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周期表は、すべての自然発生的および狂気の化学要素を含み、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年の本にまでさかのぼります。ロシアの科学者は、既知の元素を原子量の増加順に記述したときに、同様の特性に基づいて簡単に行に分類できることに気付きました。驚くべきことに、類似点は非常に特徴的であったため、メンデレーエフは定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、要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、または元素原子核の陽子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、原子量は異なる原子同位体によって変化するため、陽子数は元素を構成するための論理的な選択です。通常、グループと呼ばれる18の列が周期表にあります。各グループには、基礎となる原子構造のために類似した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、化学要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のものです。核は陽子のために正の電荷を持ち、陽子は小さな負に帯電した電子を引き付けます。中性原子の場合、電子と陽子の数は等しくなります。電子は、各シェルの電子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シェルの外側の電子のみに影響します。各グループの元素は同じ数の価電子を持ち、他の原子と電子をやり取りする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、最初の列は柔らかく、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、原子価殻に電子を1つしか持たず、化学反応で別の原子に簡単に寄付されます。アルカリ金属は、空気と水の両方で爆発的な反応性があるため、自然界では元素の形ではめったに見つかりません。 2番目のグループでは、アルカリ土類金属には2つの価電子があり、わずかに硬く反応性が低くなります。ただし、これらの金属が元素形態で見つかることはほとんどありません。
遷移金属
周期表の大部分の元素は金属として分類されます。遷移金属は、3〜12のグループにまたがるテーブルの中央にあります。これらの元素は、水銀を除く室温で固体であり、金属に期待される金属色と展性を持っています。原子価殻は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と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。このラインにまたがるのは、ゲルマニウムやヒ素などのメタロイドであり、これらはいくつかの金属特性を持っています。化学者は、右端のグループ18を除き、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。非金属の多くはガス状であり、すべてが電子を獲得してその原子価殻を満たす傾向があることで注目に値します。
希ガス
周期表の右端のグループ18は、すべてガスで構成されています。これらの元素は完全な原子価殻を持ち、電子を獲得したり失ったりすることはありません。その結果、これらのガスはほとんどすべて元素状で存在します。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。