ตารางธาตุ (อังกฤษ : Periodic table ) คือ การจัดเรียงธาตุเคมี ในรูปแบบของตารางตามเลขอะตอม การจัดเรียงอิเล็กตรอน และสมบัติทางเคมี ที่ซ้ำกัน โดยจะใช้แนวโน้มพิริออดิก คาบ " โดยปกติโลหะ อยู่ฝั่งซ้ายและอโลหะ อยู่ฝั่งขวา ส่วนแถวแนวตั้งเรียกว่า "หมู่ " ประกอบด้วยธาตุที่มีสมบัติทางเคมีคล้ายคลึงกัน มี 6 หมู่ที่ได้รับการตั้งชื่อที่ยอมรับกันทั่วไปและเลขหมู่ เช่น ธาตุหมู่ 17 มีชื่อว่า แฮโลเจน และธาตุหมู่ 18 มีชื่อว่า แก๊สมีสกุล ตารางธาตุยังมีอาณาเขตรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าอย่างง่าย 4 รูปที่เรียกว่า "บล็อก " ซึ่งเกี่ยวข้องกับการเติมออร์บิทัลเชิงอะตอม ที่แตกต่างกัน
ธาตุทุกตัวนับตั้งแต่มีเลขอะตอมเท่ากับ 1 (ไฮโดรเจน ) จนถึง 118 (ออกาเนสซอน ) ได้รับการค้นพบหรือสังเคราะห์ ขึ้นมาแล้ว ทำให้ตารางธาตุในปัจจุบันมีครบทั้ง 7 คาบ[ 1] [ 2] [ n 1] ห้องปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์ หรือในเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ [ 3] นักเคมี ก็กำลังพยายามสร้างขึ้นมา ธาตุเหล่านี้จะเริ่มที่คาบ 8 และมีงานทฤษฎีต่าง ๆ ที่ให้รายละเอียดเกี่ยวกับธาตุในตำแหน่งเหล่านั้น นิวไคลด์กัมมันตรังสี สังเคราะห์จำนวนมากของธาตุที่พบได้ในธรรมชาติก็สร้างขึ้นในห้องปฏิบัติการด้วยเช่นกัน
การจัดเรียงตารางธาตุสามารถใช้อธิบายความสัมพันธ์ของสมบัติธาตุต่าง ๆ และยังใช้ทำนายสมบัติทางเคมีและพฤติกรรมของธาตุที่ยังไม่ได้ค้นพบหรือสังเคราะห์ใหม่ ดมีตรี เมนเดเลเยฟ นักเคมีชาวรัสเซีย ตีพิมพ์ตารางธาตุในลักษณะแบบนี้เป็นคนแรกในปี พ.ศ. 2412 จัดโดยเรียงตามสมบัติทางเคมีของธาตุที่มีในขณะนั้น และเมนเดเลเยฟยังสามารถทำนายธาตุที่ยังไม่ค้นพบ ที่คาดว่าสามารถเติมเต็มช่องว่างในตารางธาตุได้ การทำนายของเขาส่วนใหญ่พิสูจน์แล้วว่าถูกต้อง แนวคิดของเมนเดเลเยฟก็ค่อย ๆ ขยายเพิ่มขึ้นและปรับปรุงด้วยการค้นพบหรือการสังเคราะห์ธาตุใหม่ ๆ และการพัฒนาแบบจำลองทางทฤษฎีใหม่ ๆ ที่ใช้อธิบายพฤติกรรมของธาตุเคมี ตารางธาตุในปัจจุบันให้กรอบความคิดที่เป็นประโยชน์ต่อการวิเคราะห์ปฏิกิริยาเคมี และนำไปใช้กันอย่างกว้างขวางในการศึกษาวิชาเคมี ฟิสิกส์นิวเคลียร์ หรือวิทยาศาสตร์สาขาอื่น ๆ
ตารางธาตุทุกรูปแบบจะประกอบไปด้วยธาตุเคมีเท่านั้น ไม่มีสารผสม สารประกอบ หรืออนุภาคมูลฐาน [ n 2] ไอโซโทป เช่น คาร์บอน มีไอโซโทปที่ปรากฏในธรรมชาติ 3 ไอโซโทป โดยไอโซโทปของคาร์บอน ส่วนใหญ่ที่ปรากฏในธรรมชาติจะประกอบไปด้วยโปรตอน 6 ตัวและนิวตรอน 6 ตัว แต่มีเพียง 1 เปอร์เซ็นต์ที่จะมีนิวตรอน 7 ตัว และมีโอกาสนิดเดียวที่จะพบคาร์บอนที่มีนิวตรอน 8 ตัว ไอโซโทปแต่ละไอโซโทปจะไม่ถูกแยกออกจากกันในตารางธาตุ พวกมันถูกจัดให้เป็นธาตุเดียวกันไปเลย ธาตุที่ไม่มีไอโซโทปที่เสถียรจะสามารถหามวลอะตอมได้จากไอโซโทปที่เสถียรที่สุดของมัน โดยมวลอะตอมที่เสถียรที่สุดดังกล่าวจะแสดงในวงเล็บ[ 6]
ในตารางธาตุมาตรฐาน ธาตุจะถูกเรียงตามเลขอะตอม (จำนวนโปรตอนในนิวเคลียสของอะตอม) ที่เพิ่มขึ้น คาบ ใหม่จะมีได้ก็ต่อเมื่อวงอิเล็กตรอนใหม่มีอิเล็กตรอนอยู่ในวงอย่างน้อยหนึ่งตัว หมู่ จะกำหนดตามการจัดเรียงอิเล็กตรอน ของอะตอม ธาตุที่มีจำนวนอิเล็กตรอนเดียวกันในวงอิเล็กตรอนชั้นนอกสุดจะถูกจัดให้อยู่ในหมู่เดียวกัน (เช่น ออกซิเจน กับซีลีเนียม อยู่ในหมู่เดียวกันเพราะว่าพวกมันมีอิเล็กตรอน 4 ตัวในวงอิเล็กตรอนชั้นนอกสุดเหมือนกัน) โดยทั่วไป ธาตุที่สมบัติทางเคมีคล้ายกันจะถูกจัดในหมู่เดียวกัน ถึงแม้จะเป็นในบล็อก-f ก็ตาม และธาตุบางตัวในบล็อก-d มีธาตุที่มีสมบัติเหมือนกันในคาบเดียวกันเช่นกัน ดังนั้นจึงเป็นเรื่องง่ายที่จะทำนายสมบัติทางเคมีของธาตุเหล่านั้น ถ้ารู้ว่าธาตุรอบ ๆ นั้นมีคุณสมบัติอย่างไร[ 7]
จนถึง พ.ศ. 2559 ตารางธาตุมีธาตุที่ได้รับการยืนยันแล้ว 118 ตัว ตั้งแต่ธาตุที่ 1 (ไฮโดรเจน) ถึงธาตุที่ 118 (ออกาเนสซอน)[ 8]
ธาตุทั้งหมด 98 พบได้ในธรรมชาติ อีก 16 ธาตุที่เหลือ นับตั้งแต่ ธาตุที่ 99 (ไอน์สไตเนียม) จนถึงธาตุที่ 118 (ออกาเนสซอน) ถูกสังเคราะห์ขึ้นในห้องปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์เท่านั้น ในบรรดาธาตุ 98 ตัวที่พบในธรรมชาตินี้ มีธาตุ 84 ตัวที่เป็นธาตุเกิดพร้อมโลก และที่เหลืออีก 14 ธาตุปรากฏในโซ่ของการสลายตัว ของธาตุเกิดพร้อมโลกเหล่านั้น[ 3] [ 9]
การจัดวางตารางธาตุ
ตารางธาตุโดยบล็อก-f แยกออกจากตารางธาตุหลัก ตารางธาตุโดยบล็อก-f รวมกับตารางธาตุหลัก
แลนทาไนด์และแอกทิไนด์แยกออกจากตารางธาตุหลัก (ซ้ายมือ) และอยู่ในตารางธาตุหลัก (ขวามือ)
ในการนำเสนอตารางธาตุผ่านทางกราฟิกนั้น ตารางธาตุหลักจะมี 18 หมู่ และมีหมู่แลนทาไนด์และแอกทิไนด์แยกออกมาอยู่ด้านล่างของตารางธาตุหลัก[ 10] แบเรียม กับแฮฟเนียม และระหว่างเรเดียม กับรัทเทอร์ฟอร์เดียม ตามลำดับ โดยธาตุเหล่านี้จะมีเลขอะตอมระหว่าง "51 – 71" และตารางธาตุอีกลักษณะหนึ่ง คือตารางธาตุ 32 หมู่ ซึ่งจะนำหมู่แลนทาไนด์และแอกทิไนด์เข้ามาอยู่ในตารางธาตุหลักด้วย โดยจะอยู่ในคาบที่ 6 กับคาบที่ 7
ถึงอย่างนั้น มีการสร้างตารางธาตุรูปแบบอื่น ๆ ขึ้นมา โดยยึดพื้นฐานของสมบัติทางกายภาพและสมบัติทางเคมีของธาตุด้วย
หมู่ เป็นแถวแนวตั้งในตารางธาตุ หมู่ยังถูกใช้เพื่อตรวจสอบแนวโน้มของธาตุ ซึ่งเห็นชัดได้กว่าคาบหรือบล็อก ทฤษฎีควอนตัม ของอะตอมได้อธิบายว่าธาตุในหมู่เดียวกันมีสมบัติทางเคมีเหมือนกัน เนื่องจากมีการจัดเรียงอิเล็กตรอนที่เหมือนกันในวงวาเลนซ์ ของมัน[ 11] [ 12] [ 13] [ 14] [ 15]
ภายใต้การตั้งชื่ออย่างเป็นทางการหมู่ที่มีเลข 1 ถึง 18 จากฝั่งซ้ายสุด (โลหะแอลคาไล) มายังฝั่งขวาสุด (แก๊สมีสกุล) [ 16] เลขโรมัน ในสหรัฐอเมริกา เลขโรมันเหล่านี้ตามด้วยอักษร "A" เมื่อหมู่นั้นอยู่ในบล็อก-s หรือ p และตามด้วยอักษร "B" เมื่อหมู่นั้นอยู่ในบล็อก-d เลขโรมันใช้เพื่อต่อท้ายเลขตัวสุดท้ายที่บอกหมู่ (เช่น ธาตุหมู่ 4 เป็น IVB และธาตุหมู่ 14 เป็น IVA) ในยุโรป การแบ่งในลักษณะนี้มีขึ้นเหมือนกัน ยกเว้นหมู่ที่ใช้อักษร "A" จะใช้เมื่อเป็นหมู่ที่ 10 ลงมา และ "B" จะใช้เมื่อเป็นหมู่ที่ 10 และหมู่ที่ 10 ขึ้นไป นอกจากนี้หมู่ที่ 8 9 และ 10 เป็นหมู่ที่มีขนาดใหญ่กว่าหมู่อื่น ๆ 3 เท่า โดยทั้งหมดมีชื่อหมู่ว่า VIII แต่ใน พ.ศ. 2531 ระบบการตั้งชื่อใหม่ของไอยูแพกก็เกิดขึ้นและการตั้งชื่อหมู่แบบเก่าก็ถูกยกเลิกไป[ 17]
ธาตุในหมู่เดียวกันจะมีความคล้ายคลึงกันในรัศมีอะตอม พลังงานไอออไนเซชัน และอิเล็กโทรเนกาติวิตี จากธาตุบนสุดของหมู่ลงมาถึงธาตุล่างสุดของหมู่ รัศมีอะตอมจะเพิ่มขึ้นเนื่องจากมีระดับพลังงานและวาเลนซ์อิเล็กตรอนที่เพิ่มขึ้น โดยมันจะอยู่ห่างจากนิวเคลียสเพิ่มขึ้นด้วยเช่นกัน ในส่วนของพลังงานไอออไนเซชัน ธาตุในหมู่เดียวกันจะมีพลังงานไอออไนเซชันที่คล้ายกัน แต่ธาตุในคาบเดียวกันจากซ้ายไปขวาจะมีพลังงานไอออไนเซชันเพิ่มขึ้น เนื่องจากมันง่ายที่จะดึงอิเล็กตรอนออกไป เนื่องจากอะตอมไม่มีพันธะระหว่างอิเล็กตรอนที่แน่นหนา เช่นเดียวกันอิเล็กโทรเนกาติวิตีจะเพิ่มขึ้นจากบนลงล่าง เนื่องจากธาตุที่อยู่ล่างกว่ามีระยะห่างระหว่างนิวเคลียสกับวาเลนซ์อิเล็กตรอนมากกว่าธาตุที่อยู่ด้านบน[ 18] หมู่ 11 สัมพรรคภาพอิเล็กตรอนจะมีการเพิ่มขึ้นจากล่างขึ้นบน[ 19]
คาบ เป็นแถวในแนวนอนของตารางธาตุ ถึงแม้ว่าหมู่จะบอกแนวโน้มของธาตุเคมีที่สำคัญ แต่ก็ยังมีบางที่ที่แนวโน้มตามคาบจะสำคัญกว่า เช่น บล็อก-f ที่ซึ่งแลนทาไนด์และแอกทิไนด์มีสมบัติทางเคมีเพิ่มขึ้นจากซ้ายไปขวา[ 20]
ธาตุในคาบเดียวกันจะมีความคล้ายคลึงกันในรัศมีอะตอม พลังงานไอออไนเซชัน สัมพรรคภาพอิเล็กตรอน และอิเล็กโทรเนกาติวิตี จากซ้ายไปขวา ส่วนใหญ่รัศมีอะตอมของธาตุจะค่อย ๆ ลดลง เนื่องจากธาตุที่อยู่ถัดไปมีจำนวนโปรตอนและอิเล็กตรอนเพิ่มขึ้น ซึ่งทำให้อิเล็กตรอนอยู่ใกล้นิวเคลียสมากขึ้น[ 21] [ 18] [ 22]
จากซ้ายไปขวา: บล็อก-s บล็อก-f บล็อก-d และบล็อก-p ในตารางธาตุ บล็อก เป็นบริเวณพิเศษในตารางธาตุ ซึ่งจะบ่งบอกว่าอิเล็กตรอนในวงอิเล็กตรอนแต่ละวงเต็มหรือไม่ ในแต่ละบล็อกจะตั้งชื่อตามวงย่อยที่อิเล็กตรอน "ตัวสุดท้าย" สามารถเข้าไปอยู่ได้[ 23] [ n 3] บล็อก-s เป็นบล็อกที่อยู่ทางซ้ายมือสุดในตารางธาตุ บล็อกนี้ประกอบไปด้วยธาตุในหมู่ 1 (โลหะแอลคาไล ) และหมู่ 2 (โลหะแอลคาไลน์เอิร์ท ) รวมถึงไฮโดรเจน และฮีเลียม บล็อก-p เป็นบล็อกที่อยู่ทางขวาสุดของตารางธาตุ ประกอบไปด้วยธาตุใน 6 หมู่สุดท้าย ตั้งแต่หมู่ที่ 13 ถึง หมู่ที่ 18 ในไอยูแพก (3B ถึง 8A ในสหรัฐอเมริกา) และยังมีธาตุกึ่งโลหะทั้งหมดในบล็อกนี้ด้วย บล็อก-d เป็นบล็อกที่ประกอบไปด้วยธาตุในหมู่ 3 ถึง หมู่ที่ 12 (3B ถึง 2B ในสหรัฐอเมริกา) ธาตุในบล็อกนี้เป็นธาตุโลหะแทรนซิชันทั้งหมด บล็อก-f เป็นบล็อกที่ไม่มีเลขหมู่ และอยู่ด้านล่างของตารางธาตุ ในบล็อกนี้ประกอบไปด้วยธาตุในแลนทาไนด์และแอกทิไนด์[ 24]
โลหะ กึ่งโลหะ อโลหะ ธาตุที่ไม่มีกลุ่มตามสมบัติทางเคมี ตามสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของมัน เรายังสามารถแบ่งธาตุออกได้เป็นสามส่วนใหญ่ ๆ ได้แก่ โลหะ กึ่งโลหะ และอโลหะ ธาตุโลหะส่วนใหญ่จะสะท้อนแสง อยู่ในรูปอัลลอย และยังสามารถทำปฏิกิริยากับธาตุอโลหะ (ยกเว้น แก๊สมีสกุล ) ได้สารประกอบไอออนิกในรูปของเกลือ ส่วนธาตุอโลหะส่วนใหญ่จะเป็นแก๊สซึ่งไม่มีสีหรือมีสี อโลหะที่ทำปฏิกิริยากับอโลหะด้วยกันจะทำให้เกิดสารประกอบที่มีพันธะโควาเลนต์ ระหว่างธาตุโลหะกับธาตุอโลหะ คือธาตุกึ่งโลหะ ซึ่งจะมีสมบัติของธาตุโลหะและอโลหะผสมกัน[ 25]
โลหะและอโลหะยังสามารถแบ่งย่อยออกไปอีกตามความเป็นโลหะ จากซ้ายไปขวาในตารางธาตุ โลหะยังแบ่งย่อยไปเป็นโลหะแอลคาไลที่มีความว่องไวในการทำปฏิกิริยาสูง โลหะแอลคาไลน์-เอิร์ทที่มีความว่องไวในการทำปฏิกิริยารองลงมา แลนทาไนด์และแอกทิไนด์ โลหะแทรนซิชัน และจบที่โลหะหลังแทรนซิชันซึ่งมีความเป็นโลหะน้อยที่สุดในบรรดาโลหะด้วยกัน ส่วนอโลหะแบ่งออกเป็นอโลหะหลายวาเลนซ์ ซึ่งจะอยู่ใกล้กับตำแหน่งของธาตุกึ่งโลหะ มีสมบัติบางประการที่คล้ายกับโลหะ และอโลหะวาเลนซ์เดียว ซึ่งเป็นอโลหะหลัก และแก๊สมีสกุล ซึ่งเป็นธาตุที่เสถียรแล้ว และในโลหะแทรนซิชันยังมีการแบ่งออกไปอีก เช่น โลหะมีสกุล และ โลหะทนไฟ และธาตุย่อยในโลหะเหล่านี้ (ในตัวอย่าง) เป็นที่รู้จักแล้ว[ 26] [ 27]
การจัดเรียงอิเล็กตรอนตามกฎของแมนเดลัง การจัดเรียงอิเล็กตรอนเป็นส่วนหนึ่งที่ทำให้เราสามารถจัดธาตุในตารางธาตุได้ เพราะจากซ้ายไปขวาตามคาบ อิเล็กตรอนจะเพิ่มขึ้น อิเล็กตรอนจะเข้าไปอยู่ในวงอิเล็กตรอน (วงที่ 1 วงที่ 2 และอื่น ๆ) แต่ละวงก็ประกอบไปด้วยวงย่อยหนึ่งวงหรือมากกว่านั้น (มีชื่อว่า s p d f และ g) เมื่อเลขอะตอมของธาตุมากขึ้น อิเล็กตรอนจะเข้าไปอยู่ในวงย่อยตามกฎของแมนเดลัง เช่นการจัดเรียงอิเล็กตรอนของนีออน คือ 1s2 2s2 2p6 ด้วยเลขอะตอมเท่ากับ 10 นีออนมีอิเล็กตรอน 2 ตัวในวงอิเล็กตรอนแรก และมีอิเล็กตรอนอีก 8 ตัวในวงอิเล็กตรอนที่สอง โดยแบ่งเป็นในวงย่อย s 2 ตัวและในวงย่อย p 6 ตัว ในส่วนของตารางธาตุ เมื่ออิเล็กตรอนตัวหนึ่งไม่สามารถไปอยู่ในวงอิเล็กตรอนที่สองได้แล้ว มันก็จะเข้าไปอยู่ในวงอิเล็กตรอนใหม่ และธาตุนั้นก็จะถูกจัดให้อยู่ในคาบถัดไป ซึ่งตำแหน่งเหล่านี้เป็นธาตุไฮโดรเจน และธาตุในหมู่โลหะแอลคาไล [ 28] [ 29]
กราฟแสดงรัศมีอะตอมของแต่ละธาตุเรียงตามเลขอะตอม[ n 4] รัศมีอะตอมของธาตุแต่ละตัวมีความแตกต่างในการทำนายและอธิบายในตารางธาตุ ยกตัวอย่างเช่น รัศมีอะตอมทั่วไปลดลงไปตามหมู่ของตารางธาตุจากโลหะแอลคาไลถึงแก๊สมีสกุล และจะเพิ่มขึ้นรวดเร็วจากแก๊สมีสกุลมายังโลหะแอลคาไลในจุดเริ่มต้นของคาบถัดไป แนวโน้มเหล่านี้ของรัศมีอะตอม (และสมบัติทางเคมีและทางกายภาพของธาตุอื่น ๆ) สามารถอธิบายได้โดยทฤษฎีวงอิเล็กตรอนของอะตอม พวกมันมีหลักฐานสำคัญสำหรับการพัฒนาทฤษฎีควอนตัม [ 30]
อิเล็กตรอนในวงย่อย 4f ซึ่งจะถูกเติมเต็มตั้งแต่ซีเรียม (ธาตุที่ 58) ถึงอิตเตอร์เบียม (ธาตุที่ 70) เนื่องด้วยอิเล็กตรอนเพิ่มขึ้นแค่ในวงเดียว จึงทำให้ขนาดอะตอมของธาตุในแลนทาไนด์ มีขนาดที่ไม่แตกต่างกัน และอาจจะเหมือนกับธาตุตัวถัด ๆ ไป ด้วยเหตุนี้ทำให้แฮฟเนียมมีรัศมีอะตอม (และสมบัติทางเคมีอื่น ๆ) เหมือนกับเซอร์โคเนียม และแทนทาลัม มีรัศมีอะตอมใกล้เคียงกับไนโอเบียม ลักษณะแบบนี้รู้จักกันในชื่อการหดตัวของแลนทาไนด์ และผลจากการหดตัวของแลนทาไนด์นี้ ยังเห็นได้ชัดไปจนถึงแพลตทินัม (ธาตุที่ 78) และการหดตัวที่คล้าย ๆ กัน คือการหดตัวของบล็อก-d ซึ่งมีผลกับธาตุที่อยู่ระหว่างบล็อก-d และบล็อก-p มันเห็นได้ไม่ชัดเจนเท่าการหดตัวของแลนทาไนด์ แต่เกิดจากสาเหตุเดียวกัน[ 31]
พลังงานไอออไนเซชัน: แต่ละคาบ โลหะแอลคาไลจะมีพลังงานน้อยที่สุด และแก๊สมีสกุลจะมีพลังงานมากที่สุด พลังงานไอออไนเซชันลำดับที่ 1 เป็นพลังงานที่ใช้ดึงอิเล็กตรอนตัวแรกออกจากอะตอม พลังงานไอออไนเซชันลำดับที่สอง เป็นพลังงานที่ใช้ดึงอิเล็กตรอนตัวที่สองออกจากอะตอม ซึ่งจะเป็นแบบนี้ไปเรื่อย ๆ เช่น แมงกานีส มีพลังงานไอออไนเซชันลำดับที่ 1 คือ 738 กิโลจูล/โมล และลำดับที่สอง คือ 1450 กิโลจูล/โมล อิเล็กตรอนที่อยู่ใกล้อะตอมจำเป็นที่จะต้องใช้พลังงานมากในการดึงมันออกจากอะตอม พลังงานไอออไนเซชันจะมีการเพิ่มขึ้นจากซ้ายไปขวาของตารางธาตุ[ 32]
พลังงานไอออไนเซชันจะมีมากที่สุดเมื่อต้องการดึงอิเล็กตรอนออกจากธาตุในหมู่แก๊สมีสกุล (ซึ่งมีอิเล็กตรอนครบตามจำนวนที่มีได้สูงสุด) ยกตัวอย่างแมกนีเซียมอีกครั้ง แมกนีเซียมจำเป็นที่จะต้องใช้พลังงานไอออไนเซชันสองลำดับแรก เพื่อดึงอิเล็กตรอนออกให้มันมีโครงสร้างคล้ายแก๊สมีสกุล และ 2p มันจำเป็นที่จะต้องใช้พลังงานไอออไนเซชันลำดับที่สามสูงกว่า 7730 กิโลจูล/โมล ในการดึงอิเล็กตรอนตัวที่สามออกจากวงย่อย 2p ของการจัดเรียงอิเล็กตรอนที่คล้ายนีออนของ Mg2+ ความแตกต่างนี้ยังมีในอะตอมของแถวที่สามตัวอื่น ๆ อีกด้วย[ 32]
กราฟที่แสดงถึงการเพิ่มขึ้นของอิเล็กโทรเนกาติวิตีโดยเรียงตามคาบและหมู่ อิเล็กโทรเนกาติวิตีเป็นแรงดึงดูดของอะตอมที่ใช้ดึงอิเล็กตรอนเข้ามา[ 33] เลขอะตอม ที่เพิ่มขึ้น และระยะห่างจากนิวเคลียสถึงวาเลนซ์อิเล็กตรอน ยิ่งมีอิเล็กโทรเนกาติวิตีมากเท่าไร ความสามารถที่จะดึงดูดอิเล็กตรอนก็มากขึ้นเท่านั้น แนวคิดถูกเสนอครั้งแรกโดยไลนัส พอลลิง ใน พ.ศ. 2475[ 34] [ 19]
แต่ถึงกระนั้นธาตุบางตัวยังไม่เป็นไปตามกฎนี้ แกลเลียมและเจอร์เมเนียมมีอิเล็กโทรเนกาติวิตีมากกว่าอะลูมิเนียม และซิลิกอน เนื่องด้วยผลกระทบจากการหดตัวของบล็อก-d ธาตุในคาบที่ 4 ในส่วนของโลหะแทรนซิชัน มีรัศมีอะตอมที่ไม่แตกต่างกันมากนัก เพราะว่าอิเล็กตรอนในวงย่อย 3d ไม่มีผลกระทบต่อการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างนิวเคลียร์ของธาตุ และขนาดอะตอมที่เล็กลงยังทำให้มีอิเล็กโทรเนกาติวิตีสูงขึ้นอีกด้วย[ 19] [ 35]
การจัดเรียงสัมพรรคภาพอิเล็กตรอนตามเลขอะตอม[ 36] ธาตุหมู่ 11 ซึ่งต้องการอิเล็กตรอนตัวเดียวเพื่อเติมเต็มวงย่อย s[ 37] สัมพรรคภาพอิเล็กตรอนเป็นพลังงานที่คายออกมาหรือดูดกลืน เมื่อเพิ่มอิเล็กตรอนให้แก่อะตอมไปเป็นไอออนประจุลบ ธาตุส่วนใหญ่คายพลังงานความร้อนเมื่อรับอิเล็กตรอน โดยทั่วไป อโลหะ จะมีสัมพรรคภาพอิเล็กตรอนมากกว่าโลหะ คลอรีน มีแนวโน้มในการเกิดไอออนประจุลบสูงที่สุด สัมพรรคภาพอิเล็กตรอนของแก๊สมีสกุล ยังไม่สามารถหาค่าได้ ดังนั้น พวกมันอาจจะไม่มีประจุลบ[ 38]
สัมพรรคภาพอิเล็กตรอนทั่วไปจะเพิ่มขึ้นตามคาบ ซึ่งเป็นผลมาจากการเติมเต็มวงเวเลนซ์ของอะตอม อะตอมของธาตุหมู่ 17 จะคายพลังงานออกมามากกว่าอะตอมของธาตุในหมู่ 1 ในการดึงดูดอิเล็กตรอน เนื่องด้วยความง่ายในการเติมเต็มวงวาเลนซ์และความเสถียร[ 38]
ในหมู่ของธาตุ สัมพรรคภาพอิเล็กตรอนคาดว่าจะลดลงจากบนลงล่าง เนื่องด้วยอิเล็กตรอนตัวใหม่จะต้องเข้าไปในออร์บิทัลที่อยู่ห่างจากนิวเคลียสมากขึ้น ด้วยความที่อิเล็กตรอนเชื่อมของนิวเคลียสน้อยอยู่แล้ว จึงทำให้มันปล่อยพลังงานไม่มาก ถึงกระนั้น ในหมู่ของธาตุ ธาตุสามตัวแรกจะผิดปกติ ธาตุที่หนักกว่าจะมีสัมพรรคภาพอิเล็กตรอนมากกว่าธาตุที่เบากว่า และในวงย่อย d และ f สัมพรรคภาพอิเล็กตรอนจะไม่ได้ลดลงตามหมู่ไปเสียทั้งหมด ดังนั้นการที่สัมพรรคภาพลดลงตามหมู่จากบนลงล่างนี้ จะเกิดขึ้นได้ในอะตอมของธาตุหมู่ 1 เท่านั้น[ 39]
เมื่อค่าพลังงานไอออไนเซชัน อิเล็กโทรเนกาติวิตี และสัมพรรคภาพอิเล็กตรอนต่ำลง ธาตุนั้นจะแสดงคุณสมบัติเชิงโลหะมากขึ้น ในทางตรงกันข้าม คุณสมบัติเชิงอโลหะเพิ่มขึ้นเมื่อค่าเหล่านี้เพิ่มขึ้น[ 40] [ 41] ซีเซียม แฟรนเซียม ) พบได้ที่มุมซ้ายล่างสุดของตารางธาตุ และธาตุที่มีคุณสมบัติเชิงอโลหะมากที่สุด (เช่น ออกซิเจน ฟลูออรีน คลอรีน ) พบได้ที่มุมขวาบนสุดของตารางธาตุ แนวโน้มของโลหะทั้งในแนวตั้งและแนวนอนช่วยอธิบายถึงเส้นขั้นบันไดที่แบ่งโลหะกับอโลหะ ซึ่งพบในตารางธาตุบางรูปแบบ และการจัดให้ธาตุที่อยู่ชิดเส้นแบ่งนั้นเป็นกึ่งโลหะ [ 42] [ 43]
จากซ้ายไปขวาผ่านบล็อกทั้งสี่ในตารางธาตุรูปแบบยาว 32 หมู่ เป็นกลุ่มของธาตุที่เชื่อมกัน อยู่ที่ตำแหน่งระหว่างบล็อก[ 44] สแกนเดียม อิตเทรียม แลนทานัม และแอกทิไนด์ มีพฤติกรรมทางเคมีคล้ายกับโลหะแอลคาไลน์เอิร์ท [ 45] [ 46] [ 47] [ 48] [ 49] [ 50] [ n 5] ทองแดง เงิน และทองคำ ) ก็มีสมบัติทางเคมีคล้ายโลหะแทรนซิชันและโลหะหมู่หลัก[ 53] สังกะสี แคดเมียม และปรอท ) บางครั้งก็ถูกพิจารณาให้เป็นกลุ่มเชื่อมระหว่างบล็อก d และบล็อก p หมู่ 13[ 54] [ 55] [ 44]
ตารางธาตุนี้แสดงการค้นพบธาตุเคมีโดยเรียงตามวันที่ค้นพบ ใน พ.ศ. 2332 อองตวน ลาวัวซิเอ ตีพิมพ์รายชื่อธาตุเคมี 33 ตัว เขาแบ่งเป็นแก๊ส โลหะ อโลหะ และเอิร์ท [ 56] โยฮันน์ ว็อล์ฟกัง เดอเบอไรเนอร์ สังเกตว่าธาตุจำนวนมากนั้นสามารถจัดลงในไตรแอดส์ โดยอยู่บนพื้นฐานของสมบัติทางเคมีของมันได้ เช่น ลิเทียม โซเดียม และโพแทสเซียม พวกมันถูกจัดให้อยู่ในกลุ่มเดียวกัน เนื่องจากเป็นโลหะที่อ่อน และไวต่อการเกิดปฏิกิริยา เดอเบอไรเนอร์ยังสังเกตอีกว่ามวลอะตอมของธาตุตัวที่สองในไตรแอดส์ของเขานั้น เป็นค่าเฉลี่ยของมวลอะตอมธาตุที่หนึ่งและธาตุที่สาม ซึ่งรู้จักกันในภายหลังว่า กฎไตรแอดส์ [ 57] เลโอโปลด์ กเมลิน ทำงานด้วยระบบไตรแอดส์นี้ และใน พ.ศ. 2386 เขาก็ค้นพบ ไตรแอดส์สิบตัว โดยมี 3 กลุ่มที่มี 4 ธาตุและอีก 1 กลุ่มที่มี 5 ธาตุ ฌอง-บัฟติส ดูมัส ตีพิมพ์ผลงานเมื่อ พ.ศ. 2400 ซึ่งบรรยายความสัมพันธ์ระหว่างกลุ่มของโลหะบางกลุ่ม ถึงแม้ว่านักเคมีบางคนจะสามารถบรรยายถึงความสัมพันธ์ระหว่างกลุ่มธาตุขนาดเล็กได้แล้ว แต่พวกเขาก็ไม่ได้ทำให้มันครอบคลุมทั้งหมด[ 58]
ใน พ.ศ. 2401 นักเคมีชาวเยอรมัน ออกุสต์ คีคูเล สังเกตว่าคาร์บอน ส่วนใหญ่มักจะอยู่ในรูปของอะตอมสี่ตัวทำพันธะต่อกัน เช่น มีเทน ซึ่งมีอะตอมคาร์บอน 1 ตัวและอะตอมของไฮโดรเจน 4 ตัว แนวคิดในลักษณะนี้ภายหลังรู้จักกันว่าเป็นเวเลนซ์ ซึ่งระบุไว้ว่าพันธะของธาตุต่างชนิดกันก็มีจำนวนอะตอมต่างกันด้วย[ 59]
ใน พ.ศ. 2405 นักธรณีวิทยาชาวฝรั่งเศส อเล็กซานเดอร์-เอมิล เบอกูเยร์ เดอ ชานกูร์ตัว ตีพิมพ์ตารางธาตุฉบับแรก ซึ่งเขาเรียกมันว่าเทลลูริก เฮลิกซ์ หรือสครู เขาเป็นคนแรกที่ทราบถึงความเป็นลำดับคาบของธาตุเคมี โดยการนำธาตุมาจัดเรียงเป็นวงก้นหอย หรือเป็นทรงกระบอกโดยเรียงตามมวลอะตอมที่เพิ่มขึ้น เดอ ชานกูร์ตัว แสดงให้เห็นว่าธาตุที่สมบัติทางเคมีเหมือนกันจะอยู่ใกล้กัน ตารางของเขายังมีไอออนและสารประกอบบางชนิดรวมอยู่ด้วย แผ่นกระดาษของเขามักจะถูกใช้ในทางธรณีวิทยามากกว่าทางเคมี และไม่รวมแผนภาพ และเป็นผลทำให้ได้รับความสนใจน้อยจนถึงผลงานของดมีตรี เมนเดเลเยฟ [ 60]
ใน พ.ศ. 2407 นักเคมีชาวเยอรมัน ยูลิอุส โลทาร์ ไมเออร์ ได้ตีพิมพ์ตารางธาตุซึ่งประกอบไปด้วยธาตุ 44 ตัวโดยเรียงตามความเป็นวาเลนซ์ ตารางของเขาแสดงให้เห็นว่าธาตุที่มีสมบัติทางเคมีเหมือนกันนั้น บ่อครั้งที่จะมีความเป็นวาเลนซ์ที่เหมือนกันด้วย ในเวลาที่ไล่เลี่ยกัน นักเคมีชาวอังกฤษ วิลเลียม โอดลิง ตีพิมพ์การจัดเรียงธาตุ 57 ตัว โดยเรียงบนพื้นฐานของมวลอะตอม ด้วยความที่ไม่ปกติและยังมีช่องว่าง เขาทราบว่าสิ่งที่เกิดขึ้นกับธาตุเป็นลำดับการเกิดคาบของมวลอะตอม และเขายังบันทึกไว้ว่า "มันมักจะได้รับการจัดกลุ่ม" [ 61] [ 62] [ 63]
ตารางธาตุของนิวแลนส์ ที่เขาเสนอให้สมาคมเคมีพิจารณา ซึ่งตารางธาตุนี้อยู่บนพื้นฐานของกฎออกเทฟส์ นักเคมีชาวอังกฤษ จอห์น นิวแลนส์ ได้ตีพิมพ์ผลงานของเขาในช่วง พ.ศ. 2406 – พ.ศ. 2409 ซึ่งมีหมายเหตุไว้ว่าเขาจัดธาตุตามมวลอะตอมที่เพิ่มขึ้น แล้วเขาก็พบว่าธาตุทุก ๆ 8 ตัวจะมีสมบัติทางกายภาพและสมบัติทางเคมีเหมือนกัน เขาคิดว่ามันเหมือนกับอ็อกเทฟ ในดนตรี[ 64] [ 65] กฎออกเทฟส์ ถึงอย่างนั้นสมาคมเคมีก็ปฏิเสธที่จะยอมรับงานของนิวแลนส์ เนื่องจากนิวแลนส์ได้ผลักดันธาตุให้เข้ากับกฎออกเทฟส์และไม่เว้นช่องว่างไว้ให้ธาตุที่ยังไม่ค้นพบ เช่น เจอร์เมเนียม [ 66] [ 67]
ใน พ.ศ. 2410 นักเคมีชาวเดนมาร์ก กุสตาวุส ฮินริชส์ ได้ตีพิมพ์ตารางธาตุในลักษณะก้นหอยออกมาโดยจัดตามสเปกตรัมและมวลของอะตอม ผลงานของเขาได้รับยกย่องว่าเป็นผลงานที่พิสดาร โอ้อวด และซับซ้อน นี่เองที่อาจทำให้ไม่เป็นที่จดจำและเป็นที่ยอมรับ[ 68] [ 69]
ดมีตรี เมนเดเลเยฟ ตารางธาตุของเมนเดเลเยฟ นักเคมีชาวรัสเซีย ดมีตรี เมนเดเลเยฟ และนักเคมีชาวเยอรมัน ยูลิอุส โลทาร์ ไมเออร์ ได้ตีพิมพ์ตารางธาตุใน พ.ศ. 2412 และ พ.ศ. 2413 ตามลำดับ[ 70] [ 71] [ 72]
สาเหตุที่ตารางธาตุของเมนเดเลเยฟได้รับการยอมรับมีอยู่สองประการ คือ หนึ่ง ตารางธาตุของเขามีช่องว่างไว้เพื่อให้ธาตุที่ยังไม่ได้รับการค้นพบ[ 73] ธาตุที่ยังไม่ได้ค้นพบ เหล่านั้น เช่น แกลเลียม และเจอร์เมเนียม [ 74] เทลลูเรียม และไอโอดีน โดยเขาให้เหตุผลว่าเพื่อให้ง่ายต่อการจัดธาตุลงไปในหมู่ของธาตุ กับการพัฒนาทฤษฎีโครงสร้างอะตอม ทำให้เป็นที่แน่ชัดแล้วว่า เมนเดเลเยฟ ไม่ได้ตั้งใจที่จะระบุไปว่า เขาจัดเรียงธาตุตามมวลอะตอมที่เพิ่มขึ้น หรือโครงสร้างนิวเคลียร์[ 75]
ความสำคัญของเลขอะตอมในการเป็นองค์ประกอบของตารางธาตุยังคงไม่ได้รับการยอมรับจนกระทั่งสมบัติของโปรตอนและนิวตรอนกลายเป็นที่รู้จักมากขึ้น ตารางธาตุของเมนเดเลเยฟก็ยังคงใช้มวลอะตอมแทนที่จะเป็นเลขอะตอม ซึ่งในเวลานั้นข้อมูลเกี่ยวกับมวลอะตอมมีความแม่นยำสูงสุด มวลอะตอมสามารถอธิบายถึงสมบัติทางเคมีของธาตุที่ยังไม่ค้นพบได้อย่างแม่นยำกว่าวิธีอื่น ๆ ที่รู้จักกันในเวลานั้น และวิธีนี้ก็ยังคงใช้ในการทำนายสมบัติของธาตุเคมีที่สังเคราะห์ขึ้นใหม่จนกระทั่งปัจจุบัน[ 76]
ตารางธาตุของเมนเดเลเยฟในปี พ.ศ. 2414 ซึ่งประกอบไปด้วยหมู่ของธาตุ 8 หมู่ ขีดหมายถึงธาตุที่ยังไม่ถูกค้นพบในเวลานั้น ตารางธาตุในรูปแบบ 8 คอลัมน์ ซึ่งอัปเดตโดยมีธาตุที่ถูกค้นพบทั้งหมดจนกระทั่ง พ.ศ. 2557 ใน พ.ศ. 2414 เมนเดเลเยฟตีพิมพ์ตารางธาตุในรูปแบบใหม่ซึ่งประกอบไปด้วยหมู่ที่มีธาตุที่คล้ายกันซึ่งจะถูกจัดในคอลัมน์มากกว่าที่จะถูกจัดในแถว และคอลัมน์เหล่านี้ก็เรียงลำดับไว้ว่า I ถึง VIII ซึ่งตรงกันกับสถานะออกซิเดชัน ของธาตุ เขายังลงรายละเอียดเกี่ยวกับการทำนายสมบัติของธาตุที่ยังไม่ค้นพบด้วย และเขายังระบุไว้ว่าพวกมันไม่มีในตารางธาตุ แต่ควรจะมีอยู่จริง[ 77] [ 78] [ 79] พลูโทเนียม ที่สังเคราะห์ขึ้นใน พ.ศ. 2485 ได้รับการยืนยันว่าพบในธรรมชาติอยู่ปริมาณเล็กน้อยใน ปี พ.ศ. 2514[ 80]
ตารางธาตุที่ได้รับความนิยมที่สุด[ 81] รูปแบบเมนเดเลเยฟ ) และรูปแบบปานกลาง (18 คอลัมน์ )[ 82] [ 83] [ 84] [ 85]
ด้วยการพัฒนากลศาสตร์ควอนตัม และทฤษฎีของการจัดเรียงอิเล็กตรอนภายในอะตอม พบว่าอิเล็กตรอนจะเพิ่มขึ้นตามคาบ (แถวแนวนอน) ในตารางธาตุเพื่อเติมเต็มวงอิเล็กตรอน อะตอมที่มีขนาดใหญ่ขึ้นจะมีวงย่อยมากขึ้น และทำให้ตารางธาตุจะมีคาบที่ยาวขึ้นไปด้วย[ 86]
เกลนน์ ที. ซีบอร์ก ผู้ที่เสนอแนะให้ตารางธาตุมีบล็อก-f แถวใหม่ ซึ่งจะเป็นธาตุแอกทิไนด์ใน พ.ศ. 2488 นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน เกลนน์ ซีบอร์ก ได้ให้ข้อคิดเห็นไว้ว่าธาตุแอกทิไนด์จะเหมือนกับแลนทาไนด์ซึ่งอิเล็กตรอนจะเข้าไปอยู่ในวงย่อย f ก่อนหน้านั้นแอกทิไนด์เชื่อกันว่าเป็นบล็อก-d แถวที่ 4 เพื่อนร่วมงานของซีบอร์กได้แนะนำให้เขาปิดบังข้อเสนอแนะดังกล่าวนี้ซึ่งจะมีผลกระทบต่ออาชีพของเขา ซีบอร์กไม่สนใจคำแนะนำของเพื่อนร่วมงาน และตีพิมพ์ข้อเสนอแนะของเขาลงไป ในภายหลังนักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆได้ตรวจสอบข้อเสนอแนะนี้ และพบว่ามีความถูกต้อง และทำให้เขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีในปี พ.ศ. 2494 สำหรับการทำงานของเขาที่เกี่ยวกับการสังเคราะห์ธาตุแอกทิไนด์[ 87] [ 88]
ถึงแม้ว่าธาตุหลังยูเรเนียม บางตัวจะปรากฏในธรรมชาติ[ 3] เนปทูเนียม ขึ้นมาเป็นธาตุแรก ซึ่งสังเคราะห์ในปี พ.ศ. 2482[ 89] สลายตัว อย่างรวดเร็ว พวกมันจึงกลายเป็นความท้าทายของนักวิทยาศาสตร์ที่จะตรวจจับและระบุลักษณะขณะที่มันถูกผลิตขึ้นแล้ว พวกมันยังมีการถกเถียงในเรื่องของความถูกต้องของการค้นพบธาตุ ซึ่งบางครั้งก็ยังขาดการตรวจสอบความสำคัญและการตั้งชื่อที่ถูกต้อง ซึ่งธาตุที่ได้รับการยืนยันและได้รับการตั้งชื่อล่าสุดคือ ฟลีโรเวียม (ธาตุที่ 114) และลิเวอร์มอเรียม (ธาตุที่ 116) ทั้งคู่ถูกตั้งชื่อในวันที่ 16 พฤษภาคม พ.ศ. 2555[ 90] เทนเนสซีน (ธาตุที่ 117) 6 อะตอม ซึ่งทำให้มันกลายเป็นธาตุล่าสุดที่คาดว่าจะถูกค้นพบ[ 91] เลขอะตอม เท่ากับ 118 คือ Og ออกาเนสซอนยังรู้จักกันในชื่อว่า เอคา-เรดอน หรือ ธาตุ 118 และบนตารางธาตุ มันถูกจัดให้อยู่ในบล็อก-p และเป็นธาตุตัวสุดท้ายบนคาบที่ 7 ปัจจุบัน ออกาเนสซอนเป็นธาตุสังเคราะห์เพียงตัวเดียวของธาตุหมู่ 18 มันยังเป็นธาตุที่มีเลขอะตอมและมวลอะตอม มากที่สุดเท่าที่ค้นพบในปัจจุบัน
ตารางธาตุฉบับ 32 หมู่ ตารางธาตุสมัยใหม่ในบางครั้งอาจจะมีการนำแลนทาไนด์และแอกทิไนด์มาต่อกันเป็นตารางเดียว แทรกระหว่างบล็อก s และบล็อก d ซึ่งเรียกกันว่าเป็นตารางธาตุแบบยาว 32 หมู่ เพื่อให้เห็นความต่อเนื่องของเลขอะตอมที่เพิ่มขึ้น[ 92] [ 93] เจนเซน สนับสนุนให้ใช้ตารางธาตุแบบยาวนี้ บนพื้นฐานของความคิดนักเรียนที่อาจคิดว่าแลนทาไนด์และแอกทิไนด์เป็นธาตุที่ไม่สำคัญและไม่น่าสนใจ[ 94] [ 95] [ 96]
ภายในระยะเวลา 100 ปีหลังจากที่ตารางธาตุของเมนเดเลเยฟถูกตีพิมพ์ในปี พ.ศ. 2412 เอ็ดเวิร์ด จี. มาซูร์ ได้รวบรวมตารางธาตุที่มีโครงสร้างแตกต่างไปจากเดิมประมาณ 700 กว่าชนิด และได้รับการตีพิมพ์แล้ว[ 97] [ 98] [ 99] [ n 6] [ 100] [ 99]
ตารางธาตุรูปแบบเกลียวของทีโอดอร์ เบนฟีย์ ตารางธาตุโครงสร้างอื่นที่ได้รับความนิยม[ 101] [ 102]
ตารางธาตุส่วนใหญ่จะมีลักษณะเป็น 2 มิติ[ 3] [ 103] [ 104] กีเกอเร (พ.ศ. 2508)[ 105] [ 106] [ 107]
ถึงแม้ว่าธาตุทุกตัวจนถึงออกาเนสซอน จะถูกค้นพบแล้ว แต่ธาตุที่มีเลขอะตอมมากกว่าฮัสเซียม (ธาตุที่ 108) มีเพียงแค่โคเปอร์นิเซียม (ธาตุที่ 112) และฟลีโรเวียม (ธาตุที่ 114) เท่านั้นที่ทราบสมบัติทางเคมีแล้ว ส่วนธาตุอื่น ๆ ที่มีเลขอะตอมมากกว่าฮัสเซียมนั้น สมบัติทางเคมีของมันเป็นเพียงแค่การทำนายโดยการประมาณค่าหรือพิจารณาความสัมพันธ์ทางเคมี เช่น ทำนายว่าฟลีโรเวียมจะมีสมบัติที่คล้ายคลึงกับธาตุในหมู่แก๊สมีสกุล แม้ว่าปัจจุบันมันจะจัดให้อยู่ในหมู่คาร์บอน ก็ตาม[ 108] ตะกั่ว ตามตำแหน่งของธาตุที่คาดไว้[ 109]
ไม่มีความแน่ชัดว่าธาตุใหม่ที่จะถูกค้นพบต่อไปนี้จะต้องไปอยู่ในคาบที่ 8 หรือต้องการการปรับเปลี่ยนรูปแบบตารางธาตุ ซีบอร์กคาดว่าคาบที่ 8 นี้จะเป็นไปตามหลักการที่กำหนดไว้ มันจะประกอบไปด้วยธาตุในบล็อก-s 2 ตัว คือธาตุที่ 119 และ 120 หลังจากนั้นจะเป็นบล็อก-g สำหรับธาตุตัวถัดไปอีก 18 ตัว และที่เหลืออีก 30 ตัวจะถูกจัดให้อยู่ในบล็อก-f -d และ -p ตามลำดับ[ 110] เป็กกา ปืกเกอ เชื่อว่าธาตุใหม่ที่จะถูกค้นพบนั้นจะไม่เป็นไปตามกฎของแมนเดลัง ซึ่งเป็นการทำนายว่าจะมีวงอิเล็กตรอนเท่าใด และจะทำให้ตารางธาตุปัจจุบันมีหน้าตาเปลี่ยนไปด้วย ปัจจุบันมีแบบจำลองสมมติฐานหลายแบบออกมาสำหรับตำแหน่งธาตุที่มีเลขอะตอมน้อยกว่าหรือเท่ากับ 172 โดยธาตุที่ 172 นี้ เชื่อกันว่าจะเป็นธาตุอโลหะมีสกุลตัวต่อไปจากออกาเนสซอน ซึ่งแบบจำลองเหล่านี้จะต้องพิจารณาว่าเป็นเพียงทฤษฎี เนื่องจากยังไม่มีการคำนวณใด ๆ สำหรับธาตุที่พ้นจากธาตุ 122[ 111]
ตัวเลขของจำนวนธาตุที่เป็นไปได้ยังไม่มีใครทราบ มีข้อคิดเห็นที่เก่าที่สุดสำหรับเรื่องนี้ ซึ่งเสนอโดย เอเลียต อดัมส์ ในปี พ.ศ. 2454 และอยู่บนพื้นฐานของการจัดเรียงธาตุในแถวแนวนอนของตารางธาตุ เขาเชื่อว่าธาตุที่มีมวลอะตอมมากกว่า 256± (ซึ่งเทียบเท่ากับมวลอะตอมระหว่างธาตุที่ 99 และ 100 ในปัจจุบัน) จะไม่ปรากฏขึ้น[ 112] หมู่เกาะแห่งความเสถียรภาพ [ 113] ธาตุที่ 126 และเป็นส่วนขยายของตารางธาตุและตารางนิวไคลด์จะถูกจำกัดโดยดริปไลน์ (Drip line) ของโปรตอนและนิวตรอน[ 114] ธาตุ 128 ซึ่งเสนอโดยจอห์น เอมสลีย์ [ 3] ริชาร์ด ไฟน์แมน [ 115] [ 3] [ n 7]
แบบจำลองของบอร์ แบบจำลองของบอร์ จะมีความยากลำบากในการอธิบายถึงอะตอมของธาตุที่มีเลขอะตอมเท่ากับ 137 ขึ้นไป ธาตุใด ๆ ก็ตามที่มีเลขอะตอมมากกว่า 137 มันจะต้องการอิเล็กตรอนในวงย่อย 1s เพื่อที่จะให้เดินทางได้เร็วกว่าแสง [ 116]
สมการแสดงความสัมพันธ์ของดิแรก สมการแสดงความสัมพันธ์ ของดิแรกจะมีปัญหาเมื่อธาตุนั้นมีโปรตอนมากกว่า 137 ตัว สำหรับธาตุเหล่านั้น ฟังก์ชันคลื่นของสถานะพื้นของดิแรกจะเกิดการแกว่งมากกว่าที่จะยึดกันไว้ และจะไม่มีช่องว่างระหว่างพลังงานบวกและลบของสเปกตรัม ซึ่งมีในปฏิทรรศน์ของไคลน์ [ 117] โพซิตรอน ออกมาโดยธรรมชาติ[ 118] [ 119]
บ่อยครั้งที่ไฮโดรเจน และฮีเลียม ถูกวางในตำแหน่งที่แตกต่างกัน แทนที่จะวางใกล้กัน เนื่องด้วยการจัดเรียงอิเล็กตรอน ไฮโดรเจนส่วนใหญ่จะถูกจัดให้อยู่บนลิเทียม โดยพิจารณาจากการจัดเรียงอิเล็กตรอน แต่บางครั้งมันก็จะถูกจัดให้อยู่เหนือฟลูออรีน [ 120] คาร์บอน [ 120] [ 121] นีออน เพราะมีสมบัติทางเคมีคล้ายคลึงกันมาก ถึงแม้ว่าบางครั้งมันจะถูกจัดให้อยู่เหนือเบริลเลียม เนื่องด้วยการจัดเรียงอิเล็กตรอน (ฮีเลียม: 1s2 เบริลเลียม: [He] 2s2 )[ 23]
นิยามของโลหะแทรนซิชันโดยไอยูแพก นั้น คือธาตุที่อิเล็กตรอนนั้นจะเข้าไปอยู่ในวงย่อย d หรือจะเป็นประจุบวกเพื่อเติมเต็มวงย่อย d[ 122] สังกะสี แคดเมียม และปรอท ออกจากการเป็นโลหะแทรนซิชันไป
นักเคมีบางคนอธิบายว่า "ธาตุบล็อก-d " และ "โลหะแทรนซิชัน" สามารถสลับกันได้ ซึ่งทำให้หมู่ที่ 3–12 กลายเป็นโลหะแทรนซิชัน ในกรณีนี้ธาตุหมู่ 12 จะถือว่าเป็นกรณีพิเศษของโลหะแทรนซิชัน เพราะธาตุหมู่ 12 ไม่ได้ใช้อิเล็กตรอนในวงย่อย d ในการทำพันธะกับธาตุอื่น แต่การค้นพบล่าสุด พบว่าปรอทสามารถใช้อิเล็กรอนในวงย่อย d ในการสร้างพันธะกับฟลูออรีน เป็นเมอร์คิวรี(IV) ฟลูออไรด์ (HgF4 ) ทำให้มีนักเคมีบางคนเสนอว่าปรอทควรจะถูกจัดให้เป็นโลหะแทรนซิชัน[ 123] [ 97] 4 สามารถเกิดได้ในภาวะที่ผิดปกติอย่างมากเท่านั้น ดังนั้นปรอทจึงไม่ถูกจัดให้เป็นโลหะแทรนซิชัน โดยการพิจารณาความหมายโดยสามัญ[ 97]
แต่ก็ยังมีนักเคมีบางคนที่ไม่รวมธาตุหมู่ 3 ในกลุ่มโลหะแทรนซิชัน โดยคำนิยามของโลหะแทรนซิชัน พวกเขาทำบนพื้นฐานที่ว่าธาตุในหมู่ 3 ไม่มีไอออนใด ๆ ที่สามารถไปเติมเต็มวงย่อย d ได้ และไม่แสดงสมบัติทางเคมีที่คล้ายคลึงกับโลหะแทรนซิชันเลย[ 124] [ 125] [ 48]
ถึงแม้ว่าสแกนเดียม และอิตเทรียม จะเป็นธาตุหมู่ 3 สองตัวแรกตลอด ตัวตนของธาตุอีกสองตัวยังไม่ได้ถูกยืนยัน พวกมันอาจจะเป็นแลนทานัม กับแอกทิเนียม หรือลูทีเชียม กับลอว์เรนเชียม ถึงแม้มันยังมีข้อโต้แย้งทางเคมีและกายภาพที่สนับสนุนการจัดโดยนำลูทีเชียมและลอว์เรนเชียมเป็นธาตุหมู่ 3 แต่ก็ไม่ควรที่จะเชื่อถือนัก[ 126] ไอยูแพก รวมธาตุ 15 ตัว ซึ่งมีทั้งแลนทานัมและลูทีเชียม และ "โลหะแทรนซิชัน"[ 122] หลักการออฟบาว ไม่มีความถูกต้องแล้ว โดยทั่วไป อิเล็กตรอนของลอว์เรนเชียมตัวที่ 103 จะต้องเข้าไปอยู่ในวงย่อย d แต่การวิจัยทางกลศาสตร์ควอนตัมชี้ให้เห็นว่าลอว์เรนเชียมมีการจัดเรียงอิเล็กตรอนเป็น [Rn] 5f14 7s2 7p1 [ n 8] [ 127] [ 128]
La และ Ac อยู่ใต้ Y
แลนทานัมและแอกทิเนียมมักจะถูกจัดให้เป็นธาตุหมู่ 3[ 129] [ n 9] ซีเซียม แบเรียม และแลนทานัม คือ [Xe]6s1 [Xe]6s2 และ [Xe]5d1 6s2 ดังนั้นแลนทานัมจึงมีอิเล็กตรอนในชั้น 5d แยกออกมาและทำให้แลนทานัมกลายเป็น "ธาตุหมู่ 3 และธาตุตัวแรกในบล็อก d ของคาบ 6"[ 130] สแกนเดียม [Ar]3d1 4s2 อิตเทรียม [Kr]4d1 5s2 และแลนทานัม [Xe]5d1 6s2 อิตเทอร์เบียม และลูทีเชียม ซึ่งอยู่ในคาบ 6 เหมือนกัน มีการจัดเรียงอิเล็กตรอนเป็น [Xe]4f13 5d1 6s2 และ [Xe]4f14 5d1 6s2 ตามลำดับ "ส่งผลให้เกิดอิเล็กตรอนชั้น 4f แยกออกมาในลูทีเชียม และทำให้มันเป็นธาตุสุดท้ายของบล็อก f ของคาบ 6"[ 130] การวิเคราะห์สเปกตรัม พบว่าการจัดเรียงอิเล็กตรอนที่แท้จริงของอิตเทอร์เบียมเป็น [Xe]4f14 6s2 หมายความว่าทั้งอิตเทอร์เบียมและลูทีเชียม ต่างมี 14 อิเล็กตรอนในบล็อก f "ส่งผลให้เกิดอิเล็กตรอน d แยกออกมาแทนที่จะเป็น f สำหรับลูทีเชียม" และทำให้ลูทีเชียมกลายเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับตำแหน่งใต้อิตเทรียมเช่นเดียวกันกับ [Xe]5d1 6s2 แลนทานัม แต่แลนทานัมได้เปรียบจากตำแหน่ง เนื่องจากอิเล็กตรอน 5d1 ปรากฏตัวครั้งแรกในการจัดเรียงนี้ ขณะที่มันปรากฏเป็นครั้งที่สามสำหรับลูทีเชียม นอกจากนี้อิเล็กตรอน 5d1 ยังปรากฏบ้างเป็นครั้งที่สองในธาตุแกโดลิเนียมด้วยเช่นกัน[ 131]
ในทางพฤติกรรมเคมี[ 132] [ 133] [ 134] [ 135] [ 136]
Lu และ Lr อยู่ใต้ Y
ในรูปแบบนี้ ลูทีเชียมและลอว์เรนเชียมเป็นธาตุหมู่ 3[ n 10] [ 130] [ n 11] [ 137] 14 7s2 7p1 การจัดเรียงอิเล็กตรอนนี้แสดงให้เห็นถึงความผิดปกติอีกประการ คือ ไม่ว่าลอว์เรนเชียมจะอยู่ตำแหน่งไหนในบล็อก f หรือ บล็อก d แต่ตัวธาตุมี p อิเล็กตรอนตัวแรก ซึ่งตำแหน่งธาตุที่จะมี p อิเล็กตรอนตัวแรกได้ถูกจัดไว้ให้กับนิโฮเนียม ซึ่งคาดว่าจะมีการจัดเรียงอิเล็กตรอนเป็น [Rn]5f14 6d10 7s2 7p1 [ 138] [ n 12]
สแกนเดียม อิตเทรียม และ ลูทีเชียม (และลอว์เรนเชียมที่เป็นไปได้) มีพฤติกรรมคล้ายไตรวาเลนต์ของโลหะหมู่ 1 และ 2[ 140] [ 130] [ 130]
เครื่องหมายอยู่ใต้ Y
นักเขียนจำนวนหนึ่งวางตำแหน่งธาตุแลนทาไนด์และแอกทิไนด์ทั้ง 30 ธาตุไว้ในตำแหน่งทั้งสองใต้อิตเทรียม ในรูปแบบนี้ ซึ่งได้ถูกกล่าวถึงใน Red Book ปี พ.ศ. 2549 ว่าเป็นรูปแบบที่ยอมรับจากไอยูแพกในปี พ.ศ. 2549 (ในภายหลังก็ปรากฏรูปแบบอื่นอีกมากมาย และมีอัปเดตล่าสุดในวันที่ 1 ธ.ค. 2561)[ 141] [ n 13] [ n 14]
มีตารางธาตุหลายรูปแบบที่ถูกเสนอว่าควรจะเป็นตารางธาตุที่มีรูปแบบเหมาะสม คำตอบของคำถามนี้ขึ้นอยู่กับว่าตารางธาตุนั้นบอกรายละเอียดเกี่ยวกับธาตุได้พอดีและอยู่บนพื้นฐานของความจริงหรือไม่ แต่ทั้งหมดก็ขึ้นอยู่กับการสังเกตการณ์ของมนุษย์ ตารางธาตุที่เหมาะสมนั้นจะต้องอธิบายได้ว่าไฮโดรเจนและฮีเลียมควรจะอยู่ที่ไหน และธาตุหมู่ 3 จะมีอะไรบ้าง คำตอบดังกล่าวจะต้องอยู่บนพื้นฐานของความจริงด้วยเช่นกัน ถ้ามีความจริงนั้นอยู่แล้ว มันอาจจะยังไม่ถูกค้นพบ ในกรณีที่ไม่มีคำตอบ การนำตารางธาตุหลายรูปแบบมารวมกัน ก็สามารถทำให้ตารางธาตุสมบูรณ์แบบขึ้นได้ และมีการเน้นแง่มุมที่แตกต่างกันของสมบัติทางเคมีและความสัมพันธ์ระหว่างธาตุ ความแพร่หลายของตารางธาตุในรูปแบบมาตรฐาน หรือรูปแบบยาว อาจจะเป็นตารางธาตุที่ดีแล้ว มีความสมดุลของเอกลักษณ์ในแง่ของโครงสร้างและขนาด การเรียงธาตุตามสมบัติของอะตอมและแนวโน้มพีรีออดิก[ 62] [ 143]
↑ "Chemistry: Four elements added to periodic table" . BBC News . 4 มกราคม 2016. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิม เมื่อ 4 มกราคม 2016.↑ St. Fleur, Nicholas (1 ธันวาคม 2016). "Four New Names Officially Added to the Periodic Table of Elements" . New York Times . คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิม เมื่อ 14 สิงหาคม 2017. ↑ 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 Emsley, John (2011). Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements ISBN 978-0-19-960563-7 ↑ Meija, Juris; และคณะ (2016). "Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)" . Pure and Applied Chemistry 88 (3): 265–91. doi :10.1515/pac-2015-0305 ↑ Prohaska, Thomas; Irrgeher, Johanna; Benefield, Jacqueline; และคณะ (2022-05-04). "Standard atomic weights of the elements 2021 (IUPAC Technical Report)" . Pure and Applied Chemistry (ภาษาอังกฤษ). doi :10.1515/pac-2019-0603 . ISSN 1365-3075 . ↑ Greenwood, pp. 24–27
↑ Gray, p. 6
↑ "IUPAC Announces the Names of the Elements 113, 115, 117, and 118" . IUPAC. 2016-11-30. สืบค้นเมื่อ 2016-11-30 .↑ Haire, Richard G. (2006). "Fermium, Mendelevium, Nobelium and Lawrencium". ใน Morss; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean (บ.ก.). The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements (3rd ed.). Dordrecht, The Netherlands: Springer Science+Business Media . ISBN 1-4020-3555-1 ↑ Gray, p. 11
↑ Scerri 2007, p. 24
↑ Messler, R. W. (2010). The essence of materials for engineers . Sudbury, MA: Jones & Bartlett Publishers. p. 32. ISBN 0-7637-7833-8 ↑ Bagnall, K. W. (1967). "Recent advances in actinide and lanthanide chemistry". ใน Fields, P.R.; Moeller, T. (บ.ก.). Advances in chemistry, Lanthanide/Actinide chemistry . Advances in Chemistry. Vol. 71. American Chemical Society. pp. 1–12. doi :10.1021/ba-1967-0071 . ISBN 0-8412-0072-6 ISSN 0065-2393 . {{cite book }}: CS1 maint: postscript (ลิงก์ )↑ Day, M. C., Jr.; Selbin, J. (1969). Theoretical inorganic chemistry (2nd ed.). New York: Nostrand-Rienhold Book Corporation. p. 103. ISBN 0-7637-7833-8 ↑ Holman, J.; Hill, G. C. (2000). Chemistry in context 40 . ISBN 0-17-448276-0 ↑ Leigh, G. J. (1990). Nomenclature of Inorganic Chemistry: Recommendations 1990 . Blackwell Science. ISBN 0-632-02494-1 ↑ Fluck, E. (1988). "New Notations in the Periodic Table" (PDF) . Pure Appl. Chem. IUPAC . 60 (3): 431–436. doi :10.1351/pac198860030431 . สืบค้นเมื่อ 24 March 2012 . ↑ 18.0 18.1 Moore, p. 111
↑ 19.0 19.1 19.2 Greenwood, p. 30
↑ Stoker, Stephen H. (2007). General, organic, and biological chemistry . New York: Houghton Mifflin. p. 68. ISBN 978-0-618-73063-6 OCLC 52445586 . ↑ Mascetta, Joseph (2003). Chemistry The Easy Way 50 . ISBN 978-0-7641-1978-1 OCLC 52047235 . ↑ Kotz, John; Treichel, Paul; Townsend, John (2009). Chemistry and Chemical Reactivity, Volume 2 (7th ed.). Belmont: Thomson Brooks/Cole. p. 324. ISBN 978-0-495-38712-1 OCLC 220756597 . ↑ 23.0 23.1 Gray, p. 12
↑ Jones, Chris (2002). d- and f-block chemistry 2 . ISBN 978-0-471-22476-1 OCLC 300468713 . ↑ Silberberg, M. S. (2006). Chemistry: The molecular nature of matter and change 536 . ISBN 0-07-111658-3 ↑ Manson, S. S.; Halford, G. R. (2006). Fatigue and durability of structural materials . Materials Park, Ohio: ASM International. p. 376. ISBN 0-87170-825-6 ↑ Bullinger, Hans-Jörg (2009). Technology guide: Principles, applications, trends 8 . ISBN 978-3-540-88545-0 ↑ Myers, R. (2003). The basics of chemistry 61 –67. ISBN 0-313-31664-3 ↑ Chang, Raymond (2002). Chemistry 289 –310, 340–42. ISBN 0-07-112072-6 ↑ Greenwood, p. 27
↑
Jolly, W. L. (1991). Modern Inorganic Chemistry (2nd ed.). McGraw-Hill . p. 22. ISBN 978-0-07-112651-9
↑ 32.0 32.1 Greenwood, p. 28
↑ IUPAC , Compendium of Chemical Terminology , 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). Online corrected version: (2006-) "Electronegativity ".↑ Pauling, L. (1932). "The Nature of the Chemical Bond. IV. The Energy of Single Bonds and the Relative Electronegativity of Atoms". Journal of the American Chemical Society 54 (9): 3570–3582. doi :10.1021/ja01348a011 .↑ Allred, A. L. (1960). "Electronegativity values from thermochemical data" . Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry . Northwestern University. 17 (3–4): 215–221. doi :10.1016/0022-1902(61)80142-5 . สืบค้นเมื่อ 11 June 2012 . ↑ Huheey, Keiter & Keiter, p. 42
↑ Siekierski, Slawomir; Burgess, John (2002). Concise chemistry of the elements . Chichester: Horwood Publishing. pp. 35‒36. ISBN 1-898563-71-3 ↑ 38.0 38.1 Chang, pp. 307–309
↑ Huheey, Keiter & Keiter, pp. 42, 880–81
↑ Yoder, C. H.; Suydam, F. H.; Snavely, F. A. (1975). Chemistry 58 . ISBN 978-0-15-506465-2 ↑ Huheey, Keiter & Keiter, pp. 880–85
↑ Sacks, O. (2009). Uncle Tungsten: Memories of a chemical boyhood . New York: Alfred A. Knopf. pp. 191, 194. ISBN 978-0-375-70404-8 ↑ Gray, p. 9
↑ 44.0 44.1 MacKay, K. M.; MacKay, R. A.; Henderson, W. (2002). Introduction to Modern Inorganic Chemistry (6th ed.). Cheltenham: Nelson Thornes. pp. 194–196. ISBN 978-0-7487-6420-4 ↑ Remy, H. (1956). Kleinberg, J. (บ.ก.). Treatise on Inorganic Chemistry . Vol. 2. Amsterdam: Elsevier. p. 30. ↑ Phillips, C. S. G.; Williams, R. J. P. (1966). Inorganic Chemistry 4 –5. ↑ King, R. B. (1995). Inorganic chemistry of main group elements . New York: Wiley-VCH. p. 289. ↑ 48.0 48.1 Greenwood & Earnshaw, p. 947
↑ Spedding, F. H.; Beadry, B. J. (1968). "Lutetium". ใน Hampel, C. A. (บ.ก.). The Encyclopedia of the Chemical Elements 374 –378. ↑ Settouti, N.; Aourag, H. (2014). "A Study of the Physical and Mechanical Properties of Lutetium Compared with Those of Transition Metals: A Data Mining Approach". JOM . 67 (1): 87–93. Bibcode :2015JOM....67a..87S . doi :10.1007/s11837-014-1247-x . ↑ 51.0 51.1 Silva, Robert J. (2011). "Chapter 13. Fermium, Mendelevium, Nobelium, and Lawrencium". ใน Morss, Lester R.; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean (บ.ก.). The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements . Netherlands: Springer. pp. 1621–1651. doi :10.1007/978-94-007-0211-0_13 . ISBN 978-94-007-0210-3 ↑ Sato, T. K.; Asai, M.; Borschevsky, A.; Stora, T.; Sato, N.; Kaneya, Y.; Tsukada, K.; Düllman, Ch. E.; Eberhardt, K.; Eliav, E.; Ichikawa, S.; Kaldor, U.; Kratz, J. V.; Miyashita, S.; Nagame, Y.; Ooe, K.; Osa, A.; Renisch, D.; Runke, J.; Schädel, M.; Thörle-Pospiech, P.; Toyoshima, A.; Trautmann, N. (9 April 2015). "Measurement of the first ionization potential of lawrencium, element 103" (PDF) . Nature . 520 (7546): 209–211. Bibcode :2015Natur.520..209S . doi :10.1038/nature14342 . PMID 25855457 . ↑ Steele, D. The Chemistry of the Metallic Elements . Oxford: Pergamon Press. p. 67. ↑ Greenwood, N. N.; Earnshaw, A. Chemistry of the Elements (2nd ed.). Oxford: Elsevier Science Ltd. p. 1206. ISBN 978-0-7506-3365-9 ↑ MacKay, K. M.; MacKay, R. A.; Henderson, W. (2002). Introduction to Modern Inorganic Chemistry (6th ed.). Cheltenham: Nelson Thornes. pp. 194–196, 385. ISBN 978-0-7487-6420-4 ↑ Siegfried, Robert (2002). From elements to atoms a history of chemical composition . Philadelphia, Pennsylvania: Library of Congress Cataloging-in-Publication Data. p. 92. ISBN 0-87169-924-9 ↑ Horvitz, Leslie (2002). Eureka!: Scientific Breakthroughs That Changed The World 43 . ISBN 978-0-471-23341-1 OCLC 50766822 . ↑ Ball, p.100
↑ van Spronsen, J. W. (1969). The periodic system of chemical elements 19 . ISBN 0-444-40776-6 ↑ "Alexandre-Emile Bélguier de Chancourtois (1820-1886)" (ภาษาฝรั่งเศส). Annales des Mines history page. สืบค้นเมื่อ 18 September 2014 .↑ Odling, W. (2002). "On the proportional numbers of the elements". Quarterly Journal of Science . 1 : 642–648 (643). ↑ 62.0 62.1 Scerri, Eric R. (2011). The periodic table: A very short introduction ISBN 978-0-19-958249-5 ↑ Kaji, M. (2004). "Discovery of the periodic law: Mendeleev and other researchers on element classification in the 1860s". ใน Rouvray, D. H.; King, R. Bruce (บ.ก.). The periodic table: Into the 21st Century 91 –122 (95). ISBN 0-86380-292-3 ↑ Newlands, John A. R. (20 August 1864). "On Relations Among the Equivalents" . Chemical News . 10 : 94–95. ↑ Newlands, John A. R. (18 August 1865). "On the Law of Octaves" . Chemical News . 12 : 83. ↑ Scerri 2007, p. 306
↑ Brock, W. H.; Knight, D. M. (1965). "The Atomic Debates: 'Memorable and Interesting Evenings in the Life of the Chemical Society'Isis . The University of Chicago Press . 56 (1): 5–25. doi :10.1086/349922 . ↑ Scerri 2007, pp. 87, 92
↑ Kauffman, George B. (March 1969). "American forerunners of the periodic law". Journal of Chemical Education . 46 (3): 128–135 (132). Bibcode :1969JChEd..46..128K . doi :10.1021/ed046p128 . ↑ Mendelejew, Dimitri (1869). "Über die Beziehungen der Eigenschaften zu den Atomgewichten der Elemente". Zeitschrift für Chemie (ภาษาเยอรมัน): 405–406. ↑ Venable, pp. 96–97; 100–102
↑ Ball, pp. 100–102
↑ Pullman, Bernard (1998). The Atom in the History of Human Thought 227 . ISBN 0-19-515040-6 ↑ Ball, p. 105
↑ Atkins, P. W. (1995). The Periodic Kingdom . HarperCollins Publishers, Inc. p. 87. ISBN 0-465-07265-8 ↑ Samanta, C.; Chowdhury, P. Roy; Basu, D.N. (2007). "Predictions of alpha decay half lives of heavy and superheavy elements". Nucl. Phys. A . 789 : 142–154. arXiv :nucl-th/0703086 Bibcode :2007NuPhA.789..142S . doi :10.1016/j.nuclphysa.2007.04.001 . ↑ Scerri 2007, p. 112
↑ Kaji, Masanori (2002). "D.I. Mendeleev's Concept of Chemical Elements and the Principle of Chemistry" (PDF) . Bull. Hist. Chem . Tokyo Institute of Technology. 27 (1): 4–16. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิม (PDF) เมื่อ 2016-07-06. สืบค้นเมื่อ 11 June 2012 . ↑ Adloff, Jean-Pierre; Kaufman, George B. (25 September 2005). "Francium (Atomic Number 87), the Last Discovered Natural Element" . The Chemical Educator. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิม เมื่อ 2013-06-04. สืบค้นเมื่อ 26 March 2007 . ↑ Hoffman, D. C.; Lawrence, F. O.; Mewherter, J. L.; Rourke, F. M. (1971). "Detection of Plutonium-244 in Nature" . Nature . 234 (5325): 132–134. Bibcode :1971Natur.234..132H . doi :10.1038/234132a0 . ↑ Gray, p. 12
↑ Deming, Horace G (1923). General chemistry: An elementary survey . New York: J. Wiley & Sons. pp. 160, 165. ↑ Abraham, M; Coshow, D; Fix, W. Periodicity:A source book module, version 1.0 (PDF) . New York: Chemsource, Inc. p. 3. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิม (PDF) เมื่อ 2012-05-14. สืบค้นเมื่อ 2015-04-17 . ↑ Emsley, J (7 March 1985). "Mendeleyev's dream table" . New Scientist : 32–36(36). ↑ Fluck, E (1988). "New notations in the period table". Pure & Applied Chemistry . 60 (3): 431–436 (432). doi :10.1351/pac198860030431 . ↑ Ball, p. 111
↑ Scerri 2007, pp. 270‒71
↑ Masterton, William L.; Hurley, Cecile N.; Neth, Edward J. Chemistry: Principles and reactions (7th ed.). Belmont, CA: Brooks/Cole Cengage Learning. p. 173. ISBN 1-111-42710-0 ↑ Ball, p. 123
↑ Barber, Robert C.; Karol, Paul J; Nakahara, Hiromichi; Vardaci, Emanuele; Vogt, Erich W. (2011). "Discovery of the elements with atomic numbers greater than or equal to 113 (IUPAC Technical Report)". Pure Appl. Chem . 83 (7): 1485. doi :10.1351/PAC-REP-10-05-01 . {{cite journal }}: CS1 maint: multiple names: authors list (ลิงก์ )↑ Эксперимент по синтезу 117-го элемента получает продолжение ↑ Scerri, Eric (2013). "Element 61—Promethium" . A Tale of 7 Elements . New York: Oxford University Press (USA). pp. 175–194 (190). ISBN 978-0-19-539131-2 แหล่งเดิม เมื่อ 10 กันยายน 2017. ... no interruptions in the sequence of increasing atomic numbers ... ↑ Newell, S. B. (1980). Chemistry: An introduction ISBN 978-0-316-60455-0 . สืบค้นเมื่อ 27 August 2016 . ↑ Jensen, W. B. (1982). "Classification, Symmetry and the Periodic Table". Computers & Mathematics with Applications . 12B (1/2): 487–510 (498). doi :10.1016/0898-1221(86)90167-7 . ↑ Leach, M. R. (2012). "Concerning electronegativity as a basic elemental property and why the periodic table is usually represented in its medium form". Foundations of Chemistry . 15 (1): 13–29. doi :10.1007/s10698-012-9151-3 . ↑ Thyssen, P.; Binnemans, K. (2011). Gschneidner Jr., K. A.; Bünzli, J-C.G; Vecharsky, Bünzli (บ.ก.). Accommodation of the Rare Earths in the Periodic Table: A Historical Analysis . Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths . Vol. 41. Amsterdam: Elsevier. p. 76. ISBN 978-0-444-53590-0 ↑ 97.0 97.1 97.2 Jensen, William B. (1986). "CLASSIFICATION, SYMMETRY AND THE PERIODIC TABLE" (PDF) . Comp. & Maths. With Appls . 12B (I/2). คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิม (PDF) เมื่อ 2017-01-31. สืบค้นเมื่อ 18 January 2017 . ↑ Finding Aid to Edward G. Mazurs Collection of Periodic Systems Images Science History Institute Click on 'Finding Aid' to go to full finding aid. ↑ 99.0 99.1 Scerri 2007, p. 20
↑ "Weird Words of Science: Lemniscate Elemental Landscapes" . Fields of Science . fieldofscience.com. 22 มีนาคม 2009. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิม เมื่อ 4 มีนาคม 2016. สืบค้นเมื่อ 4 มกราคม 2016 .↑ Emsely, J; Sharp, R (21 June 2010). "The periodic table: Top of the charts" . The Independent . ↑ Seaborg, Glenn (1964). "Plutonium: The Ornery Element". Chemistry . 37 (6): 14. ↑ Mark R. Leach. "1925 Courtines' Periodic Classification" . คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิม เมื่อ 2016-05-16. สืบค้นเมื่อ 16 October 2012 . ↑ Mark R. Leach. "1949 Wringley's Lamina System" . คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิม เมื่อ 2011-12-03. สืบค้นเมื่อ 16 October 2012 . ↑ Mazurs, E.G. (1974). Graphical Representations of the Periodic System During One Hundred Years 111 . ISBN 978-0-8173-3200-6 ↑ Mark R. Leach. "1996 Dufour's Periodic Tree" . สืบค้นเมื่อ 16 October 2012 . ↑ Bradley, David (20 July 2011). "At last, a definitive periodic table?" . ChemViews Magazine . doi :10.1002/chemv.201000107 . ↑ Schändel, Matthias (2003). The Chemistry of Superheavy Elements 277 . ISBN 1-4020-1250-0 ↑ Scerri 2011, pp. 142–143
↑ Frazier, K. (1978). "Superheavy Elements". Science News . 113 (15): 236–238. doi :10.2307/3963006 . JSTOR 3963006 . ↑ Pyykkö, Pekka (2011). "A suggested periodic table up to Z ≤ 172, based on Dirac–Fock calculations on atoms and ions". Physical Chemistry Chemical Physics . 13 (1): 161–168. Bibcode :2011PCCP...13..161P . doi :10.1039/c0cp01575j . PMID 20967377 .↑ Elliot, Q. A. (1911). "A modification of the periodic table". Journal of the American Chemical Society . 33 (5): 684–688 (688). doi :10.1021/ja02218a004 . ↑ Glenn Seaborg (c. 2006). "transuranium element (chemical element)" . Encyclopædia Britannica. สืบค้นเมื่อ 16 March 2010 . ↑ Cwiok, S.; Heenen, P.-H.; Nazarewicz, W. (2005). "Shape coexistence and triaxiality in the superheavy nuclei". Nature . 433 (7027): 705–9. Bibcode :2005Natur.433..705C . doi :10.1038/nature03336 . PMID 15716943 . ↑ Column: The crucible Ball, Philip in Chemistry World, Royal Society of Chemistry, Nov. 2010↑ Eisberg, R.; Resnick, R. (1985). Quantum Physics of Atoms, Molecules, Solids, Nuclei and Particles . Wiley . ↑
Bjorken, J. D.; Drell, S. D. (1964). Relativistic Quantum Mechanics McGraw-Hill .
↑
Greiner, W.; Schramm, S. (2008). "American Journal of Physics ". 76 : 509.
↑ Ball, Philip (November 2010). "Would Element 137 Really Spell the End of the Periodic Table? Philip Ball Examines the Evidence" . Royal Society of Chemistry . สืบค้นเมื่อ 30 September 2012 . ↑ 120.0 120.1 Cronyn, Marshall W. (August 2003). "The Proper Place for Hydrogen in the Periodic Table". Journal of Chemical Education . 80 (8): 947–951. Bibcode :2003JChEd..80..947C . doi :10.1021/ed080p947 . ↑ Gray, p. 14
↑ 122.0 122.1 IUPAC , Compendium of Chemical Terminology , 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). Online corrected version: (2006-) "transition element ".↑ Xuefang Wang; Lester Andrews; Sebastian Riedel; Martin Kaupp (2007). "Mercury Is a Transition Metal: The First Experimental Evidence for HgF4 ". Angew. Chem. Int. Ed . 46 (44): 8371–8375. doi :10.1002/anie.200703710 . PMID 17899620 . ↑ Rayner-Canham, G; Overton, T. Descriptive inorganic chemistry (4th ed.). New York: W H Freeman. pp. 484–485. ISBN 0-7167-8963-9 ↑ Rayner-Canham, G; Overton, T. Descriptive inorganic chemistry (4th ed.). New York: W H Freeman. pp. 484–485. ISBN 0-7167-8963-9 ↑ Scerri, E. (2012). "Mendeleev's Periodic Table Is Finally Completed and What To Do about Group 3?" . Chemistry International . 34 (4).↑ Eliav, E.; Kaldor, U.; Ishikawa, Y. (1995). "Transition energies of ytterbium, lutetium, and lawrencium by the relativistic coupled-cluster method". Phys. Rev. A 52 : 291–296. Bibcode :1995PhRvA..52..291E . doi :10.1103/PhysRevA.52.291 . ↑ Zou, Yu; Froese, Fischer C.; Uiterwaal, C.; Wanner, J.; Kompa, K.-L. (2002). "Resonance Transition Energies and Oscillator Strengths in Lutetium and Lawrencium". Phys. Rev. Lett. 88 (18): 183001. Bibcode :2002PhRvL..88b3001M . doi :10.1103/PhysRevLett.88.023001 . PMID 12005680 . ↑ Emsley, J. (2011). Nature's Building Blocks 651 . ISBN 978-0-19-960563-7 ↑ 130.0 130.1 130.2 130.3 130.4 William B. Jensen (1982). "The Positions of Lanthanum (Actinium) and Lutetium (Lawrencium) in the Periodic Table". J. Chem. Educ . 59 (8): 634–636. Bibcode :1982JChEd..59..634J . doi :10.1021/ed059p634 . ↑ Trifonov, D. N. (1970). Rare-earth elements and their position in the periodic system (translated from Russian). New Delhi: Indian National Scientific Documentation Centre. pp. 201–202. ↑ Greenwood, N. N.; Harrington, T. J. (1973). The chemistry of the transition elements . Oxford: Clarendon Press. p. 50. ISBN 978-0-19-855435-6 ↑ Aylward, G.; Findlay, T. (2008). SI chemical data (6th ed.). Milton, Queensland: John Wiley & Sons. ISBN 978-0-470-81638-7 ↑ Wiberg, N. (2001). Inorganic Chemistry . San Diego: Academic Press. p. 119. ISBN 978-0-12-352651-9 ↑ Wulfsberg, G. (2006). "Periodic table: Trends in the properties of the elements". Encyclopedia of Inorganic Chemistry . New York: John Wiley & Sons. p. 3. ISBN 978-0-470-86210-0 ↑ 136.0 136.1 Cotton, S. (2007). Lanthanide and Actinide Chemistry . Chichester: John Wiley & Sons. p. 150. ISBN 978-0-470-01006-8 ↑ Scerri, E. (15 กันยายน 2015). "Five ideas in chemical education that must die – Group three" . Education in Chemistry Royal Society of Chemistry . คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิม เมื่อ 23 ธันวาคม 2015. สืบค้นเมื่อ 19 กันยายน 2015 . It is high time that the idea of group 3 consisting of Sc, Y, La and Ac is abandoned ↑ Jensen, W. B. (2015). "Some Comments on the Position of Lawrencium in the Periodic Table" (PDF) . คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิม (PDF) เมื่อ 23 December 2015. สืบค้นเมื่อ 20 Sep 2015 . ↑ Xu, W-H.; Pyykkö, P. (2016). "Is the chemistry of lawrencium peculiar?". Physical Chemistry Chemical Physics . 18 (26): 17351–17355. Bibcode :2016PCCP...1817351X . doi :10.1039/C6CP02706G . PMID 27314425 . ↑ King, R. B. (1995). Inorganic Chemistry of Main Group Elements 289 . ISBN 978-1-56081-679-9 ↑ Connelly, N. G.; Damhus, T.; Hartshorn, R. M.; Hutton, A. T. (2005). Nomenclature of Inorganic Chemistry: IUPAC Recommendations 2005 (PDF) . RSC Publishing. p. vii. ISBN 978-0-85404-438-2 Lesser omissions include ... the several different outdated versions of the periodic table. (That on the inside front cover is the current IUPAC-agreed version.) ↑ Leigh, G. J. (2009). "Periodic Tables and IUPAC" . Chemistry International 31 (1). สืบค้นเมื่อ 27 November 2018 . ↑ Francl, Michelle (May 2009). "Table manners" (PDF) . Nature Chemistry . 1 (2): 97–98. Bibcode :2009NatCh...1...97F . doi :10.1038/nchem.183 . PMID 21378810 .
↑ ธาตุที่สังเคราะห์ขึ้นก่อนที่จะพบในธรรมชาติภายหลัง ได้แก่ เทคนีเชียม (Z=43), โพรมีเทียม (61), แอสทาทีน (85), เนปทูเนียม (93), พลูโทเนียม (94), อะเมริเซียม (95), คูเรียม (96), เบอร์คีเลียม (97) และแคลิฟอร์เนียม (98)
↑ ตารางธาตุบางตารางจะมีธาตุที่มีเลขอะตอมเท่ากับ 0 ถึงแม้ว่ามันจะไม่จำเป็นที่จะต้องมีก็ตาม
↑ แต่มีบางกรณีที่ไม่เป็นไปตามนี้ เช่น ในวงย่อยของบล็อก-d อิเล็กตรอนจะเต็มได้เมื่อถึงหมู่ 11 แทนที่จะเป็นหมู่ 12
↑ แก๊สมีสกุล, แอสทาทีน แฟรนเซียม และทุกธาตุที่หนักกว่าอะเมริเซียม ยังไม่มีข้อมูลสำหรับเรื่องนี้
↑ ขณะที่ Lr ถูกคิดว่ามีอิเล็กตรอน p แทนที่จะเป็น d ในการจัดเรียงอิเล็กตรอนที่สถานะพื้น ก็ยังถูกพิจารณาให้เป็นโลหะระเหยง่ายที่สามารถสร้างไอออน +1 ในสารละลายเหมือนกับแทลเลียม แต่ก็ไม่มีหลักฐานใด ๆ ที่แสดงว่ามีสมบัติดังกล่าวปรากฏออกมา แม้ว่าจะมีการทดลองที่พยายามจะพิสูจน์อยู่[ 51] [ 51] [ 52]
↑ ดูที่ ฐานข้อมูลตารางธาตุ
↑ Karol (2002, p. 63) เขียนไว้ว่าผลกระทบจากแรงโน้มถ่วงจะทำให้มีธาตุที่มีเลขอะตอมสูงมาก ๆ และจะกลายเป็นนิวไคลด์ที่มีมวลมาก ๆ ด้วยเช่นกัน ซึ่งจะมีขึ้นบนดาวนิวตรอน (เลขอะตอมอาจจะมีมากถึง 1021 ) และอาจจะถูกจัดว่าเป็นธาตุที่หนักที่สุดในเอกภพ ดูเพิ่มที่: Karol P. J. (2002). "The Mendeleev–Seaborg periodic table: Through Z = 1138 and beyond". Journal of Chemical Education 79 (1): 60–63.
↑ ถ้าพวกเขาเชื่อในหลักการออฟบาว การจัดเรียงอิเล็กตรอนของลอว์เรนเชียมจะเป็นดังนี้ [Rn] 5f14 6d1 7s2 แทนที่อิเล็กตรอนจะไปอยู่ในวงย่อย p มันไปอยู่ในวงย่อย d แทน
↑ ตัวอย่างสำหรับตารางธาตุรูปแบบนี้ดูที่ Atkins et al. (2006). Shriver & Atkins Inorganic Chemistry (4th ed.). Oxford: Oxford University Press • Myers et al. (2004). Holt Chemistry . Orlando: Holt, Rinehart & Winston • Chang R. (2000). Essential Chemistry (2nd ed.). Boston: McGraw-Hill
↑ ตัวอย่างสำหรับของตารางธาตุหมู่ 3 ที่มีธาตุหมู่ 3 เป็น Sc-Y-Lu-Lr ดูที่ Rayner-Canham G. & Overton T. (2013). Descriptive Inorganic Chemistry (6th ed.). New York: W. H. Freeman and Company • Brown et al. (2009). Chemistry: The Central Science (11th ed.). Upper Saddle River, New Jersey: Pearson Education • Moore et al. (1978). Chemistry . Tokyo: McGraw-Hill Kogakusha
↑ ปรากฏการณ์ขอแงการแยกหมู่ที่แตกต่างกัน เกิดขึ้นจากความเป็นเบสที่เพิ่มขึ้น พร้อมกับรัศมีที่เพิ่มขึ้น และไม่ได้ทำให้เป็นเหตุผลมูลฐานที่แสดงว่า Lu อยู่ใต้ Y แทนที่จะเป็น La ดังนั้น ท่ามกลางโลหะแอลคาไลน์เอิร์ท Mg (เป็นเบสน้อยกว่า) จัดอยู่ใน "กลุ่มละลายน้ำได้" และ Ca, Sr and Ba (เป็นเบสมากกว่า) ปรากฏใน "กลุ่มแอมโมเนียมคาร์บอเนต" แต่อย่างไรก็ตาม Mg, Ca, Sr และ Ba ถูกรวมกลุ่มในหมู่ 2 ของตารางธาตุ ดูที่: Moeller et al. (1989). Chemistry with Inorganic Qualitative Analysis (3rd ed.). SanDiego: Harcourt Brace Jovanovich, pp. 955–956, 958.
↑ แม้ว่าโลหะลอว์เรนเชียมมี p อิเล็กตรอน การศึกษาแบบจำลองอย่างง่ายพบว่ามันจะมีพฤติกรรมคล้ายกับแลนทาไนด์ [ 139] [ 136]
↑ อย่างไรก็ตาม สมาชิกจากไอยูแพกกล่าวว่า "ไอยูแพกจะไม่รับรองตารางธาตุรูปแบบใดรูปแบบหนึ่งเป็นเฉพาะเจาะจง และตารางธาตุที่ได้รับการรับรองจากไอยูแพกนั้นไม่มีอยู่จริง แม้ว่าสมาชิกของไอยูแพกจะมีการตีพิมพ์ไดอะแกรมที่มีหัวข้อว่า “ตารางธาตุของไอยูแพก". ถึงกระนั้น รูปแบบที่ไอยูแพกได้แนะนำไว้เกี่ยวกับตารางธาตุกล่าวถึงแค่การใส่เลขหมู่ 1–18"[ 142]
↑ สำหรับตัวอย่างของตารางธาตุที่มีธาตุหมู่ 3 เป็น Ln and An ดูที่ Housecroft C. E. & Sharpe A. G. (2008). Inorganic Chemistry (3rd ed.). Harlow: Pearson Education • Halliday et al. (2005). Fundamentals of Physics (7th ed.). Hoboken, NewJersey: John Wiley & Sons • Nebergall et al. (1980). General Chemistry (6th ed.). Lexington: D. C. Heath and Company
Greenwood, Norman N. ; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann . ISBN 978-0-08-037941-8 Petrucci, Ralph H.; Harwood, William S.; Herring, F. Geoffrey (2002). General chemistry: principles and modern applications ISBN 978-0-13-014329-7 LCCN 2001032331 . OCLC 46872308 . Siekierski, S.; Burgess, J. (2002). Concise Chemistry of the Elements . Horwood. ISBN 978-1-898563-71-6 Scerri, Eric R (2020). The Periodic Table, Its Story and Its Significance , 2nd edition, Oxford University Press, New York, ISBN 978-0-19-091436-3 .Wulfsberg, Gary (2000). Inorganic Chemistry ISBN 9781891389016
Calvo, Miguel (2019). Construyendo la Tabla Periódica . Zaragoza, Spain: Prames. p. 407. ISBN 978-84-8321-908-9 Emsley, J. (2011). "The Periodic Table". Nature's Building Blocks: An A–Z Guide to the Elements 634 –651. ISBN 978-0-19-960563-7 Fontani, Marco; Costa, Mariagrazia; Orna, Mary Virginia (2007). The Lost Elements: The Periodic Table's Shadow Side . Oxford: Oxford University Press. p. 508. ISBN 978-0-19-938334-4 Mazurs, E. G. (1974). Graphical Representations of the Periodic System During One Hundred Years . Alabama: University of Alabama Press. ISBN 978-0-19-960563-7 Rouvray, D.H.; King, R. B., บ.ก. (2004). The Periodic Table: Into the 21st Century . Proceedings of the 2nd International Conference on the Periodic Table, part 1, Kananaskis Guest Ranch, Alberta, 14–20 July 2003. Baldock, Hertfordshire: Research Studies Press. ISBN 978-0-86380-292-8 Rouvray, D.H.; King, R. B., บ.ก. (2006). The Mathematics of the Periodic Table . Proceedings of the 2nd International Conference on the Periodic Table, part 2, Kananaskis Guest Ranch, Alberta, 14–20 July 2003. New York: Nova Science. ISBN 978-1-59454-259-6 Scerri, E (n.d.). "Books on the Elements and the Periodic Table" (PDF) . เก็บ (PDF) จากแหล่งเดิมเมื่อ 11 August 2020. สืบค้นเมื่อ 9 July 2018 . Scerri, E.; Restrepo, G, บ.ก. (2018). Mendeleev to Oganesson: A Multidisciplinary Perspective on the Periodic Table . Proceedings of the 3rd International Conference on the Periodic Table, Cuzco, Peru 14–16 August 2012. Oxford: Oxford University Press. ISBN 978-0-86380-292-8 van Spronsen, J. W. (1969). The Periodic System of Chemical Elements: A History of the First Hundred Years ISBN 978-0-444-40776-4 Verde, M., บ.ก. (1971). Atti del convegno Mendeleeviano: Periodicità e simmetrie nella struttura elementare della materia [Proceedings of the Mendeleevian conference: Periodicity and symmetry in the elementary structure of matter ]. 1st International Conference on the Periodic Table, Torino-Roma, 15–21 September 1969. Torino: Accademia delle Scienze di Torino.
รูปแบบ
มาตรฐาน แบบกว้าง แบบขยาย ตามสมบัติธาตุ
กลุ่มธาตุเคมี
ตามส่วนประกอบ
ตามสมบัติ
อื่น ๆ
ธาตุเคมี
ประวัติ ดูเพิ่ม
.svg)
.svg)
.svg)
.png)
.svg)
