Таблица Менделеева

Таблица Менделеева целиком: сто восемнадцать элементов с номерами, символами и атомными массами, разбор периодов и групп и четыре пары, из-за которых таблицу пришлось упорядочить по заряду ядра, а не по массе.

Как устроена клетка

Что написано в клетке периодической таблицы

В клетке три вещи, и путают обычно две из них. Крупная латинская буква — символ элемента, по нему пишут формулы веществ. Число над символом или слева от него — порядковый номер: он же заряд ядра, он же количество протонов, он же количество электронов у нейтрального атома. Число под символом — атомная масса, и именно её берут в расчётах, когда считают молярную массу вещества.

Порядковый номер и масса — разные величины, и это не придирка. Номер всегда целый и идёт подряд: 118 элементов, от первого до сто восемнадцатого без пропусков. Масса дробная, потому что природный элемент — это смесь изотопов с разной массой ядра, и в клетке стоит средневзвешенное по их распространённости. У кислорода номер 8, а масса 15,999 — это не опечатка и не округление номера.

У 34 элементов масса напечатана в квадратных скобках. Стабильных изотопов у них нет, средневзвешенной массы не существует, и в скобках стоит массовое число самого долгоживущего изотопа. Такие элементы в школьных задачах не считают — с ними просто не бывает расчётов на массу.

Полный список

Таблица Менделеева: все 118 элементов

Список отсортирован по порядковому номеру. Атомные массы — стандартные значения ИЮПАК, округлённые до четырёх значащих цифр: столько же печатают в экзаменационном бланке.

Ни одно число здесь не набрано руками. Массы берутся из выгрузки стандартных атомных масс, а при каждой сборке страницы сверяются с независимо составленной таблицей атомных масс на нашей странице формул по химии — расхождение больше 0,05 роняет сборку. Отдельно проверяется отпечаток самой выгрузки: правка любой из 118 масс страницу не соберёт.

Строки и столбцы

Периоды и группы: как здесь ориентироваться

Строка периодической таблицы называется периодом, столбец — группой. Период показывает, сколько электронных слоёв у атома: у натрия период 3, значит слоёв три. Внутри периода слева направо металлические свойства слабеют, а неметаллические усиливаются, поэтому натрий в начале строки — активный металл, а хлор ближе к концу — активный неметалл.

Периоды разной длины: первые три короткие, дальше идут по восемнадцать элементов, а шестой и седьмой — по тридцать два. Лишние пятнадцать в каждом из последних двух вынесены вниз отдельными строками: это лантаноиды и актиноиды, по 15 элементов в каждом ряду. Их вынесли не по смыслу, а ради ширины — иначе периодической таблице не хватило бы листа.

Со столбцами сложнее. В привычной школьной короткой форме групп восемь, и каждая делится на главную и побочную подгруппу: в первую попадают элементы малых периодов вроде натрия и хлора, во вторую — переходные металлы вроде железа и меди. В длинной форме, которую используют международно, групп восемнадцать и делить их на подгруппы не нужно. Номер группы в первой из подгрупп показывает, сколько электронов на внешнем слое, — отсюда и высшая валентность.

Семейства

Щелочные металлы, благородные газы и семейство между ними

Три семейства спрашивают чаще остальных, потому что у них поведение читается прямо по месту в периодической таблице.

Щелочные металлы стоят первым столбцом и отдают единственный внешний электрон тем охотнее, чем ниже расположены: литий реагирует с водой заметно, натрий бурно, а последние два в столбце — взрывоопасно. Галогены занимают предпоследний столбец, им до заполненного слоя не хватает одного электрона, поэтому они, наоборот, электрон забирают, и активнее всех фтор. Благородные газы стоят последним столбцом с уже заполненным внешним слоем, и им не нужно ни отдавать, ни принимать — отсюда их химическая инертность.

Между металлами и неметаллами проходит нерезкая граница, и на ней стоят полуметаллы: кремний, германий, мышьяк. Они и полупроводники, и основа кислотных оксидов, а в школьных задачах их чаще относят к неметаллам. Всего элементов 92 металлов, 11 неметаллов, 8 полуметаллов и 7 благородных газов.

Почему так, а не по массе

Четыре пары, из-за которых таблицу упорядочили по заряду ядра

Таблица Менделеева начиналась с порядка по массе: Менделеев расставлял элементы по возрастанию атомной массы — других данных в 1869 году не было. Но в нескольких местах порядок по массе противоречил химическим свойствам, и Менделеев поставил свойства выше числа. Позже выяснилось, что прав он был не случайно: настоящий порядковый признак — заряд ядра, а масса зависит ещё и от числа нейтронов.

Если пройти по современной периодической таблице подряд и сравнивать соседей, масса падает в четырёх местах при том, что номер растёт:

Пары найдены перебором всех 118 элементов при сборке страницы, а не взяты из головы: набор сверяется с ожидаемым, и любая опечатка в массе его меняет.

Самая известная пара — аргон и калий. Аргон тяжелее калия на 0,852, но аргон — инертный газ, а калий — щелочной металл, и по свойствам калий обязан стоять рядом с натрием. По массе его пришлось бы поставить перед аргоном, в чужой столбец. То же с кобальтом и никелем, теллуром и иодом, торием и протактинием.

Ещё 6 пар с падением массы встречаются среди тяжёлых элементов без стабильных изотопов, но это не тот же случай: там сравниваются не атомные массы, а массовые числа выбранных изотопов, и от выбора изотопа зависит результат.

Какая бывает

Вариантов таблицы больше одного

Под этим названием скрываются разные картинки, и на экзамене это важно. Короткая форма — восемь групп, каждая с двумя подгруппами, привычна по школьным учебникам. Длинная форма — восемнадцать групп в один ряд, без деления на подгруппы, принята международно и висит в кабинетах химии. Есть ещё сверхдлинная, где лантаноиды и актиноиды не вынесены вниз, а стоят в основном поле: она честнее по смыслу, но по ширине не помещается никуда.

Содержание у всех вариантов таблицы одно и то же — меняется только раскладка. Номер, символ и масса элемента от формы не зависят, поэтому считать по любой из них можно одинаково. Различие начинается там, где в задании спрашивают номер группы: в короткой форме сера в шестой группе, в длинной — в шестнадцатой.

На экзамене

Что разрешено взять на ОГЭ и ЕГЭ

К варианту по химии прилагаются три справочных материала: периодическая таблица, таблица растворимости и электрохимический ряд напряжений металлов. Свою приносить не нужно и нельзя — выдают вместе с бланком. Расчётные формулы туда не входят, их надо помнить; они собраны у нас на странице формул по химии.

Массы в экзаменационной таблице печатают с той же точностью, что и здесь, но в расчётах их округляют до целых — кроме хлора, у которого берут 35,5. Если в ответе разошлись сотые, чаще всего дело именно в этом, а не в ошибке хода решения.

Состав приложений утверждают заново каждый год. Смотреть его стоит в демоверсии своего года на сайте ФИПИ, а не на сторонних сайтах, включая этот.

Коротко

Часто задаваемые вопросы