Периодическая таблица Менделеева: группы и периоды

Карточная игра с элементами

В 1869 году русский химик Дмитрий Менделеев написал каждый известный элемент на карточке — с атомной массой и свойствами. Он разложил карточки по возрастанию массы и заметил, что похожие свойства возвращаются снова и снова, как ноты в октаве. Закономерность была красивой, но работала только при условии, что оставлены пустые места. Вместо того чтобы прятать пропуски, Менделеев объявил, что там стоят ещё не найденные элементы. Картина рисует первые ряды его таблицы с вопросительными знаками там, где карточек не хватало. В то время было известно около 63 элементов.

Предсказания сбываются

Менделеев пошёл дальше и описал недостающие элементы. Для клетки под алюминием он предсказал металл с атомной массой около 68. В 1875 году французский химик Поль-Эмиль Лекок де Буабодран нашёл его и назвал галлием. Он плавится примерно при 30 °C, так что кусочек может расплавиться на ладони. Для клетки под кремнием Менделеев предсказал массу около 72 и плотность около 5,5 г/см³. В 1886 году Клеменс Винклер открыл германий: масса 72,6, плотность 5,35 г/см³. Такие точные попадания заставили учёных поверить таблице. А в 1913 году Генри Мозли показал, что настоящий порядок задаёт атомный номер — число протонов.

Периоды и группы

Каждая строка таблицы — период, их семь. Каждый столбец — группа, их восемнадцать. У элементов одной группы одинаковое число внешних электронов, поэтому они ведут себя похоже. Вдоль периода каждый шаг добавляет один протон и один электрон. Выберите в песочнице свойство — атомную массу, электроотрицательность или радиус атома — и таблица превратится в столбики, высота которых его показывает. Атомная масса растёт почти ровно. Электроотрицательность — то, насколько сильно атом притягивает общие электроны, — достигает максимума у фтора: 3,98 по шкале Полинга. Радиус уменьшается вдоль периода и растёт вниз по группе. Видите гребни и впадины? Этот повторяющийся узор и есть периодичность.

Металлы, неметаллы и благородные газы

Большинство элементов — металлы: блестящие, ковкие, хорошо проводящие ток, как железо, медь и золото. Неметаллы вроде углерода, кислорода и серы в твёрдом виде обычно хрупкие и плохо проводят ток. Справа стоят благородные газы — гелий, неон, аргон и их родственники, у которых внешние оболочки заполнены, поэтому почти не вступают в реакции. Группа 1, щелочные металлы, — их противоположность: у каждого атома один слабо удерживаемый внешний электрон. Активность растёт вниз по группе: литий слабее натрия, натрий слабее калия. Поэтому эти металлы хранят под маслом, а показывают только обученные учителя за защитным экраном. Картина рисует это как лестницу готовности к реакции.

118 и счёт продолжается

Сегодня подтверждены 118 элементов: от водорода под номером 1 до оганесона под номером 118. Примерно 90 из них встречаются в природе. Самые тяжёлые получают в лабораториях, и живут они лишь долю секунды. В 2016 году Международный союз ИЮПАК утвердил названия четырёх новейших: нихоний (113), московий (115), теннессин (117) и оганесон (118), и седьмой ряд был завершён. Откройте страницу школы «Периодическая таблица», чтобы подробно изучить каждый элемент. Таблица Менделеева сильно выросла, но её форма и логика остались такими же, как в 1869 году.

Периодическая таблица