички естествени и луди химически елементи, е централният стълб на всяка класна стая по химия. Този метод на класификация датира от учебник от 1869 г., написан от Дмитрий Иванович Менделеев. Руският учен забеляза, че когато пише известните елементи с цел увеличаване на атомното тегло, може лесно да ги сортира в редове въз основа на подобни характеристики. Удивително е, че приликите бяха толкова отличителни, че Менделеев успя да остави места за няколко неоткрити елемента в своята периодична класификация.

В периодичната таблица елемент се определя от неговата вертикална група и хоризонтален период. Всеки период, номериран от един до седем, съдържа елементи на нарастващо атомно число. За разлика от оригиналния списък на Менделеев, съвременната периодична таблица се основава на атомния номер или броя на протоните в атомното ядро ​​на даден елемент. Протонното число е логичен избор за организиране на елементите, тъй като протоните определят химическата идентичност на атома, докато атомното тегло варира в зависимост от различните атомни изотопи. Осемнайсет колони са в периодичната таблица, обикновено наричани групи. Всяка група съдържа няколко елемента, които имат сходни физически свойства поради тяхната основна атомна структура.

Атомът е най-малкото разделение на материята, което запазва своята идентичност като химичен елемент; той е от централно ядро, заобиколено от електронен облак. Ядрото има положителен заряд поради протоните, които привличат малките, отрицателно заредени електрони. Електроните и протоните са еднакви по брой за неутрален атом. Електроните са организирани в орбитали или черупки поради принципите на квантовата механика, които ограничават броя на електроните във всяка черупка. Химичните взаимодействия между атомите обикновено засягат само външните електрони в последната обвивка, наречени валентни електрони. Елементите във всяка група имат еднакъв брой валентни електрони, което ги кара да реагират по подобен начин, когато придобиват или губят електрони на други атоми. Електронните обвивки се увеличават по размер, причинявайки нарастващия размер на периода на периодичната таблица.

Крайната лява страна на периодичната система включва две групи силно реактивни метали. С изключение на водорода, първата колона се състои от меките лъскави алкални метали. Тези метали имат само един електрон във валентната си обвивка, който лесно се подарява на друг атом при химични реакции. Поради експлозивната си реактивност както във въздуха, така и във водата, алкалните метали рядко се срещат в тяхната елементарна форма в природата. Във втората група алкалоземните метали имат два валентни електрона, което ги прави малко по-твърди и по-малко реактивни. Тези метали обаче все още рядко се срещат в елементарната им форма.

По-голямата част от елементите в периодичната таблица са класифицирани като метали. Преходните метали лежат в центъра на масата, обхващащи групи от три до 12. Тези елементи са твърди при стайна температура, с изключение на живака и имат металния цвят и ковкостта, очакван от металите. Тъй като валентните черупки растат толкова големи, някои от преходните метали са извлечени от периодичната таблица и са добавени в долната част на таблицата; тези, известни като Лантанидите и Актинидите. Много от преходните метали в долната част на периодичната таблица са редки и нестабилни.

От дясната страна на периодичната таблица груба диагонална линия разделя металите вляво от неметалите вдясно. Пресичащи тази линия са металоидите, като германий и арсен, които имат някои метални свойства. Химиците категоризират всички елементи вдясно от тази разделителна линия като неметали, с изключение на група 18 вдясно. Много от неметалите са газообразни и всички се отличават със склонността си да трупат електрони и да запълват валентните си черупки.

Група 18, в най-дясната страна на периодичната система, е съставена изцяло от газове. Тези елементи имат пълна валентна обвивка и не са склонни нито да печелят, нито да губят електрони. В резултат на това тези газове съществуват почти изключително в елементарната си форма. Химиците ги класифицират като благородни или инертни газове. Всички благородни газове са без цвят, без мирис и не реагират.