02Основная тема

Периодическая таблица

Периодическая таблица — самый мощный инструмент химии: карта всех известных элементов, упорядоченная по свойствам. Научившись её читать, вы узнаете об элементе почти всё.

Что такое периодическая таблица?

Периодическая таблица — систематическое размещение всех 118 известных химических элементов по возрастанию атомного номера и по сходству химических свойств. Это самый важный справочник в химии.

У каждого элемента есть своя ячейка с символом, атомным номером, названием и атомной массой. Положение элемента в таблице говорит о его поведении очень много.

Key Fact
В таблице сейчас 118 подтверждённых элементов. Самый тяжёлый природный — уран (U, №92). Элементы 93–118 синтетические, получены в лабораториях.

Краткая история

В 1869 году русский химик Дмитрий Менделеев опубликовал первую широко признанную периодическую таблицу. Он расположил 63 известных элемента по атомной массе и заметил, что свойства повторяются периодически — отсюда и «периодическая». Удивительно, что он оставил пропуски для ещё не открытых элементов и правильно предсказал их свойства.

Современная таблица упорядочена по атомному номеру (числу протонов), а не по массе — это уточнение сделал Генри Мозли в 1913 году, устранив ряд несоответствий у Менделеева.

Как читать ячейку элемента

6
C
Углерод
12.011
Число сверху (6): атомный номер — число протонов. Определяет элемент.
Крупная буква (C): химический символ — 1–2 буквенное сокращение элемента.
Название (Углерод): полное название элемента.
Число снизу (12.011): атомная масса — усреднённая масса атомов с учётом изотопов.
Цвет/позиция: указывает на категорию (металл, неметалл, благородный газ и т.д.).

Группы и семейства

Столбцы периодической таблицы называются группами (или семействами). Элементы одной группы имеют одинаковое число валентных электронов и потому — сходные химические свойства.

Щелочные металлы
LiNaKRbCsFr

Очень активные металлы. Бурно реагируют с водой. Мягкие и серебристые.

Щёлочноземельные металлы
BeMgCaSrBaRa

Активные металлы, но менее, чем щелочные. Кальций — в ваших костях!

Переходные металлы
FeCuZnAuAgPt

Большой средний блок. Хорошие проводники, образуют цветные соединения.

Неметаллы
CNOSPSe

Плохие проводники, необходимы для жизни. Углерод, кислород и азот — здесь.

Галогены
FClBrIAt

Очень активные неметаллы. Образуют соли с металлами. Фтор — самый реакционный элемент.

Благородные газы
HeNeArKrXeRn

Практически инертны. Полные внешние оболочки. Используются в неоновых вывесках и лампах.

Периоды (строки)

Строки таблицы называются периодами. Всего их 7. При движении вдоль периода слева направо атомный номер увеличивается на 1, а элементы постепенно переходят от металлов к неметаллам и к благородным газам.

Каждый период соответствует заполнению новой электронной оболочки. Период 1 содержит 2 элемента (H и He — заполняется первая оболочка). Период 2 — 8 элементов. Период 4 — 18 элементов (заполняются и d-орбитали).

Tip
Номер периода показывает, сколько электронных оболочек у элемента. Углерод — в 2-м периоде, значит у него 2 оболочки.

Категории элементов

КатегорияСвойстваПримеры
МеталлыБлестящие, проводят тепло/ток, ковкие, пластичныеЖелезо (Fe), Медь (Cu), Золото (Au)
НеметаллыПлохие проводники, хрупкие в твёрдом виде, разный видУглерод (C), Кислород (O), Сера (S)
МеталлоидыСвойства между металлами и неметаллами (полупроводники)Кремний (Si), Мышьяк (As), Германий (Ge)
Благородные газыБесцветные, без запаха, крайне инертныеГелий (He), Неон (Ne), Аргон (Ar)
ГалогеныОчень активные неметаллы, образуют соли с металламиФтор (F), Хлор (Cl), Бром (Br)
ЛантаноидыРедкоземельные металлы со сходными свойствамиЦерий (Ce), Неодим (Nd)
АктиноидыРадиоактивные металлы, в основном синтетическиеУран (U), Плутоний (Pu)

Одно из самых сильных свойств таблицы — предсказуемые тенденции изменения свойств вдоль строк и по группам.

Атомный радиус

Растёт вниз по группе (больше оболочек). Уменьшается вдоль периода (больше протонов притягивают электроны).

Электроотрицательность

Растёт вдоль периода и вверх по группе. Фтор — самый электроотрицательный элемент.

🔋 Энергия ионизации

Энергия для отрыва электрона. Растёт вдоль периода, уменьшается вниз по группе.

Металлический характер

Растёт вниз по группе и влево. Самый металлический элемент — Франций (Fr).

Важные элементы, которые стоит знать

1
H
Водород
1.008

Самый распространённый элемент во Вселенной. Составляет около 75% всей обычной материи.

6
C
Углерод
12.011

Основа всей жизни. Образует больше соединений, чем любой другой элемент.

8
O
Кислород
15.999

Составляет 21% атмосферы Земли. Необходим для дыхания.

7
N
Азот
14.007

78% атмосферы Земли. Необходим для белков и ДНК.

26
Fe
Железо
55.845

Самый распространённый элемент на Земле по массе. Ядро Земли — в основном железо.

79
Au
Золото
196.97

Не тускнеет и не корродирует. Применяется в электронике для надёжных контактов.

11
Na
Натрий
22.990

Половина поваренной соли (NaCl). Необходим для работы нервной системы.

17
Cl
Хлор
35.45

Используется для обеззараживания воды. С натрием образует поваренную соль.