Лайнус Полінг, Пітер Полінг — Хімія
Періодична таблиця складається з горизонтальних рядів; у ній є один дуже короткий період (до нього входять Гідроген і Гелій; їхні атомні номери 1 і 2), два короткі періоди по 8 елементів кожний, два довгі періоди по 18 елементів кожний, один дуже довгий період із 32 елементів і один незавершений період.
Властивості елементів, що належать до одного й того самого періоду, змінюються певним чином, як це показано на рис. 5.1, де наведено криву, що виражає залежність між густиною простих речовин у кристалічному стані та атомним номером. На кривій чітко видно п'ять мінімумів густини (нижні точки). Вони відповідають елементам Натрію (11), Калію (19), Рубідію (37), Цезію (55) і Францію (87). Ці п'ять елементів і Літій становлять групу елементів, напрочуд близьких за своїми властивостями (підрозд. 18.3).
Вертикальні колонки періодичної таблиці називають групами хімічних елементів (переходи між короткими й довгими періодами в табл. 5.1 показано стрілками). Елементи, що входять до однієї групи, можна називати спорідненими; ці елементи мають дуже близькі фізичні та хімічні властивості.
Рис. 5.1. Густина простих речовин у твердому стані (г·см-3). У верхніх і нижніх точках кривої вказано символи елементів, що характеризуються максимальною й мінімальною густиною.
Групи I, II і III включають елементи лівої частини всіх періодів табл. 5. 1, групи IV, V, VI і VII — елементи правої частини. Елементи, що займають середню частину довгих періодів, називаються перехідними елементами; вони мають властивості, які відрізняються від властивостей елементів коротких періодів; ці елементи розглядають окремо як групи IVa, Va, VIa, VIIa, VIII (яка за історичною традицією включає по три елементи від кожного довгого періоду), I6, IIб, IIIб.
Дуже довгий період вдалося вмістити в таблицю, виділивши з нього чотирнадцять елементів — рідкісноземельні метали, або лантаноїди (елементи, схожі на Лантан із Z = 57), з атомними номерами від 58 до 71, і помістивши їх окремим рядом у нижній частині таблиці. Елементи з атомними номерами від 90 до 103 називають актиноїдами (елементи, схожі на Актиній із Z = 89); у таблиці їх розміщують під лантаноїдами.
Елементи, що займають ліву частину й центр періодичної системи, є металами. У вигляді простих речовин вони мають характерні властивості, які називаються металевими: високу електропровідність і теплопровідність, металевий блиск, ковкість, гнучкість (їх можна прокатувати в листи) і тягучість (з них можна витягувати дріт). Елементи, що займають праву частину таблиці,— неметали; відповідні прості речовини не мають металевих властивостей.
Металеві властивості найяскравіше виражені в елементів, що займають лівий нижній кут періодичної таблиці, а неметалеві властивості найяскравіше виражені в елементів, що займають правий верхній кут (не враховуючи інертних газів). Ту частину таблиці, яка відокремлює метали від неметалів, займають елементи з проміжними властивостями; вони розташовані поблизу прямої лінії, що проходить від середньої точки у верхній частині таблиці до її правого нижнього кута. Ці елементи, які називаються металоїдами, включають Бор, Силіцій, Германій, Арсен, Стибій, Телур і Полоній.
Групи елементів можна коротко описати так:
Група 0, група аргоноїдів. Елементи цієї групи — Гелій, Неон, Аргон, Криптон, Ксенон і Радон — майже повністю інертні в хімічному відношенні; вони утворюють лише небагато хімічних сполук. Аргоноїди розглянуто в наступних підрозділах цього розділу.
Група I, група лужних металів. Лужні метали — Літій, Натрій, Калій, Рубідій, Цезій і Францій — легкі метали з дуже високою хімічною активністю. Багато їхніх сполук знаходять важливе застосування в промисловості й повсякденному житті. Лужні метали та їхні сполуки розглянуто в розд. 18. Слово «луги» походить від арабського слова, що означає «зола» (сполуки цих металів добували з деревної золи).
Група II, група лужноземельних металів. Ці метали — Берилій, Магній, Кальцій, Стронцій, Барій і Радій, а також їхні сполуки— описано в розд. 18.
Група III, група Бору або Алюмінію. Бор — металоїд, тоді як Алюміній і споріднені з ним елементи — метали. Властивості Бору та споріднених з ним елементів описано в розд. 18.
Група IV, група Карбону й Силіцію. Хімію Карбону викладено в розд. 7—9, а детальніше — в розд. 13—15. Хімію Силіцію та інших елементів цієї групи описано в розд. 18.
Група V, група Нітрогену або Фосфору. Нітроген і Фосфор — неметали, споріднені з ними елементи Арсен і Стибій — металоїди, Бісмут зазвичай відносять до металів. Хімію Нітрогену, Фосфору та інших елементів цієї групи викладено в розд. 7 і 8.
Група VI, група Оксигену. Оксиген і споріднені з ним Сульфур і Селен — неметали, а Телур і Полоній відносять до металоїдів. Хімію Оксигену та споріднених з ним елементів викладено в розд. 7 і 8.
Група VII, група галогенів. Галогени — Флуор, Хлор, Бром, Йод і Астат — утворюють групу найвиразніше неметалевих елементів. У хімічному відношенні вони дуже активні, утворюють безліч сполук. Хімію галогенів викладено в розд. 7 і 8. Слово «галоген» утворено від грецьких слів hals—сіль і genes — породжувати, утворювати.
У розділах, що безпосередньо йдуть за цим, розглянуто переважно ті елементи, хімію яких можна систематично викласти шляхом порівняння електронних структур того чи іншого елемента з електронними структурами аргоноїдів. Решту елементів, які називаються перехідними елементами, описано в розд. 19.