Alla fine del XIX secolo, il chimico russo Dmitri Mendeleev pubblicò il suo primo tentativo di raggruppare elementi chimici in base ai loro pesi atomici. All'epoca erano noti solo circa 60 elementi, ma Mendeleev si rese conto che quando gli elementi erano organizzati in base al peso, alcuni tipi di elementi si verificavano a intervalli regolari o periodi.
Oggi, 150 anni dopo, i chimici riconoscono ufficialmente 118 elementi (dopo l'aggiunta di quattro nuovi arrivati nel 2016) e usano ancora la tavola periodica degli elementi di Mendeleev per organizzarli. La tabella inizia con l'atomo più semplice, l'idrogeno, e quindi organizza il resto degli elementi per numero atomico, che è il numero di protoni che ciascuno contiene. Con una manciata di eccezioni, l'ordine degli elementi corrisponde alla massa crescente di ciascun atomo.
La tabella ha sette righe e 18 colonne. Ogni riga rappresenta un punto; il numero di periodo di un elemento indica quanti dei suoi livelli di energia ospitano elettroni. Il sodio, per esempio, si trova nel terzo periodo, il che significa che un atomo di sodio ha tipicamente elettroni nei primi tre livelli di energia. Spostandosi verso il basso della tabella, i periodi sono più lunghi perché sono necessari più elettroni per riempire i livelli esterni più grandi e complessi.
Le colonne della tabella rappresentano gruppi o famiglie di elementi. Gli elementi di un gruppo spesso sembrano e si comportano in modo simile, perché hanno lo stesso numero di elettroni nel loro guscio più esterno - la faccia che mostrano al mondo. Gli elementi del gruppo 18, ad esempio all'estrema destra del tavolo, hanno gusci esterni completamente pieni e raramente partecipano a reazioni chimiche.
Gli elementi sono generalmente classificati come metallici o non metallici, ma la linea di demarcazione tra i due è sfocata. Gli elementi metallici sono generalmente buoni conduttori di elettricità e calore. I sottogruppi all'interno dei metalli si basano su caratteristiche e proprietà chimiche simili di queste raccolte. La nostra descrizione della tavola periodica utilizza raggruppamenti di elementi comunemente accettati, secondo il laboratorio nazionale Los Alamos.
Metalli alcalini: I metalli alcalini costituiscono la maggior parte del Gruppo 1, la prima colonna della tabella. Lucidi e abbastanza morbidi da tagliare con un coltello, questi metalli iniziano con litio (Li) e terminano con francio (Fr). Sono anche estremamente reattivi e esplodono in fiamme o addirittura esplodono a contatto con l'acqua, quindi i chimici li immagazzinano in oli o gas inerti. L'idrogeno, con il suo singolo elettrone, vive anche nel gruppo 1, ma il gas è considerato non metallico.
Metalli alcalino-terrosi: I metalli alcalino-terrosi compongono il Gruppo 2 della tavola periodica, dal berillio (Be) al radio (Ra). Ognuno di questi elementi ha due elettroni nel suo livello di energia più esterno, il che rende le terre alcaline abbastanza reattive che raramente si trovano da sole in natura. Ma non sono così reattivi come i metalli alcalini. Le loro reazioni chimiche si verificano in genere più lentamente e producono meno calore rispetto ai metalli alcalini.
lantanidi: Il terzo gruppo è troppo lungo per adattarsi alla terza colonna, quindi viene scomposto e capovolto lateralmente per diventare la fila superiore dell'isola che galleggia nella parte inferiore del tavolo. Questi sono i lantanidi, elementi da 57 a 71 - da lantanio (La) a lutetio (Lu). Gli elementi di questo gruppo hanno un colore bianco argenteo e si appannano al contatto con l'aria.
attinidi: Gli attinidi fiancheggiano la fila inferiore dell'isola e comprendono elementi 89, attinio (ac), attraverso 103, lawrencium (Lr). Di questi elementi, solo il torio (Th) e l'uranio (U) si trovano naturalmente sulla Terra in quantità sostanziali. Tutti sono radioattivi. Gli attinidi e i lantanidi formano insieme un gruppo chiamato metalli di transizione interni.
Metalli di transizione: Tornando al corpo principale della tabella, il resto dei gruppi da 3 a 12 rappresenta il resto dei metalli di transizione. Duri ma malleabili, lucenti e con una buona conduttività, questi elementi sono ciò a cui pensi in genere quando senti la parola metal. Molti dei più grandi successi del mondo metal - tra cui oro, argento, ferro e platino - vivono qui.
Metalli post-transizione: Prima del salto nel mondo non metallico, le caratteristiche condivise non sono ordinatamente divise lungo linee di gruppo verticali. I metalli post-transizione sono alluminio (Al), gallio (Ga), indio (In), tallio (Tl), stagno (Sn), piombo (Pb) e bismuto (Bi) e si estendono dal Gruppo 13 al Gruppo 17. Questi elementi hanno alcune delle caratteristiche classiche dei metalli di transizione, ma tendono ad essere più morbidi e comportano più male di altri metalli di transizione. Molte tavole periodiche presenteranno una linea di "scala" in grassetto sotto la diagonale che collega il boro con l'astato. I metalli post-transizione si raggruppano nella parte inferiore sinistra di questa linea.
metalloidi: I metalloidi sono boro (B), silicio (Si), germanio (Ge), arsenico (As), antimonio (Sb), tellurio (Te) e polonio (Po). Costituiscono la scala che rappresenta il passaggio graduale dai metalli ai non metalli. Questi elementi a volte si comportano come semiconduttori (B, Si, Ge) piuttosto che come conduttori. I metalloidi sono anche chiamati "semimetalli" o "metalli poveri".
elementi non metallici Tutto il resto in alto a destra della scala - più l'idrogeno (H), incagliato nel gruppo 1 - è un metallo. Questi includono carbonio (C), azoto (N), fosforo (P), ossigeno (O), zolfo (S) e selenio (Se).
alogeni: I primi quattro elementi del gruppo 17, dal fluoro (F) all'astato (At), rappresentano uno dei due sottoinsiemi dei non metalli. Gli alogeni sono abbastanza chimicamente reattivi e tendono ad accoppiarsi con i metalli alcalini per produrre vari tipi di sale. Il sale da cucina della tua cucina, ad esempio, è un matrimonio tra il sodio alcalino metallico e il cloro alogeno.
Gas nobili: I gas incolori, inodori e quasi completamente non reattivi, i gas inerti o nobili completano la tabella del Gruppo 18. Molti chimici si aspettano che Oganesson, uno dei quattro elementi appena nominati, condivida queste caratteristiche; tuttavia, poiché questo elemento ha un'emivita misurata in millisecondi, nessuno è stato in grado di testarlo direttamente. Oganesson completa il settimo periodo della tavola periodica, quindi se qualcuno riesce a sintetizzare l'elemento 119 (e la corsa per farlo è già in corso), si ripeterà per iniziare la riga otto nella colonna di metallo alcalino.
A causa della natura ciclica creata dalla periodicità che dà il nome alla tavola, alcuni chimici preferiscono visualizzare la tavola di Mendeleev come un cerchio.
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