בסוף המאה ה -19 פרסם הכימאי הרוסי דמיטרי מנדלב את ניסיונו הראשון לקבץ יסודות כימיים לפי משקלי האטום שלהם. היו ידועים באותה עת רק כ -60 יסודות, אך מנדלייב הבין שכאשר היסודות היו מאורגנים לפי משקל, סוגים מסוימים של אלמנטים התרחשו בפרקי זמן קבועים או בתקופות.
כיום, 150 שנה לאחר מכן, כימאים מכירים רשמית 118 יסודות (לאחר הוספת ארבעה חדשים ב 2016) ועדיין משתמשים בטבלת האלמנטים התקופתיים של מנדלייב כדי לארגן אותם. הטבלה מתחילה עם האטום הפשוט ביותר, מימן, ואז מארגנת את שאר היסודות לפי מספר אטומי, שהוא מספר הפרוטונים שכל אחד מהם מכיל. עם קומץ חריגים, סדר היסודות תואם את המסה הגוברת של כל אטום.
הטבלה כוללת שבע שורות ו 18 עמודות. כל שורה מייצגת תקופה אחת; מספר התקופה של אלמנט מציין כמה מרמות האנרגיה שלו מכילות אלקטרונים. נתרן, למשל, יושב בתקופה השלישית, כלומר לאטום נתרן בדרך כלל יש אלקטרונים בשלוש רמות האנרגיה הראשונות. בהנעה לאורך הטבלה, תקופות ארוכות מכיוון שנדרש יותר אלקטרונים כדי למלא את הרמות החיצוניות הגדולות והמורכבות יותר.
העמודות בטבלה מייצגות קבוצות, או משפחות, של אלמנטים. האלמנטים בקבוצה לעתים קרובות נראים ומתנהגים באופן דומה, מכיוון שיש להם את אותו מספר אלקטרונים במעטפת החיצונית ביותר שלהם - הפנים שהם מראים לעולם. אלמנטים בקבוצה 18, בצד הימני הקיצוני של השולחן, למשל, הם בעלי פגזים חיצוניים מלאים ולעתים נדירות הם משתתפים בתגובות כימיות.
אלמנטים מסווגים בדרך כלל כמתכת או לא מטאלית, אך קו ההפרדה בין השניים מטושטש. אלמנטים ממתכת הם בדרך כלל מוליכים טובים של חשמל וחום. תת הקבוצות בתוך המתכות מבוססות על המאפיינים הדומים ותכונותיהם הכימיות של אוספים אלה. התיאור שלנו לטבלה המחזורית משתמש בקבוצות מקובלות של אלמנטים, על פי המעבדה הלאומית של לוס אלמוס.
מתכות אלקאליות: המתכות האלקליות מהוות את מרבית קבוצה 1, העמודה הראשונה של הטבלה. מבריק ורך מספיק כדי לחתוך בעזרת סכין, מתכות אלה מתחילות בליתיום (Li) ומסתיימות בפרנצ'יום (Fr). הם גם מגיבים מאוד ויתפרצו באש או אפילו יתפוצצו במגע עם מים, כך שכימאים אוגרים אותם בשמנים או בגזים אינרטיים. המימן, עם האלקטרון היחיד שלו, חי גם הוא בקבוצה 1, אך הגז נחשב לא-מתכתי.
מתכות אלקליות: המתכות האדמה-אלקליין מהוות את הקבוצה השנייה בטבלה המחזורית, מבריליום (Be) דרך רדיום (Ra). לכל אחד מהאלמנטים הללו יש שני אלקטרונים ברמת האנרגיה החיצונית ביותר שלהם, מה שהופך את האדמות האלקליות לתגובות מספיק, עד כי הם כמעט ולא נמצאים לבד בטבע. אבל הם לא מגיבים כמו המתכות האלקליות. התגובות הכימיות שלהם מתרחשות בדרך כלל לאט יותר ומייצרות פחות חום בהשוואה למתכות האלקליות.
לנטנידים: הקבוצה השלישית ארוכה מכדי להשתלב בעמודה השלישית, ולכן היא מתפרצת ומופנפת לצדדים כדי להפוך לשורה העליונה של האי שצף בתחתית השולחן. זהו lanthanides, יסודות 57 עד 71 - lanthanum (La) עד לוטטיום (Lu). האלמנטים בקבוצה זו הם בצבע לבן כסוף וכתמים במגע עם אוויר.
אקטינידים: האקטינידים קו בשורה התחתונה של האי וכוללים אלמנטים 89, actinium (Ac), דרך 103, lawrencium (Lr). מבין היסודות הללו, רק תוריום (Th) ואורניום (U) מופיעים באופן טבעי בכדור הארץ בכמויות ניכרות. כולם רדיואקטיביים. האקטינידים והלנטנידים יוצרים יחד קבוצה הנקראת מתכות המעבר הפנימיות.
מתכות מעבר: כשחוזרים לגוף הראשי של הטבלה, יתרת הקבוצות 3 עד 12 מייצגת את שאר מתכות המעבר. אלמנטים אלה הם מה שאתה חושב עליו כשאתה שומע את המילה מטאל, קשה אך ניתן להסרה, מבריק ובעל מוליכות טובה. רבים מהלהיטים הגדולים ביותר של עולם המתכות - כולל זהב, כסף, ברזל ופלטינה - חיים כאן.
מתכות לאחר מעבר: לפני הקפיצה לעולם הלא-מתכתי, מאפיינים משותפים אינם מחולקים בצורה מסודרת לאורך קווי קבוצה אנכיים. המתכות שלאחר המעבר הן אלומיניום (Al), גליום (Ga), אינדיום (אינץ '), תאליום (Tl), פח (Sn), עופרת (Pb) וביסמוט (Bi), והן מתחילות בין קבוצה 13 לקבוצה 17. לאלמנטים אלה יש כמה מהמאפיינים הקלאסיים של מתכות המעבר, אך הם נוטים להיות רכים יותר ומתנהלים בצורה גרועה יותר ממתכות מעבר אחרות. טבלאות תקופתיות רבות יכללו קו "גרם מדרגות" מודגש מתחת לברון המחבר האלכסוני עם אסטטין. אשכול המתכות לאחר המעבר משמאל למטה בקו זה.
מתכות: המטאלואידים הם בורון (B), סיליקון (Si), גרמניום (Ge), ארסן (As), אנטימון (Sb), Tellurium (Te) ופולוניום (Po). הם יוצרים את גרם המדרגות המייצג את המעבר ההדרגתי ממתכות ללא מתכות. אלמנטים אלה לפעמים מתנהגים כמוליכים למחצה (B, Si, Ge) ולא כמוליכים. מטאלואידים נקראים גם "חצי-מטאל" או "מתכות לקויות".
לא מתכות: כל השאר בצד הימני העליון של גרם המדרגות - בתוספת מימן (H), תקוע חזרה בקבוצה 1 - הוא לא מטאלי. אלה כוללים פחמן (C), חנקן (N), זרחן (P), חמצן (O), גופרית (S) וסלניום (Se).
הלוגנים: ארבעת האלמנטים הראשונים בקבוצה 17, מפלואור (F) דרך אסטטין (At), מייצגים אחד משני קבוצות המשנה של הלא-מתכות. ההלוגנים מגיבים כימית למדי ונוטים להזדווג עם מתכות אלקליות לייצור סוגים שונים של מלח. מלח השולחן במטבח שלכם, למשל, הוא נישואין בין נתרן המתכת אלקלי וכלור הלוגן.
גזים אצילים: גזים חסרי צבע, חסרי ריח וכמעט בלתי מגיבים לחלוטין, הגזים האינרטיים או האצילים מסבבים את השולחן בקבוצה 18. כימאים רבים מצפים שאוגנסון, אחד מארבעת היסודות ששמו לאחרונה, ישתף במאפיינים אלה; עם זאת, מכיוון שלמרכיב זה יש מדידת מחצית חיים באלפיות השנייה, איש לא הצליח לבדוק אותו ישירות. אוגנסון משלים את התקופה השביעית של הטבלה המחזורית, כך שאם מישהו יצליח לסנתז את האלמנט 119 (והמירוץ לעשות זאת כבר בעיצומו), הוא יסתובב כדי להתחיל בשורה שמונה בעמדת המתכת האלקלית.
בגלל האופי המחזורי שנוצר כתוצאה מהתקופתיות שמעניקה לשולחן את שמו, ישנם כימאים שמעדיפים לדמיין את הטבלה של מנדלייב כמעגל.
נוסף משאבים:
