自然界に存在する狂った化学元素をすべて含む周期表は、化学教室の中心的な柱です。 この分類方法は、ドミトリ・イワノビッチ・メンデレーエフによって書かれた1869年の教科書にまでさかのぼります。 ロシアの科学者は、原子量の大きい順に既知の元素を書くと、同様の特性に基づいてそれらを簡単に行に分類できることに気づきました。 驚くべきことに、類似性は非常に特徴的だったので、メンデレーエフは彼の周期的な分類でいくつかの未発見の要素のためのスペースを残すことができました。
定期的な組織
周期表では、元素はその垂直グループと水平周期によって定義されます。 1から7までの番号が付けられた各期間には、原子番号が増加する要素が含まれています。 メンデレーエフの元のリストとは異なり、現代の周期表は原子番号、または元素の原子核内のプロトンの数に基づいています。 陽子は原子の化学的同一性を決定するのに対し、原子量は原子同位体によって異なるため、陽子番号は元素を編成するための論理的な選択です。 18列は周期表にあり、通常はグループと呼ばれます。 各グループには、基礎となる原子構造のために同様の物理的特性を持ついくつかの要素が含まれています。
科学的根拠
原子は、化学元素としてのアイデンティティを維持する物質の最小の区分です。 それは電子雲に囲まれた中心核です。 原子核は陽子のために正の電荷を持っており、陽子は小さな負に帯電した電子を引き付けます。 中性原子の電子と陽子の数は同じです。 電子は、各シェル内の電子の数を制限する量子力学の原理により、軌道またはシェルに編成されます。 原子間の化学的相互作用は通常、価電子と呼ばれる最後の殻の外側の電子にのみ影響します。 各グループの元素は同じ数の価電子を持っているため、他の原子と電子を獲得または喪失したときに同様に反応します。 電子殻のサイズが大きくなり、周期表の周期サイズが大きくなります。
アルカリおよびアルカリ土類金属
周期表の左端には、反応性の高い金属の2つのグループが含まれています。 水素を除いて、最初のカラムは柔らかく光沢のあるアルカリ金属で構成されています。 これらの金属は、価電子殻に電子が1つしかないため、化学反応で別の原子に簡単に供与されます。 空気と水の両方で爆発反応性があるため、アルカリ金属は自然界で元素の形で見つかることはめったにありません。 2番目のグループでは、アルカリ土類金属は2つの価電子を持っているため、わずかに硬く、反応性が低くなります。 ただし、これらの金属はまだ元素の形で見つかることはめったにありません。
遷移金属
周期表の元素の大部分は金属として分類されています。 遷移金属はテーブルの中央にあり、グループ3から12にまたがっています。 これらの元素は、水銀を除いて室温で固体であり、金属に期待される金属色と展性を持っています。 価電子殻が非常に大きくなるため、遷移金属の一部は周期表から抜粋され、チャートの下部に追加されます。 これらはランタニドおよびアクチニドとして知られています。 周期表の下部にある遷移金属の多くはまれで不安定です。
メタロイドと非金属
周期表の右側では、大まかな対角線が左側の金属と右側の非金属を分けています。 この線にまたがるのは、ゲルマニウムやヒ素など、いくつかの金属特性を持つメタロイドです。 化学者は、右端のグループ18を除いて、この分割線の右側にあるすべての元素を非金属として分類します。 非金属の多くは気体であり、すべてが電子を獲得して価電子殻を満たす傾向があることで注目に値します。
希ガス
周期表の右端にあるグループ18は、完全にガスで構成されています。 これらの元素は完全な価電子殻を持ち、電子を獲得したり失ったりしない傾向があります。 結果として、これらのガスはほとんど独占的に元素の形で存在します。 化学者はそれらを希ガスまたは不活性ガスとして分類します。 すべての希ガスは無色、無臭、非反応性です。