19. gadsimta beigās krievu ķīmiķis Dmitrijs Mendeļejevs publicēja savu pirmo mēģinājumu sagrupēt ķīmiskos elementus pēc to atomu svara. Tajā laikā bija zināmi tikai aptuveni 60 elementi, taču Mendeļejevs saprata, ka tad, kad elementi tika sakārtoti pēc svara, noteikta veida elementi notika regulāros intervālos vai periodos.
Šodien, pēc 150 gadiem, ķīmiķi oficiāli atzīst 118 elementus (pēc četru jaunpienācēju pievienošanas 2016. gadā) un joprojām organizē Mendeļejeva periodisko elementu tabulu. Tabula sākas ar vienkāršāko atomu, ūdeņradi, un pēc tam pārējos elementus sakārto pēc atomu skaita, tas ir, katrā saturošo protonu skaitu. Ar dažiem izņēmumiem elementu secība atbilst katra atoma pieaugošajai masai.
Tabulā ir septiņas rindas un 18 slejas. Katra rinda apzīmē vienu periodu; elementa perioda numurs norāda, cik no tā enerģijas līmeņiem atrodas elektroni. Piemēram, nātrijs atrodas trešajā periodā, kas nozīmē, ka nātrija atomā parasti ir elektroni pirmajos trīs enerģijas līmeņos. Pārvietojoties pa galdu, periodi ir garāki, jo lielāka un sarežģītāka ārējā līmeņa aizpildīšanai nepieciešams vairāk elektronu.
Tabulas slejas attēlo elementu grupas vai ģimenes. Grupas elementi bieži izskatās un uzvedas līdzīgi, jo visattālākajā apvalkā - sejā, kuru viņi pasaulei parāda - ir vienāds elektronu skaits. 18 grupas elementiem, piemēram, tabulas labajā malā, ir pilnīgi pilni ārējie apvalki un reti piedalās ķīmiskās reakcijās.
Elementus parasti klasificē kā metālus vai bez metāliem, bet dalīšanas līnija starp abiem ir izplūdusi. Metāla elementi parasti ir labi elektrības un siltuma vadītāji. Metālu apakšgrupas balstās uz šo kolekciju līdzīgajām īpašībām un ķīmiskajām īpašībām. Saskaņā ar Los Alamos Nacionālās laboratorijas sniegto periodiskās tabulas aprakstu tiek izmantotas vispārpieņemtas elementu grupas.
Sārmu metāli: Sārmu metāli veido lielāko daļu no 1. grupas, tabulas pirmās kolonnas. Spīdīgi un pietiekami mīksti, lai sagrieztu ar nazi, šie metāli sākas ar litiju (Li) un beidzas ar franciju (Fr). Tie ir arī ārkārtīgi reaģējoši un, nonākot saskarē ar ūdeni, eksplodēs liesmās vai pat eksplodēs, tāpēc ķīmiķi tos uzglabā eļļās vai inertajās gāzēs. Ūdeņradis ar vienu elektronu dzīvo arī 1. grupā, bet gāze tiek uzskatīta par metālu.
Sārmzemju metāli: Sārmzemju metāli veido periodiskās tabulas 2. grupu - no berilija (Be) līdz rādijam (Ra). Katram no šiem elementiem tā tālākajā enerģijas līmenī ir divi elektroni, kas padara sārmainās zemes pietiekami reaģējošas, ka dabā tās reti sastopamas. Bet tie nav tik reaktīvi kā sārmu metāli. To ķīmiskās reakcijas parasti notiek lēnāk un rada mazāk siltuma, salīdzinot ar sārmajiem metāliem.
Lantanīdi: Trešā grupa ir pārāk gara, lai ietilptu trešajā kolonnā, tāpēc tā tiek izlauzta un pārvietota uz sāniem, lai kļūtu par salas augšējo rindu, kas peld galda apakšā. Tie ir lantanīdi, no 57. līdz 71. elementam - no lantāna (La) līdz lutetium (Lu). Šīs grupas elementiem ir sudrabaini balta krāsa, un tie, saskaroties ar gaisu, sabojājas.
Aktinīdi: Aktinīdi ir salas apakšējā rindā, un tie satur elementus 89 - aktiniju (Ac) līdz 103 un Lawrencium (Lr). No šiem elementiem tikai torijs (Th) un urāns (U) dabiski sastopami uz Zemes ievērojamā daudzumā. Visi ir radioaktīvi. Aktinīdi un lantanīdi kopā veido grupu, ko sauc par iekšējiem pārejas metāliem.
Pārejas metāli: Atgriežoties pie tabulas pamatdaļas, atlikušās grupas no 3. līdz 12. pārstāv pārējos pārejas metālus. Cieti, bet kaļami, spīdīgi un ar labu vadītspēju, šie elementi parasti ir tie, par kuriem jūs domājat, dzirdot vārdu metal. Šeit dzīvo daudzi no lielākajiem metālu pasaules hitiem, ieskaitot zeltu, sudrabu, dzelzi un platīnu.
Metāli pēc pārejas: Pirms lēciena nemetālajā pasaulē dalītās īpašības nav kārtīgi sadalītas pa vertikālām grupas līnijām. Metāli pēc pārejas ir alumīnijs (Al), gallijs (Ga), indijs (In), tallijs (Tl), alva (Sn), svins (Pb) un bismuts (Bi), un tie aptver 13. grupu līdz 17. grupai. Šiem elementiem ir dažas pārejas metālu klasiskās īpašības, taču tie mēdz būt mīkstāki un izturēties sliktāk nekā citi pārejas metāli. Daudzās periodiskajās tabulās būs parādīta trekna līnija “kāpņu telpa” zem diagonāles, kas savieno boru ar astatīnu. Pēc pārejas metāli sagrupējas šīs līnijas apakšējā kreisajā pusē.
Metalloīdi: Metalloīdi ir bors (B), silīcijs (Si), germānija (Ge), arsēns (As), antimons (Sb), telūrs (Te) un polonijs (Po). Tie veido kāpnes, kas atspoguļo pakāpenisku pāreju no metāliem uz nemetāla izstrādājumiem. Šie elementi dažkārt uzvedas kā pusvadītāji (B, Si, Ge), nevis kā vadītāji. Metalloīdus sauc arī par "pusmetāliem" vai "sliktiem metāliem".
Nemetāli: Viss pārējais kāpņu augšējā labajā stūrī - kā arī ūdeņradis (H), aizvērts atpakaļ 1. grupā - ir nemetālisks. Tajos ietilpst ogleklis (C), slāpeklis (N), fosfors (P), skābeklis (O), sērs (S) un selēns (Se).
Halogēni: Četri galvenie 17. grupas elementi no fluora (F) līdz astatīnam (At) pārstāv vienu no diviem nemetāla izstrādājumu apakškopas. Halogēni ir diezgan ķīmiski reaģējoši un mēdz sapāroties ar sārmu metāliem, lai iegūtu dažāda veida sāli. Piemēram, galda sāls jūsu virtuvē ir laulība starp sārmu metālu nātriju un halogēna hloru.
Cēlgāzes: Bezkrāsainas, bez smaržas un gandrīz pilnīgi nereaģējošas inertās vai cēlgāzes noapaļo 18. grupas tabulu. Daudzi ķīmiķi sagaida, ka oganesonam, vienam no četriem no jauna nosauktajiem elementiem, būs kopīgas šīs īpašības; tomēr, tā kā šī elementa pussabrukšanas periods mēra milisekundēs, neviens to nav varējis tieši pārbaudīt. Oganessons pabeidz periodiskās tabulas septīto periodu, tāpēc, ja kādam izdodas sintezēt 119. elementu (un sacensības to darīt jau notiek), tas apvīsies un sāksies astotā rinda sārmu metāla kolonnā.
Cikliskuma dēļ, ko rada periodiskums, kas tabulai piešķir nosaukumu, daži ķīmiķi dod priekšroku Mendeļejeva tabulu vizualizēt kā apli.
Papildu resursiem:
