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元素週期表

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元素週期表是依原子序數、核外電子排佈情況和化學性質的相似性來排列化學元素的表格。一如其名，元素週期表的結構展現了元素性質的某些週期性規律。週期表的一個橫行稱作一個週期，縱列則稱作一個族。一般而言，在同一週期內，金屬元素位於表的左端，非金屬位於右端，具有相似化學性質的元素則位於同一族內。週期表中的六個族具有單獨的別名，包括第17族（VII A 族）稱鹵素，第18族（0族）稱貴氣體。此外，週期表中的四塊基本為矩形的區域與原子軌態的排佈情況密切相關。

可用元素週期表的排列方式推演元素之間性質的聯繫，也可用於預測新發現或合成的元素的性質與行為。最早的元素週期表由俄羅斯化學家德米特里·門捷列夫發佈於1869年，主要用於展現當時已知的元素之間的週期性規律，但他也藉此基本成功預測了當時尚未發現的、位於週期表空位中的元素的相當一部分性質。隨着新元素的發現和化學性質預測的理論模型的健全，門捷列夫的思想也在不斷得以完善。現代的元素週期表不僅為分析化學反應提供了有用的框架，也在其他化學領域乃至核物理學中得到廣泛應用。

自原子序數為1的元素（氫）至原子序數為118的元素（鿫，Oganesson）均已被發現或成功合成，並填滿了週期表的前七個週期。[1][2]自然界中天然存在的僅有前98種元素，且部分僅有痕量存在；其餘的元素都是在實驗室中合成的。[a]原子序數99號至118號的元素目前僅在實驗室或反應堆中經合成得到過。[3]下一個合成的新元素將會開啟第八週期，因此有大量工作都在往這方面努力。並有理論結果指出了可能的候選元素。此外，實驗室中也合成了很多種天然元素的放射性同位素。

概述

每種化學元素都唯一對應一個原子序數（通常記作Z），這個值即是原子核內的質子數量。[b]對大多數元素而言，同種元素的原子可以包含不同數目的中子，可互稱為同位素。例如，碳元素就有三種天然同位素，每種同位素原子都包含六個質子，而中子不同：絕大多數碳原子含有六個（碳-12），約1%含有七個（碳-13），極少數含有八個（碳-14）。元素週期表中對同位素不加區分。不少週期表會標出元素的原子量，對於沒有穩定同位素的元素，標出的是半衰期最長的核種的相對原子質量，在這種情況下，原子量會帶上括號。[4]

在標準的元素週期表中，元素按照原子序數遞增的順序排列。當一個新的電子殼層開始填入電子時，週期表就從下一行（下一個週期）繼續開始排佈。縱列（族）是由原子的電子構型決定的。對於同一族中的元素，原子的某一亞層中的電子數量總是相同的。例如，氧和硒位於同一族，而它們的原子最外層的p軌態中都填入了4個電子。同族元素通常具有相似的化學性質，而在週期表的f區與d區的一部分中，整個區域的元素都有相似的化學性質。因而，如果已知與某個元素相鄰的其他元素的性質，這個元素的性質就不難猜測。[5]

截至2016年 (2016-Missing required parameter 1=month!)，元素週期表共有118種已確認存在的元素。其中原子序數為113、115、117、118的四種元素是最新發現的，國際純粹與應用化學聯合會（IUPAC）於2015年12月確認了其成功合成，並於2016年6月公佈了它們的英文名稱（同年11月確定為官方名稱），中國大陸於2017年5月公佈了其中文名。其名稱分別為鉨（簡體寫如「釒爾」，英文名Nihonium，符號Nh）、鏌（英文名Moscovium，符號Mc）、鿬（寫如「石田」，英文名Tennessine，符號Ts）、鿫（「氣」字頭下加「奧」，英文名Oganesson，符號Og）。[6][7][8][9]

前94號元素都天然存在，其他的24種元素則有賴與人工合成。在94種天然元素中，83種能夠穩定存在，另外11種只出現在這83種元素的衰變過程中。[3]砹（85號元素）和比鎄更重的元素（即99號以後的元素）尚未製備出宏觀數量級的純品，而鈁（87號）僅在極微量的狀態下，以光輻射的形式被觀察到過（數量僅約為300000個原子）。[10]

元素分組方式

族

主條目：族 (化學)

週期表中的一個族指的是一個縱列（第八族除外）。一般而言，與同週期的元素相比，同族元素往往具有更相似的性質，但是另一些性質與原子序數的相關性更明顯。量子力學解釋稱，同族元素的價層電子通常具有相同的排佈方式，[11]因而一般具有一系列共同的化學性質，且又與原子序數的增加有着明確的相關性。[12]不過在週期表中的部分區域，如d區與f區，沿橫向排列的元素彼此間性質也很相似，甚至比同族元素的相似性更強。[13][14][15]

依照國際上的命名慣例，週期表中的族序號自左向右由1至18依次遞增。[16]此前常用的記法則是使用羅馬數字，並加標「A」或「B」表示主族（s區、p區）或副族（d區、f區）。每一族所對應的羅馬數字，正是現代使用的純數字記法的個位數。例如，第4族被記作IV B族，而第14族則是IV A族。此前歐洲通用的也是「羅馬數字+字母」這一體系，但不同的是，「A」用於表示前9列元素，「B」用於表示後9列元素。此外，第8、9、10族曾作為一整個跨三列的族（VIII族）而存在，但自1988年起，IUPAC已經放棄這種記法，並轉而改用一列一號的標號方式。[17]

部分族除了數字序號以外尚有其別名，不過有的別名很不常用。第3-10這8個族沒有別名，通常以族序號或族首元素指代。比如，第3族也可稱作「鈧族」。這些族沒有別名的一個原因是同族元素間的相似性較弱（相對於有別名的族而言）。[16]

一般而言，同族元素自上而下，原子半徑遞增，電離能和電負性遞減。原子半徑的遞增是因為被填充的電子殼層越來越多，而價層電子離核越來越遠。電離能和電負性的下降亦是由於價電子與核的距離增加而導致的，因為離核越遠的電子所受的束縛越弱。[18]不過這一規則存在例外，例如第11族（I B族）的底端，電負性就反而增大。[19]

元素週期表內的分類
IUPAC族號 1 2 [A] 3[A] 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
門德列夫族號 (I–VIII) IA IIA IIIB IVB VB VIB VIIB VIIIB IB IIB IIIB IVB VB VIB VIIB [B]
CAS族號 (美, A-B-A) IA IIA IIIB IVB VB VIB VIIB VIIIB IB IIB IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIA
中國大陸慣用族號 IA IIA IIIB IVB VB VIB VIIB VIIIB IB IIB IIIA IVA VA VIA VIIA 0
舊IUPAC族號 (歐, A-B) IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIB IB IIB IIIB IVB VB VIB VIIB 0
慣用名（英語：Trivial name） 鹼金屬 鹼土金屬[C] 製幣金屬 Triels Tetrels Pnicto­gens[C] Chal­co­gens[C] 鹵素[C] 貴氣體、鈍氣[C]
以元素命名[C] 鋰族 鈹族 鈧族 鈦族 釩族 鉻族 錳族 鐵族 鈷族 鎳族 銅族 鋅族 硼族 碳族 氮族 氧族 氟族 氦或氖族
第1週期 h 氫 H[D] 氦 He
第2週期 鋰 Li 鈹 Be 硼 B 碳 C 氮 N 氧 O 氟 F 氖 Ne
第3週期 鈉 Na 鎂 Mg 鋁 Al 矽 Si 磷 P 硫 S 氯 Cl 氬 Ar
第4週期 鉀 K 鈣 Ca 鈧 Sc 鈦 Ti 釩 V 鉻 Cr 錳 Mn 鐵 Fe 鈷 Co 鎳 Ni 銅 Cu 鋅 Zn 鎵 Ga 鍺 Ge 砷 As 硒 Se 溴 Br 氪 Kr
第5週期 銣 Rb 鍶 Sr 釔 Y 鋯 Zr 鈮 Nb 鉬 Mo 鍀 Tc 釕 Ru 銠 Rh 鈀 Pd 銀 Ag 鎘 Cd 銦 In 錫 Sn 銻 Sb 碲 Te 碘 I 氙 Xe
第6週期 銫 Cs 鋇 Ba 鑭系 Ln 鑥 Lu 鉿 Hf 鉭 Ta 鎢 W 錸 Re 鋨 Os 銥 Ir 鉑 Pt 金 Au 汞 Hg 鉈 Tl 鉛 Pb 鉍 Bi 釙 Po 砹 At 氡 Rn
第7週期 鈁 Fr 鐳 Ra 錒系 An 鐒 Lr 鑪 Rf 𨧀 Db 𨭎 Sg 𨨏 Bh 𨭆 Hs 䥑 Mt 鐽 Ds 錀 Rg 鎶 Cn 鉨 Nh 鈇 Fl 鏌 Mc 鉝 Lv 鿬 Ts 鿫 Og

  鹼金屬     鹼土金屬     過渡金屬     貧金屬     類金屬     其他非金屬     貴氣體

註：

  1. ^ 1.0 1.1 第3族包含鈧 (Sc) 和釔 (Y)。該族其他的元素就使用週期表的不同，而分為以下的三種： (1) 鑭（La）和錒（Ac）、(2) 鑥（Lu）和鐒（Lr）、(3) 整組鑭系與錒系元素均列入第3族。2015年，IUPAC啟動一計劃，將第3族的定義標準化為(1) 鈧釔鑭錒或者(2) 鈧釔鑥鐒。[i]
  2. ^ 門捷列夫最初的週期表剛創作之時，第18族（鈍氣族）尚未被發現。不久後（1902年），門捷列夫接受其存在的證據，並將其放入他週期表內新增的「第0族」，如此便不會打破週期表的規律。
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 IUPAC建議的族名。
  4. ^ 氫 (H)，雖然位於第1族，但其顯現的化學性質和鹼金屬相差甚遠，因此通常不被認為是鹼金屬。

參考：

  1. ^ The constitution of group 3 of the periodic table. IUPAC. 2015-12-18. 

週期

主條目：元素週期

週期表中的一個橫行稱作一個週期。儘管一般而言同族元素的相似性更強，但部分區域中同週期元素（即，沿水平方向）相似性和變化規律更顯著。比如f區中的兩行，鑭系和錒系元素，就體現了「同週期內元素性質相似」的特點。[20]

同一週期內的元素隨原子序數遞增，也體現出原子半徑、電離能、電子親和能和電負性的變化趨勢。自左向右，原子半徑通常遞減，因為質子數的增加使得核外電子所受的吸引力增強而更向核靠攏。[21]相應地，電離能和電負性隨之增大，因為將電子從核外剝離需要消耗更多的能量。[18]在同一週期中，電子親和能也展現出一點變化規律。一般而言，金屬的電子親和能低於同週期的非金屬（貴氣體例外）。[22]

區

主條目：元素分區
自左向右依次為：s區（紅色）、f區（綠色）、d區（藍色）、p區（黃色）。

週期表中，依最後填充的電子亞層而劃分的矩形塊被稱作區。每個區的名字就是最後被填充的亞層的符號[23][c]。s區由前兩族（鹼金屬和鹼土金屬）外加氫和氦元素組成，p區則包含最後六個族，即13~18族（III A至0族）。所有的類金屬都落在p區的範圍內。d區包含第3至第12族（III B至II B），所有的過渡金屬都位於此區域。f區通常被單獨放在週期表的最下方，不冠以族序號。鑭系和錒系位於這個區域。[24]

金屬、類金屬和非金屬

* 淺黃色所示為金屬 * 深黃色所示為類金屬 * 藍色所示為非金屬 * 灰色所示元素分類未定另，視資料來源不同，部分元素的所屬分類與此處所示可能存在差異。

根據理化特性的不同，週期表中的元素可被分為金屬、類金屬和非金屬三類。金屬通常是具光澤的固體，電導率與熱導率較高。金屬元素彼此易形成合金，與非金屬元素之間則容易形成離子鹽類化合物（貴氣體除外）。大部分非金屬在通常狀況下則是氣體或有色固體，絕緣性較好。非金屬元素彼此間常以共價鍵結合形成化合物。金屬與非金屬間則是類金屬，具有介於二者之間的性質。[25]

金屬與非金屬可以進一步細分為多個子類。週期表中自左向右，這些子類的金屬性依次減弱，而非金屬性逐漸增強。金屬從相當活潑的鹼金屬開始逐漸向右擴展，依次經過活性較弱的鹼土金屬、鑭系與錒系元素、典型過渡金屬，終止於物理化學活性都較弱的過渡族後金屬（貧金屬）。非金屬自左向右則依次為多原子非金屬、雙原子非金屬與單原子的貴氣體。多原子非金屬靠近類金屬區域，尚有殘餘的金屬特性，雙原子非金屬則具有典型的非金屬性，貴氣體更是幾近完全惰性。過渡金屬中還可細分出一些子類，如難熔金屬和貴金屬等，這些子類較為知名，[26]但在週期表中較少單獨標出。[27]

不過，僅僅依據性質的相似性來對元素分類尚有缺陷。每一個子類中，元素彼此間的性質實際上都有一定的差異，處在兩類邊界上的元素性質又較為相似，分野不夠明確。不過其它分類手段也會遇到類似的問題。[28]舉例來說，鈹元素被歸類為鹼土金屬，但它具有貧金屬的特點，往往以共價形式參與化合，且能形成兩性氧化物。又例如，氡被歸為貴氣體，但能形成正離子，這是金屬元素的典型特性。除去理化性質以外，還有一些其它的分類標準，例如按宿主礦物分類（哥德施密特分類法（英語：Goldschmidt classification）），或按晶體結構分類。目前的分類方法最早可以上溯到1869年，當時希里斯（英語：Gustavus Detlef Hinrichs）[29]為了對這些元素加以區分，曾建議在金屬、固態非金屬、氣態非金屬的區域之間加注邊界線。

週期表中的週期性與規律

主條目：元素週期律

核外電子排佈

主條目：電子排佈
核外電子層與亞層隨原子序數增加而排佈的大致次序。該次序依照能量遞增的順序，利用馬德隆規則確定。
週期表中的性質變化趨勢（沿箭頭指示方向遞增）

電中性原子的核外電子排佈情況隨原子序數的增長展現出一種不斷復現的規律（即所謂「週期」）。核外電子可以佔據不同的電子層（以數字標識），每個層又包含一系列亞層（以字母s、p、d、f、g等標識）。隨原子序數遞增，電子依照構築原理（馬德隆規則，或稱能量遞增原理）逐步填入各電子層與亞層中，順序如左圖所示。以氖元素為例，其核外電子構型為1s2 2s2 2p6。其10個核外電子中，兩個最先填入第1層，而剩餘八個填入第二層。這其中，2個填入2s亞層，6個則填入2p亞層。在週期表中，一旦電子填入了一個此前從未填充過的新電子層，該元素就將作為一個新週期的起始元素而出現。目前這些元素包括氫和所有鹼金屬。[30][31]

由於元素性質基本由核外電子的排佈情況決定，因而元素的性質也隨原子序數增長而體現出某種週期性。典型的例子是原子半徑、電離能和電子親和能。實際上，元素週期律的提出和週期表的發明，就是基於對這些週期性規律的觀察和整理，因為彼時尚未出現與此相關的理論解釋。[30][31]

原子半徑

主條目：原子半徑
原子半徑對原子序數作圖。[d]

不同元素的原子半徑可以利用週期表加以預測和解釋。通常而言，沿週期方向，自左向右，原子半徑依次遞減，而沿着族的方向，自上而下，原子半徑通常增大。從一個週期的貴氣體到下一週期的鹼金屬，原子半徑會突然增大。這些變化與其它的理化性質變化趨勢一樣，都可以用電子殼層填充理論解釋。它們也為量子力學理論提供了重要的支持。[32]

在鑭系中，4f亞層自左向右逐步得到填充，但它們對於同步增加的核電荷的遮蔽效果不良。因此，原子核對於鑭系元素外層電子的吸引力較強，導致鑭系元素的原子半徑偏小，這就是所謂的鑭系收縮。受此影響，鑭系後方的元素也有較小的原子半徑。[33]因此，鉿的原子半徑基本和鋯相同，鉭與鈮的半徑也相近，其後的元素依此類推。鑭系收縮的影響一直波及到鉑元素，此後才被相對論性的惰性電子對效應所掩蓋。[34]另外，和鑭系收縮類似地，d區元素也存在着收縮效應，只不過強度更弱，它是d亞層電子對外側的p電子遮蔽不完全導致的。[33]

電離能

圖示為電離能的變化趨勢：每個週期自左向右，電離能逐漸增大。鹼金屬最小，貴氣體最大。
主條目：電離能

所謂的第一電離能是指從原子中移走一個電子所需要的能量，第二電離能是在此基礎上移走第二個電子所需的能量，依此類推。對於同一個原子，各級電離能隨着離子化程度的增加而增大，例如鎂的第一電離能是738 kJ/mol，第二電離能為1450 kJ/mol。粗略地講，這是因為越靠內的電子受到的靜電吸引作用越強，移走它所需要的能量因此也越大。一般地，越靠近週期表右端，電離能也相應地越大。[34]

當一個離子已經達到貴氣體電子排佈時，移走下一個電子的電離能將突然上升。仍以鎂元素為例，移走兩個3s電子後，鎂離子已經具有氖的電子排佈，在此基礎上移走下一個2p電子相當困難，因而第三電離能將明顯高於前兩級電離能，高達7730 kJ/mol。第三週期的其它元素中也可見這種現象。[34]

電負性

主條目：電負性
圖示同族元素電負性隨原子序數增大而減小的趨勢。每條折線對應一個特定的族。

一個原子吸引共用電子對的能力稱作電負性[35]。原子的電負性與該原子的原子序數有關，同時也受價電子與核距離的影響。電負性越大，原子吸引電子（對）的能力越強。這個指標是萊納斯·鮑林於1932年提出的。[36]一般來說，在元素週期表中，自左向右，電負性依次遞增；自上而下，電負性依次遞減。因而，在電負性已知的元素中，靠近右上角的氟元素電負性最高，左下角的銫元素電負性最低[19][e]。

需要注意的是，上述規則有幾個例外。受d區收縮的影響（參見「原子半徑」一節），鎵和鍺的電負性分別高於它們上方的鋁和矽。第四週期過渡金屬的前幾個元素電負性上升得比較快，這是由3d電子對核電荷的遮蔽不完全，導致這幾個元素的原子半徑較小而引發的。[19]有些版本的週期表中鉛的電負性比鉈和鉍都高，這可能是由數據錯誤引起的。[37]

電子親和能

主條目：電子親合能
電子親和能隨原子序數的變化趨勢。[38]一般而言，同一週期中，直到鹵族元素以前，電子親和能都呈增加趨勢，到貴氣體時又急速下降。第1族（I A族）、第11族元素（I B族）處的局部極大值是由於s亞層將要填滿而產生的（金元素的6s亞層尤甚：完全填滿的4f亞層對其有進一步的穩定作用）。 鹼土金屬、氮、磷、錳、錸等處的極小值則受相反的原因影響：這些元素的s亞層（或p亞層/d亞層）已經處於全充滿或半滿狀態，體系對新電子的吸引能力減弱。[39]

原子的電子親和能是指向電中性的原子上加入一個電子，使之形成陰離子時釋放的能量。不同元素電子親和能的變化範圍較大，不過其中仍有跡可循。一般而言，非金屬的電子親和能高於金屬元素，其中氯元素的電子親和能最大。關於貴氣體的電子親和能尚無定論，因此其電子親和能可能是負的（儘管絕對值很小），也可能不是。[40]

大體上講，沿同一週期自左向右，電子親和能逐漸上升。由于越靠右端，原子的電子殼層填充得越完全，因而向其中加入一個電子後，陰離子的結構越接近穩定的閉殼層，電子親和能也相應地越高。[40]

沿同一族自上而下，電子親和能大體是逐漸下降的，因為新加入的電子離原子核越來越遠，受到的吸引越來越弱，因而釋放的能量也越來越少。不過實際上約三分之一的元素不符合這個規律，即其電子親和能高於上方緊鄰的元素。完全符合這個規律的只有第1族（I A族）。這些例外多數情況下和d及f亞層的遮蔽效果不完全有關。[41]

金屬性

電離能，電負性和電子親和力值越低，元素的金屬性越強，非金屬性越弱。[42]鑑於這三種性質的週期性，金屬性往往會在一週期（行）中由左至右遞減（很多例外是由d和f亞層上的電子對原子核的不良遮蔽效果或者相對論效應導致）[43]，並且通常在一族（列）中由上至下遞增。因此，大多數金屬元素（如銫和鈁）位於傳統元素週期表的左下角，非金屬元素（如氧，氟，氯）則位於右上角。金屬性在元素週期表中的水平和垂直趨勢組合解釋了在一些週期表中發現的金屬和非金屬之間的階梯形分界線，以及有時將與該線相鄰的幾個元素和與這些元素相鄰的元素分類為類金屬的做法。[44][45]

橋接元素族的特點

氫（非金屬） 氦（貴氣體）
鋰（鹼金屬） 鈹（鹼土金屬） 硼（類金屬） 碳（非金屬） 氮（非金屬） 氧（非金屬） 氟（鹵素） 氖（貴氣體）
鈉（鹼金屬） 鎂（鹼土金屬） 鋁（貧金屬） 矽（類金屬） 磷（非金屬） 硫（非金屬） 氯（鹵素） 氬（貴氣體）
鉀（鹼金屬） 鈣（鹼土金屬） 鈧（過渡金屬） 鈦（過渡金屬） 釩（過渡金屬） 鉻（過渡金屬） 錳（過渡金屬） 鐵（過渡金屬） 鈷（過渡金屬） 鎳（過渡金屬） 銅（過渡金屬） 鋅（過渡金屬） 鎵（貧金屬） 鍺（類金屬） 砷（類金屬） 硒（非金屬） 溴（鹵素） 氪（貴氣體）
銣（鹼金屬） 鍶（鹼土金屬） 釔（過渡金屬） 鋯（過渡金屬） 鈮（過渡金屬） 鉬（過渡金屬） 鍀（過渡金屬） 釕（過渡金屬） 銠（過渡金屬） 鈀（過渡金屬） 銀（過渡金屬） 鎘（過渡金屬） 銦（貧金屬） 錫（貧金屬） 銻（類金屬） 碲（類金屬） 碘（鹵素） 氙（貴氣體）
銫（鹼金屬） 鋇（鹼土金屬） 鑭（鑭系元素） 鈰（鑭系元素） 鐠（鑭系元素） 釹（鑭系元素） 鉕（鑭系元素） 釤（鑭系元素） 銪（鑭系元素） 釓（鑭系元素） 鋱（鑭系元素） 鏑（鑭系元素） 鈥（鑭系元素） 鉺（鑭系元素） 銩（鑭系元素） 鐿（鑭系元素） 鑥（鑭系元素） 鉿（過渡金屬） 鉭（過渡金屬） 鎢（過渡金屬） 錸（過渡金屬） 鋨（過渡金屬） 銥（過渡金屬） 鉑（過渡金屬） 金（過渡金屬） 汞（過渡金屬） 鉈（貧金屬） 鉛（貧金屬） 鉍（貧金屬） 釙（貧金屬） 砹（類金屬） 氡（貴氣體）
鈁（鹼金屬） 鐳（鹼土金屬） 錒（錒系元素） 釷（錒系元素） 鏷（錒系元素） 鈾（錒系元素） 鎿（錒系元素） 鈈（錒系元素） 鎇（錒系元素） 鋦（錒系元素） 錇（錒系元素） 鐦（錒系元素） 鎄（錒系元素） 鐨（錒系元素） 鍆（錒系元素） 鍩（錒系元素） 鐒（錒系元素） 鑪（過渡金屬） 𨧀（過渡金屬） 𨭎（過渡金屬） 𨨏（過渡金屬） 𨭆（過渡金屬） 䥑（預測為過渡金屬） 鐽（預測為過渡金屬） 錀（預測為過渡金屬） 鎶（過渡金屬） 鉨（預測為貧金屬） 鈇（貧金屬） 鏌（預測為貧金屬） 鉝（預測為貧金屬） 鿬（預測為鹵素） 鿫（預測為貴氣體）
元素週期表從左到右的黑框表示出出了第3族、鎦和鐒、第11-12族以及貴氣體

橋接元素位於區與區之間。[46] 這些族的元素，比如非金屬，具有介於臨近族元素的性質。從化學性質上看，第3族元素、鈧、釔、鑭、錒都表現出了類似鹼土金屬[47]也即s區金屬[48][49]的性質 ，但同時也具有d區過渡金屬的物理性質。[50] 位於f區末尾的鎦和鐒可能組成了另外的橋接元素。鎦在化學性質上的表現接近於鑭但在物理性質上綜合了鑭與過渡金屬。[51][52] 作為鎦類似物的鐒也可能會有類似的表現。[n 1] 第11族裏的造幣金屬（銅、銀和金）在化學性質上的表現能等同於過渡金屬或主族金屬。[55] 第12族裏的不定性金屬，如鋅、鈣、汞等有時被看作是d區到p區元素的橋接，它們表面上是d區元素，但幾乎不具有過渡金屬性質，而是更接近於相鄰第13族的p區元素。[56][57] 第18族的惰性貴氣體橋接着最具反應性的第17族鹵素元素與第1族的強鹼金屬。[46]

歷史

主條目：元素週期表歷史（英語：History of the periodic table）

元素系統化的早期嘗試

化學元素發現年表列出了每個元素在週期表哪個重大發展時期（之前，之中或之後）被發現

1789年，安托萬-洛朗·德·拉瓦節發表了一個含33個化學元素的元素列表，並將它們分為氣體元素、金屬元素、非金屬元素和土元素（英語：earths）。[58]在接下來的一個世紀，化學家們一直在尋找一個更準確的分類體系。1829年，約翰·沃爾夫岡·德貝萊納發現很多元素都可以根據他們的化學性質每三個分成一組。比如鋰、鈉、鉀三種元素就可以同時作為軟金屬和活潑金屬被分為一組。他還發現，若每組按原子量排序，第二個元素的原子量約等於第一個和第三個元素原子量之和的一半，這也被稱為德貝萊納三元素組定律（英語：Döbereiner's triads）。[59]德國化學家利奧波德·格梅林對這個理論進行了研究，並在1843年證實了10個三元素組、3個四元素組和1個五元素組的存在。讓-巴蒂斯特·杜馬在1857年發表文章，描述了不同族金屬之間的關係。儘管很多化學家都發現了元素組與組之間的關係，但他們都還沒有建立一個能涵蓋所有元素的完整體系。

1857年，德國化學家弗里德里希·奧古斯特·凱庫勒·馮·斯特拉多尼茨發現每個碳原子通常連接四個原子，比如甲烷的結構為一個碳原子連着周圍的四個氫原子。[60]這個概念即是現在所稱的化合價：每個原子都與特定數目的原子相連。[61]

1862年，法國地質學家貝吉耶·德·尚古爾多阿（英語：Alexandre-Emile Béguyer de Chancourtois）發表論文，論文中他稱之為「地球物質螺旋」的圖表正是早期形式的元素週期表，他也因此成為第一個注意到元素週期性的人。他將元素按原子量螺旋排列在圓柱上，並發現性質相似的元素會週期性出現。他的圖表中除了化學元素，還包含了一些離子和化合物。由於他的論文中用了很多地質學術語而不是化學術語，且發表時沒有附帶圖解，所以這篇論文直到門捷列夫的研究之後才得到關注。[62]

1864年，德國化學家尤利烏斯·洛塔爾·邁耶爾發表了一個按化合價排列的元素表，共包含44個元素。這個表顯示了有相似化學性質的元素化合價通常相同。[63]與此同時，英國化學家威廉·奧德林（英語：William Odling）發表了一個按原子量排序的元素排列，包含57個元素。 他發現了元素在原子量上的週期性和他們通常的分組方式相符。[64]奧德林提出了一個週期律的想法，但並沒有繼續研究它。[65]隨後，他在1870年提出按化合價分類元素。[66]

1866年提交給化學學會的約翰·紐蘭茲週期表，按照八度音的規律繪製。

英國化學家約翰·紐蘭茲在1863至1866年發表了一系列論文指出，當元素按照原子量排序時，擁有相似物理性質和化學性質的元素每隔七個元素出現一次。他把這個性質和音樂中的八度聯繫起來。 [67][68] 這個所謂的八音律（英語：Law of Octaves）遭到了很多科學界同行的嘲諷，皇家化學會也拒絕發表他的論文。[69]儘管如此，紐蘭茲還是畫了一個元素表，並用它來預測尚未發現的的元素，如鍺。[70]皇家化學會在五年後認可門捷列夫的發現時才承認他的重要發現。[71]

1867年，出生於丹麥的美籍化學家Gustavus Hinrichs（英語：Gustavus Detlef Hinrichs）提出了一個基於原子光譜、原子量和化學性質的螺旋週期體系。但當時的人們認為他的研究古怪、複雜、虛有其表，並沒有接受和承認這個理論。[72][73]

門捷列夫的初版元素週期表

伊利亞·葉菲莫維奇·列賓繪製的水彩《德米特里·門捷列夫》
門捷列夫所著《An Attempt Towards a Chemical Conception of the Ether》書中的元素週期表
門捷列夫於1869年發表的元素週期表的一個版本：一個基於原子量和化學性質系統化元素的實驗。這個早期週期表的縱向為週期，橫向為族。

俄國化學家德米特里·門捷列夫和德國化學家尤利烏斯·洛塔爾·邁耶爾分別於1869年和1870年獨立出版了他們的元素週期表[74] 。門捷列夫的元素週期表是首次出版；而邁耶爾的是再版，是對1864年第一版的擴充。[75]他們都在週期表中將元素按原子量橫向或縱向排列，並在元素的化學性質開始出現重複時另起一行（列）。[76]

門捷列夫的週期表逐漸獲得廣泛承認和接受源於他作出的兩個決定。第一個是在表中為未知元素留下空位[77]（門捷列夫並不是第一個這樣做的化學家，但是他被認為是第一個用週期性預測未知元素的），比如鎵和鍺[78]，並且這些元素都在隨後陸續被發現；第二個決定是偶爾忽略原子量的順序並交換鄰近的元素以更好符合它們所在族的性質，比如碲和碘。

門捷列夫在1869年發表元素週期表時，原子量的測量已經足夠精準，這使門捷列夫可以準確預測未知元素的性質。

在1911年盧瑟福發現原子核後，科學家發現元素的整數核電荷數與其在週期表的排名相同。1913年，亨利·莫塞萊在X射線光譜實驗中證實了這一發現。莫塞萊確定了每個元素的核電荷數，並表明門捷列夫實質上是按核電荷數排序元素的。[79]核電荷數同質子數相同，並決定了每個元素的原子序數（Z），而原子序數可以確定一個基於整數的元素排序。莫塞萊在1913年預言，在鋁（Z=13）和金（Z=79）間的未知元素的原子序數為43、61、72和75（這些元素之後都被發現）。原子序數成為了化學元素的絕對定義，並給元素週期表的排序提供了事實基礎。元素週期表被用於在研究和生產之前預測新合成元素的性質。[80]

門捷列夫的再版與其後的發展

Mendeleev's 1871 periodic table with eight groups of elements. Dashes represented elements unknown in 1871.
Eight-column form of periodic table, updated with all elements discovered to 2016

1871年，門捷列夫出版了新格式的元素週期表。新格式的週期表把性質相似的元素排在同一縱列當中，以此取代了此前按行排列的方式，並且按照常見氧化態將幾組元素縱列標記了I到VIII的編號。對於幾種他此前認為理應存在但尚未發現的元素，門捷列夫也詳細地給出了他預測的元素性質。[81]隨着科學家發現了更多自然存在的元素，週期表中的空白也逐漸被填補。[82]例如元素鈁（之前被門捷列夫稱為銫下元素，eka-caesium）於1939年被法國科學家瑪格麗特·佩里發現，也是最後一個在自然界中發現的元素；[83]元素鈈於1940年合成生產，於1971年被證實微量存在於自然環境中。[84]

現時流行的[85]週期表佈局，也稱為通用或標準形式（如本文中多處所示），是由霍勒斯·戴明(Horace Groves Deming)確定的。1923年，美國化學家戴明發表了短版本（門捷列夫式）和中等版本（18列）形式的週期表[86][n 2]。1928年，Merck和Company發佈了戴明的中等版本的18列週期表的講義版，此版在美國的學校廣為流傳。 到了1930年，戴明的週期表已經出現在化學手冊和百科全書中。多年來，Sargent-Welch Scientific Company也發行此版本。[87][88][89]

隨着現代量子力學對原子內電子排序理論的發展，便能推論出表中每個週期（行）實際對應着電子層的電子填充。較大的原子有更多的電子亞層，因此後來的週期表需要更長的族表示元素[90]。

1945年，格倫·西奧多·西博格提出新的元素週期表，以表示錒系元素對應着第二個f區殻層

1945年，美國科學家格倫·西奧多·西博格提出有關於錒系元素的理論，就如鑭系元素一樣地填充著f亞電子層。在這個構想之先，錒系元素被認為是對應填充第四行的d區殻層。西博格的同僚建議他不要發表這個頗為激進的理論，這或會毀掉他的事業生涯。西博格考慮到自己並沒有甚麼事業生涯會遭受損害後，便發表了理論。這個理論後來被證實是正確的，他本人亦於1951年贏得諾貝爾化學獎，以表彰他對錒系元素合成的貢獻[91][92][n 3]。

儘管少量的超鈾元素會自然產生，[3] 但是這類元素一開始是在實驗室中發現的。它們的產生極大地拓寬了週期表的範圍，1939年人類成功合成了第一個超鈾元素：鎿。[93] 由於許多超鈾元素非常不穩定且很快衰變，所以即使合成成功，探測和描述其性質就成了很大的挑戰。對某些發現新元素的聲明存在爭議（英語：List of chemical elements naming controversies），因此需要獨立審查。（首先發現某元素的一方擁有命名權。）[94] 2010年，在莫斯科州的杜布納，一個美俄聯合科學團隊聲稱已經合成了六個Ts（Tennessine, 117號元素）原子，這是最近的發表聲明的發現。鿬（117號元素）和鉨（113號元素）、鏌（115號元素）以及鿫（118號元素），都是最近命名的四個元素，2016年11月28日，這四個元素都得到了官方承認。[95]

其他種類的元素週期表

長式週期表（32列週期表）

現代週期表有時會將f區元素恢復到其自然位置（在s和d區元素之間），拓展為長式週期表（32列週期表）。與18列週期表不同的是，這樣的排列使得「在遞增的原子序列中沒有間斷」。[96]在週期表中f區元素和其他區元素的關係也會更加容易看出。[97] 由於擔心鑭系和錒系可能會被認定為是可以被疏離、忽略的，不重要的元素，詹森（英語：William B. Jensen）提倡32列週期表。[98] 儘管有這些優點，長式週期表仍因其過高的長寬比[99] 及化學家對（由西博格引入的）現有形式更熟悉[100]未被廣泛使用。

其它結構的週期表

主條目：其它結構的週期表（英語：Alternative periodic tables）

在1869年門捷列夫的週期表出現後的100年內，估計約有700種不同版本的週期表被出版。[101] 其中除了數種矩形的週期表外，也包含了不少種其他形狀結構的週期表。[n 4]如圓形、立方體、圓柱、建築物、螺旋形、雙扭線[102]、八角柱、金字塔錐形、球形、或三角形。這些替代版本的週期表常是為了彰顯或強調各種元素在傳統的元素週期表中不明顯的化學或物理性質而打造的。[101]

西奧多·本菲（英語：Theodor Benfey）的螺旋形元素週期表

西奧多·本菲（英語：Theodor Benfey）在1960年製作的元素週期表是一個受歡迎的替代版本。[103]表中的元素被安排成連續的螺旋狀，氫元素位於中央，而過渡元素、鑭系及錒系元素則位於圖中突出的「半島」部分。[104]

多數元素週期表皆為二維的，[3]而三維的元素週期表最早可追溯至1862年（較門捷列夫的二維週期表的1869年為早）。較晚出現的三維週期表包含庫爾蒂納的週期表分類(Courtines' Periodic Classification)（1925年）、[105] Wringley分層系統(Wringley's Lamina System) （1949年）、[106] 吉格爾（英語：Paul-Antoine Giguère）的螺旋型週期表(Periodic helix)（1965年）、[107]及杜福爾樹狀週期表(Dufour's Periodic Tree )（1996年）。[108]甚至有人曾建立出「四維」的週期表，如斯托（Stowe）的「物理學家的週期表」(Physicist's Periodic Table）（1989年）[109]就是一個例子，包含三個空間維度和一個色彩維度。[110]

The various forms of periodic tables can be thought of as lying on a chemistry–physics continuum.[111] Towards the chemistry end of the continuum can be found, as an example, Rayner-Canham's "unruly"[112] Inorganic Chemist's Periodic Table (2002),[113] which emphasizes trends and patterns, and unusual chemical relationships and properties. Near the physics end of the continuum is Janet（英語：Charles Janet）'s Left-Step Periodic Table (1928). This has a structure that shows a closer connection to the order of electron-shell filling and, by association, 量子力學.[114] A somewhat similar approach has been taken by Alper,[115] albeit criticized by Eric Scerri（英語：Eric Scerri） as disregarding the need to display chemical and physical periodicity.[116] Somewhere in the middle of the continuum is the ubiquitous common or standard form of periodic table. This is regarded as better expressing empirical trends in physical state, electrical and thermal conductivity, and oxidation numbers, and other properties easily inferred from traditional techniques of the chemical laboratory.[117] Its popularity is thought to be a result of this layout having a good balance of features in terms of ease of construction and size, and its depiction of atomic order and periodic trends.[65][118]

左階元素週期表（夏爾·雅內版）
f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7 f8 f9 f10 f11 f12 f13 f14 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 d10 p1 p2 p3 p4 p5 p6 s1 s2
1s   H He
2s   Li Be
2p 3s   B C N O F Ne Na Mg
3p 4s   Al Si P S Cl Ar K Ca
3d 4p 5s   Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr
4d 5p 6s   Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba
4f 5d 6p 7s La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn Fr Ra
5f 6d 7p 8s Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og Uue Ubn
f區 d區 p區 s區
這種形式的週期表與理想狀況下電子按構築原理填充的順序更為相符，如表中左側所示。實際的電子填充順序中有多處不規律。


爭議與待解決的問題

氫與氦的位置

如果單是按照氫和氦兩者的電子排佈來看，氫（電子排佈為 1s1）和氦 （1s2）應分別置於鋰（1s22s1）和鈹（1s22s2）兩者之上 [23]。相對於氫會較常使用這種排列方式，氦的位置卻甚少以此方式排列。原因可以追溯至一九〇〇年代：當貴氣體（當時稱為「貴氣體」）被首次發現時它們被稱為「第0族」，反映出當時並無發現這一族元素有任何化學反應。氦之所以會置於該族之上，是因為它確實具有此族元素的極端化學惰性。後來當這一族元素更名為「第18族」元素後，許多authors仍照舊把氦置於氖的上方，其中包括國際純化學和應用化學聯合會的週期表。[119]

氫的化學性質與第1族的鹼金屬並不相似。因此有時會把氫置於其他位置，通常也會把其置於第17族之上[116] given hydrogen's strictly univalent and largely non-metallic chemistry, and the strictly univalent and non-metallic chemistry of fluorine (the element otherwise at the top of group 17). Sometimes, to show hydrogen has properties corresponding to both those of the alkali metals and the halogens, it is shown at the top of the two columns simultaneously.[120] Another suggestion is above carbon in group 14: placed that way, it fits well into the trends of increasing ionization potential values and electron affinity values, and is not too far from the electronegativity trend, even though hydrogen cannot show the tetravalence（英語：tetravalence） characteristic of the heavier group 14 elements.[121] Finally, hydrogen is sometimes placed separately from any group; this is based on how general properties of hydrogen differ from that of any group. The other period 1 element, helium, is sometimes placed separately from any group as well.[122] The property that distinguishes helium from the rest of the noble gases (even though the extraordinary inertness of helium is extremely close to that of neon and argon)[123] is that in its closed electron shell, helium has only two electrons in the outermost electron orbital, while the rest of the noble gases have eight.

關於IIIB族與第6、7週期上元素的問題

儘管鈧和釔一直都是第三族元素的前兩個，接下來的所屬兩個元素仍有待商榷。一般認為它們是鑭和錒，但有時是鑥和鐒。這兩個說法源於歷史上將鑭系元素放置在週期表中的困難，以及關於f區元素開始和結束位置的爭議。[124][n 5][n 6] 有人聲稱這樣的爭議證明，「將週期系統分拆為明確劃分的區塊是錯誤的」。[126] 第三種變體顯示釔下面的兩個位置被鑭系元素和錒系元素佔據。

已經有化學和物理論據提出來支持鑥和鐒要置於這兩個位置，[127][128]但大多數元素週期表製作者都對此不置信。[129] 大部分活躍的化學家都不知道有此爭議。[130] 2015年12月，國際純化學和應用化學聯合會成立了一項項目，就此事提出建議。[131]

鑭與錒


鑭和錒在釔下面

鑭和錒通常被描述為剩餘的3族成員。[132][n 7]有人提出這種佈局隨着依賴於元素的電子構型和區分電子的概念的週期表的出現而起源於20世紀40年代。 銫、鋇和鑭的構型是[Xe]6s1、[Xe]6s2和[Xe]5d16s2。因此，鑭具有5d分化電子，這使其「在第3組中作為第6週期的d區的第一個成員」。[133] 然後在第3組中可以看到一組一致的電子構型： 鈧 [Ar]3d14s2、釔 [Kr]4d15s2和鑭[Xe]5d16s2。還是在第六週期中，鐿 was assigned an electron configuration of [Xe]4f135d16s2 and 鑥 [Xe]4f145d16s2, "resulting in a 4f differentiating electron for lutetium and firmly establishing it as the last member of the f-block for period 6".[133] Later spectroscopic（英語：electron spectroscopy） work found that the electron configuration of ytterbium was in fact [Xe]4f146s2. This meant that ytterbium and lutetium—the latter with [Xe]4f145d16s2—both had 14 f-electrons, "resulting in a d- rather than an f- differentiating electron" for lutetium and making it an "equally valid candidate" with [Xe]5d16s2 lanthanum, for the group 3 periodic table position below yttrium.[133] Lanthanum has the advantage of incumbency since the 5d1 electron appears for the first time in its structure whereas it appears for the third time in lutetium, having also made a brief second appearance in gadolinium.[134]

In terms of chemical behaviour,[135] and trends going down group 3 for properties such as melting point, electronegativity and ionic radius,[136][137] scandium, yttrium, lanthanum and actinium are similar to their group 1–2 counterparts. In this variant, the number of f electrons in the most common (trivalent) ions of the f-block elements consistently matches their position in the f-block.[138] For example, the f-electron counts for the trivalent ions of the first three f-block elements are Ce 1, Pr 2 and Nd 3.[139]

鑥與鐒


鑥和鐒在釔下面

在其他表格中，鑥與鐒是剩餘的3族成員。[n 8] Early techniques for chemically separating scandium, yttrium and lutetium relied on the fact that these elements occurred together in the so-called "yttrium group" whereas La and Ac occurred together in the "cerium group".[133] Accordingly, lutetium rather than lanthanum was assigned to group 3 by some chemists in the 1920s and 30s.[n 9] Several physicists in the 1950s and '60s favoured lutetium, in light of a comparison of several of its physical properties with those of lanthanum.[133] This arrangement, in which lanthanum is the first member of the f-block, is disputed by some authors since lanthanum lacks any f-electrons. It has been argued that this is not valid concern given other periodic table anomalies—thorium, for example, has no f-electrons yet is part of the f-block.[140] As for lawrencium, its gas phase atomic electron configuration was confirmed in 2015 as [Rn]5f147s27p1. Such a configuration represents another periodic table anomaly, regardless of whether lawrencium is located in the f-block or the d-block, as the only potentially applicable p-block position has been reserved for nihonium with its predicted configuration of [Rn]5f146d107s27p1.[141][n 10]

Chemically, scandium, yttrium and lutetium (and presumably lawrencium) behave like trivalent versions of the group 1–2 metals.[143] On the other hand, trends going down the group for properties such as melting point, electronegativity and ionic radius, are similar to those found among their group 4–8 counterparts.[133] In this variant, the number of f electrons in the gaseous forms of the f-block atoms usually matches their position in the f-block. For example, the f-electron counts for the first five f-block elements are La 0, Ce 1, Pr 3, Nd 4 and Pm 5.[133]

鑭系與錒系


在釔下面的標記

一些作者將所有三十個鑭系元素和錒系元素放在釔下面的兩個位置（通常通過腳註標記）。這種變體強調了15種鑭系元素（La-Lu）的化學性質的相似性，使得關於哪些元素佔據釔下面的兩個第3族位置模糊，並以15列寬f區塊（ f區任意一行中只能有14個元素）為代價。[n 11]

過渡元素

按照IUPAC的定義，過渡金屬（即過渡元素）是指其原子或陽離子含未充滿的d亞層的元素。 [144] 此定義下，第3~11族的元素是過渡金屬，而第12族的鋅、鎘、汞和鎶不是。

部分化學家認為「d區元素」和「過渡金屬」是同義詞。按此定義，過渡金屬包括3~12列的所有元素。這時12族的元素就成了過渡金屬中的特例——他們的d電子通常並不參與成鍵。 2007年，有報告稱在四氟化汞 （HgF4）中，汞使用其d電子成鍵，部分人因而認為汞可被視為過渡元素。 [145] 也有人，如詹森，認為想HgF4這樣的化合物只能在極端條件下存在——實際上其存在性尚有爭議——因此汞在通常狀況下不能被合理地視為過渡元素。. [146]

還有部分化學家將3族元素從過渡金屬的定義中排除出去。 其理由是3族元素所形成的陽離子的d亞層是全空的（而典型的過渡金屬則是部分填充的），因此3族元素沒有表現出過渡金屬特有的化學性質。 [147] 此時只有4~11族被視為過渡金屬。儘管3族元素的化學性質與典型的過渡金屬不盡相同，他們的物理性質卻較相似。（因其每個原子上有且僅有1個d電子） [50]

化學性質未知的元素

鿫（118號）及其之前的元素均已發現，然而目前為止，在𨭆 （108號）之後的10個元素中，我們只對鎶（112號）、鉨 （113號）和鈇（114號）的化學性質略知一二，而鎶是唯一足夠了解，可以進行歸類的元素。 其他元素可能因相對論效應而表現出與目前的預測（用外推法得到）不同的性質。 例如，儘管鈇位於碳族，它被預測擁有與貴氣體類似的性質。 [148] 但目前的觀測尚不能確定鈇的性質更接近金屬還是貴氣體。 [149]

週期表的後續擴展

主條目：擴展元素週期表
氫（非金屬） 氦（貴氣體）
鋰（鹼金屬） 鈹（鹼土金屬） 硼（類金屬） 碳（非金屬） 氮（非金屬） 氧（非金屬） 氟（鹵素） 氖（貴氣體）
鈉（鹼金屬） 鎂（鹼土金屬） 鋁（貧金屬） 矽（類金屬） 磷（非金屬） 硫（非金屬） 氯（鹵素） 氬（貴氣體）
鉀（鹼金屬） 鈣（鹼土金屬） 鈧（過渡金屬） 鈦（過渡金屬） 釩（過渡金屬） 鉻（過渡金屬） 錳（過渡金屬） 鐵（過渡金屬） 鈷（過渡金屬） 鎳（過渡金屬） 銅（過渡金屬） 鋅（過渡金屬） 鎵（貧金屬） 鍺（類金屬） 砷（類金屬） 硒（非金屬） 溴（鹵素） 氪（貴氣體）
銣（鹼金屬） 鍶（鹼土金屬） 釔（過渡金屬） 鋯（過渡金屬） 鈮（過渡金屬） 鉬（過渡金屬） 鍀（過渡金屬） 釕（過渡金屬） 銠（過渡金屬） 鈀（過渡金屬） 銀（過渡金屬） 鎘（過渡金屬） 銦（貧金屬） 錫（貧金屬） 銻（類金屬） 碲（類金屬） 碘（鹵素） 氙（貴氣體）
銫（鹼金屬） 鋇（鹼土金屬） 鑭（鑭系元素） 鈰（鑭系元素） 鐠（鑭系元素） 釹（鑭系元素） 鉕（鑭系元素） 釤（鑭系元素） 銪（鑭系元素） 釓（鑭系元素） 鋱（鑭系元素） 鏑（鑭系元素） 鈥（鑭系元素） 鉺（鑭系元素） 銩（鑭系元素） 鐿（鑭系元素） 鑥（鑭系元素） 鉿（過渡金屬） 鉭（過渡金屬） 鎢（過渡金屬） 錸（過渡金屬） 鋨（過渡金屬） 銥（過渡金屬） 鉑（過渡金屬） 金（過渡金屬） 汞（過渡金屬） 鉈（貧金屬） 鉛（貧金屬） 鉍（貧金屬） 釙（貧金屬） 砹（類金屬） 氡（貴氣體）
鈁（鹼金屬） 鐳（鹼土金屬） 錒（錒系元素） 釷（錒系元素） 鏷（錒系元素） 鈾（錒系元素） 鎿（錒系元素） 鈈（錒系元素） 鎇（錒系元素） 鋦（錒系元素） 錇（錒系元素） 鐦（錒系元素） 鎄（錒系元素） 鐨（錒系元素） 鍆（錒系元素） 鍩（錒系元素） 鐒（錒系元素） 鑪（過渡金屬） 𨧀（過渡金屬） 𨭎（過渡金屬） 𨨏（過渡金屬） 𨭆（過渡金屬） 䥑（預測為過渡金屬） 鐽（預測為過渡金屬） 錀（預測為過渡金屬） 鎶（過渡金屬） 鉨（預測為貧金屬） 鈇（貧金屬） 鏌（預測為貧金屬） 鉝（預測為貧金屬） 鿬（預測為鹵素） 鿫（預測為貴氣體）
Uue（預測為鹼金屬） Ubn（預測為鹼土金屬）
143 Uqt（化學性質未知） 144 Uqq（化學性質未知） 145 Uqp（化學性質未知） 146 Uqh（化學性質未知） 147 Uqs（化學性質未知） 148 Uqo（化學性質未知） 149 Uqe（化學性質未知） 150 Upn（化學性質未知） 151 Upu（化學性質未知） 152 Upb（化學性質未知） 153 Upt（化學性質未知） 154 Upq（化學性質未知） 155 Upp（化學性質未知） 156 Uph（化學性質未知） 157 Ups（化學性質未知） 158 Upo（化學性質未知） 159 Upe（化學性質未知） 160 Uhn（化學性質未知） 161 Uhu（化學性質未知） 162 Uhb（化學性質未知） 163 Uht（化學性質未知） 164 Uhq（化學性質未知） 165 Uhp（化學性質未知） 166 Uhh（化學性質未知） 167 Uhs（化學性質未知） 168 Uho（化學性質未知） 169 Uhe（化學性質未知） 170 Usn（化學性質未知） 171 Usu（化學性質未知） 172 Usb（化學性質未知）
121 Ubu（化學性質未知） 122 Ubb（化學性質未知） 123 Ubt（化學性質未知） 124 Ubq（化學性質未知） 125 Ubp（化學性質未知） 126 Ubh（化學性質未知） 127 Ubs（化學性質未知） 128 Ubo（化學性質未知） 129 Ube（化學性質未知） 130 Utn（化學性質未知） 131 Utu（化學性質未知） 132 Utb（化學性質未知） 133 Utt（化學性質未知） 134 Utq（化學性質未知） 135 Utp（化學性質未知） 136 Uth（化學性質未知） 137 Uts（化學性質未知） 138 Uto（化學性質未知） 139 Ute（化學性質未知） 140 Uqn（化學性質未知） 141 Uqu（化學性質未知） 142 Uqb（化學性質未知）
※註：119號及以後的元素並無公認的排位，上表
之排位是從理論計算的電子排佈推論而得的一種
Periodic table with eight rows, extended to element 172

[150]

目前並不確定第八週期的元素是否會延續現有的週期律。 西博格預計第八週期的元素會按現有規律， 119號和120號兩個元素填充s區，接下來的18個元素填充g區，後面的30個元素填充現有的f區、d區和p區，第八週期結束於下一個貴氣體，168號。 [151] 後來，物理學家Pekka Pyykkö（英語：Pekka Pyykkö）等人建立了新理論，認為之後的元素不再滿足現有的構造原理。 現在對172號內的元素的電子排佈有若干種彼此競爭的理論。 不論如何，所有這些理論都預測下一個貴氣體元素並不是168號，而是172號。但所有這些多還只是推測，目前還沒有對123號後的元素的詳盡計算。 [152]

原子序數最大的元素

尚不確定所有可能的元素的總數。 早在1911年，亞當斯(Elliot Adams)就基於每個週期中元素的排佈給出了一種估計：原子質量在256以上（約相當於原子序數99~100）的元素無法存在。 [153] 後來有了更高的推測：元素週期表可能在穩定島後不久結束。 [154] （所謂穩定島是指以126號元素Ubh為中心的、被質子滴線和中子滴線所限制的，週期表和核種表的擴展。） [155] 其他關於週期表終點的預測包括： 128號（約翰·埃姆斯利）[3]； 137號（理查德·費曼）[156]； 146號（Yogendra Gambhir）；[157] 155號（艾伯特·卡贊，Albert Khazan）。[3][n 12]

玻爾模型

非相對論性的玻爾模型對137號以上的元素失效，因為此處1s電子的速率超過了光速。[158] 因此波爾模型對這些元素並不準確。

狄拉克方程

相對論性的狄拉克方程不適用於有多於137個質子的元素。這些元素的基態的波函數震盪（oscillatory）而非束縛，其正負能譜是連續的。這稱為克萊因悖論（英語：Klein paradox）。 [159] 更精確的、考慮到了原子核尺寸的計算顯示結合能在有超過173個質子的原子中超過上限。 如果更重的原子的最內層軌態中沒有電子，原子核的電場將從真空中創造出電子，並發射出正電子。 [160] 不過如果1s軌態被電子填充，這就不會發生，因此173號元素不一定是元素週期表的終點。 [156]

最優排列方式

各種不同格式的週期表使人們產生了以下問題：是否存在一個最理想的或有確切格式的週期表。[161] 一般認為，這個問題的答案取決於元素的化學週期性是否基於某種規則，與宇宙的聯繫是否緊密高效，或者說這些週期性都只是基於人類觀察者的環境、信仰和偏好所主觀解釋的產物。化學週期性的一個客觀標準將解決有關氫和氦的位置與III族組成的問題。這種未被證實的理論即使存在也被認為仍未被發現。在其缺失的情況下，各種不同格式的週期表可以看作是化學週期性主題的變化，每一種週期表都探究並強調了這些元素之間特徵、性質、屬性和關係的不同。[n 13]

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註釋

  1. ^ 有幾種元素是先在實驗室中被合成後，才在自然界中發現的。它們是：鍀（43號）、鉕（61號）、砹（85號）、鎿（93號）、鈈（94號）、鎇（95號）、鋦（96號）、錇（97號）、鐦（98號）。
  2. ^ 少數版本的週期表中會將中子作為0號元素列出。
  3. ^ 元素分區的方式與此敘述實際上略有出入。例如，氦是位於第18族（0族）中的元素，但劃分時它被分在s區；此外，d亞層在第11族（I B族）就已經被填滿了，第12族（II B族）中新電子填入的是s亞層，但它仍然被分入d區。
  4. ^ 圖中不包括貴氣體、砹、鈁、鎇和鎇之後的所有元素，因其數據不詳。
  5. ^ 視標度種類的不同，電負性最大和最小的元素可能與此所列的存在差別。在某些標度中，氖元素的電負性最大，鈁元素的電負性最小。

原文註記

  1. ^ While Lr is thought to have p rather than d electron in its ground-state electron configuration, and would therefore be expected to be volatile metal capable of forming a +1 cation in solution, no evidence of either of these properties has been able to be obtained despite experimental attempts to do so.[53] It was originally expected to have a d electron in its electron configuration[53] and this may still be the case for metallic lawrencium, whereas gas phase atomic lawrencium is very likely thought to have a p electron.[54]
  2. ^ Deming的18列週期表的一種原型可在此處找到：1911年Adams的16列週期表. Adams omits the rare earths and the "radioactive elements" (i.e. the actinides) from the main body of his table and instead shows them as being "careted in only to save space" (rare earths between Ba and eka-Yt; radioactive elements between eka-Te and eka-I). See: Elliot Q. A. (1911). "A modification of the periodic table". Journal of the American Chemical Society. 33(5): 684–688 (687).
  3. ^ A second extra-long periodic table row, to accommodate known and undiscovered elements with an atomic weight greater than bismuth (thorium, protactinium and uranium, for example), had been postulated as far back as 1892. Most investigators considered that these elements were analogues of the third series transition elements, hafnium, tantalum and tungsten. The existence of a second inner transition series, in the form of the actinides, was not accepted until similarities with the electron structures of the lanthanides had been established. See: van Spronsen, J. W. (1969). The periodic system of chemical elements. Amsterdam: Elsevier. p. 315–316, ISBN 0-444-40776-6.
  4. ^ See The Internet database of periodic tables for depictions of these kinds of variants.
  5. ^ But for the existence of the lanthanides the composition of group 3 would not have been a source of any special interest, since scandium, yttrium, lanthanum and actinium exhibit the same gradual change in properties as do calcium, strontium, barium and radium in group 2.[125]
  6. ^ The detachment of the lanthanides from the main body of the periodic table has been attributed to the Czech chemist Bohuslav Brauner（英語：Bohuslav Brauner） who, in 1902, allocated all of them ("Ce etc.") to one position in group 4, below zirconium. This arrangement was referred to as the "asteroid hypothesis", in analogy to asteroids occupying a single orbit in the solar system. Before this time the lanthanides were generally (and unsuccessfully) placed throughout groups I to VIII of the older 8-column form of periodic table. Although predecessors of Brauner's 1902 arrangement are recorded from as early as 1895, he is known to have referred to the "chemistry of asteroids" in an 1881 letter to Mendeleev. Other authors assigned all of the lanthanides to either group 3, groups 3 and 4, or groups 2, 3 and 4. In 1922 尼爾斯·玻爾 continued the detachment process by locating the lanthanides between the s- and d-blocks. In 1949 格倫·西奧多·西博格 (re)introduced the form of periodic table that is popular today, in which the lanthanides and actinides appear as footnotes. Seaborg first published his table in a classified report dated 1944. It was published again by him in 1945 in 化學化工新聞, and in the years up to 1949 several authors commented on, and generally agreed with, Seaborg's proposal. In that year he noted that the best method for presenting the actinides seemed to be by positioning them below, and as analogues of, the lanthanides. See: Thyssen P. and Binnemans K. (2011). "Accommodation of the Rare Earths in the Periodic Table: A Historical Analysis". In K. A. Gschneider Jr. (ed). Handbook on the Physics and Chemistry of the Rare Earths. 41. Amsterdam: Elsevier, pp. 1–94; Seaborg G. T. (1994). Origin of the Actinide Concept'. In K. A. Gschneider Jr. (ed). Handbook on the Physics and Chemistry of the Rare Earths. 18. Amsterdam: Elsevier, pp. 1–27.
  7. ^ For examples of this table see 彼得·阿特金斯 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.（英語：Raymond Chang (chemist)） (2000). Essential Chemistry (2nd ed.). Boston: McGraw-Hill
  8. ^ For examples of the group 3 = Sc-Y-Lu-Lr table see 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
  9. ^ The phenomenon of different separation groups is caused by increasing basicity with increasing radius, and does not constitute a fundamental reason to show Lu, rather than La, below Y. Thus, among the Group 2 鹼土金屬s, Mg (less basic) belongs in the "soluble group" and Ca, Sr and Ba (more basic) occur in the "ammonium carbonate group". Nevertheless, Mg, Ca, Sr and Ba are routinely collocated in Group 2 of the periodic table. See: Moeller et al. (1989). Chemistry with Inorganic Qualitative Analysis (3rd ed.). SanDiego: Harcourt Brace Jovanovich, pp. 955–956, 958.
  10. ^ Even if metallic lawrencium has a p electron, simple modelling studies suggest it will behave like a lanthanide,[142] as do the rest of the late actinides.[139]
  11. ^ For examples of the group 3 = Ln and An table see 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
  12. ^ Karol (2002, p. 63) contends that gravitational effects would become significant when atomic numbers become astronomically large, thereby overcoming other super-massive nuclei instability phenomena, and that 中子星s (with atomic numbers on the order of 1021) can arguably be regarded as representing the heaviest known elements in the universe. See: Karol P. J. (2002). "The Mendeleev–Seaborg periodic table: Through Z=1138 and beyond". Journal of Chemical Education 79 (1): 60–63.
  13. ^ Scerri（英語：Eric Scerri）, one of the foremost authorities on the history of the periodic table,[162] favoured the concept of an optimal form of periodic table but has recently changed his mind and now supports the value of a plurality of periodic tables.[161]

參考文獻

  1. ^ Chemistry: Four elements added to periodic table. BBC News. 2016-01-04. （原始內容存檔於2016-01-04）. 
  2. ^ St. Fleur, Nicholas. Four New Names Officially Added to the Periodic Table of Elements. New York Times. 2016-12-01. （原始內容存檔於2017-08-14）. 
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 Emsley, J. Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements New. New York, NY: Oxford University Press. 2011. ISBN 978-0-19-960563-7. 
  4. ^ Greenwood & Earnshaw, pp. 24–27
  5. ^ Gray, p. 6
  6. ^ CNN, Ashley Strickland. New elements on the periodic table are named. CNN. [2016-06-11]. （原始內容存檔於2016-06-10）. 
  7. ^ Discovery and assignment of elements with atomic numbers 113, 115, 117 and 118. 國際純化學和應用化學聯合會. 2015-12-30. （原始內容存檔於2016-06-13）. 
  8. ^ Hello, Nihonium. Scientists Name 4 New Elements On The Periodic Table. NPR.org. [2016-06-11]. （原始內容存檔於2016-06-10）. 
  9. ^ Koppenol, W. H. Naming of New Elements (IUPAC Recommendations 2002) (PDF). Pure and Applied Chemistry. 2002, 74 (5): 787–791. doi:10.1351/pac200274050787. （原始內容存檔 (PDF)於2008-10-31）. 
  10. ^ Silva, Robert J. Fermium, Mendelevium, Nobelium and Lawrencium. Morss, L. R.; Edelstein, N. M.; Fuger, J. (編). The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements 3rd. Dordrecht, The Netherlands: 施普林格科學+商業媒體. 2006. ISBN 1-4020-3555-1. 
  11. ^ Scerri 2007, p. 24
  12. ^ Messler, R. W. The essence of materials for engineers. Sudbury, MA: Jones & Bartlett Publishers. 2010: 32. ISBN 0-7637-7833-8. 
  13. ^ Bagnall, K. W. Recent advances in actinide and lanthanide chemistry. Fields, P. R.; Moeller, T. (編). Advances in chemistry, Lanthanide/Actinide chemistry. Advances in Chemistry 71. American Chemical Society. 1967: 1–12. ISBN 0-8412-0072-6. doi:10.1021/ba-1967-0071. 
  14. ^ Day, M. C., Jr.; Selbin, J. Theoretical inorganic chemistry 2nd. New York: Nostrand-Rienhold Book Corporation. 1969: 103. ISBN 0-7637-7833-8. 
  15. ^ Holman, J.; Hill, G. C. Chemistry in context 5th. Walton-on-Thames: Nelson Thornes. 2000: 40. ISBN 0-17-448276-0. 
  16. ^ 16.0 16.1 Leigh, G. J. Nomenclature of Inorganic Chemistry: Recommendations 1990. Blackwell Science. 1990. ISBN 0-632-02494-1. 
  17. ^ Fluck, E. New Notations in the Periodic Table (PDF). 純粹與應用化學 (國際純化學和應用化學聯合會). 1988, 60 (3): 431–436 [2012-03-24]. doi:10.1351/pac198860030431. （原始內容存檔 (PDF)於2012-03-25）. 
  18. ^ 18.0 18.1 Moore, p. 111
  19. ^ 19.0 19.1 19.2 Greenwood & Earnshaw, p. 30
  20. ^ Stoker, S. H. General, organic, and biological chemistry. New York: Houghton Mifflin. 2007: 68. ISBN 978-0-618-73063-6. OCLC 52445586. 
  21. ^ Mascetta, J. Chemistry The Easy Way 4th. New York: Hauppauge. 2003: 50. ISBN 978-0-7641-1978-1. OCLC 52047235. 
  22. ^ Kotz, J.; Treichel, P.; Townsend, John. Chemistry and Chemical Reactivity, Volume 2 7th. Belmont: Thomson Brooks/Cole. 2009: 324. ISBN 978-0-495-38712-1. OCLC 220756597. 
  23. ^ 23.0 23.1 Gray, p. 12
  24. ^ Jones, C. d- and f-block chemistry. New York: J. Wiley & Sons. 2002: 2. ISBN 978-0-471-22476-1. OCLC 300468713. 
  25. ^ Silberberg, M. S. Chemistry: The molecular nature of matter and change 4th. New York: McGraw-Hill. 2006: 536. ISBN 0-07-111658-3. 
  26. ^ Manson, S. S.; Halford, G. R. Fatigue and durability of structural materials. Materials Park, Ohio: ASM International. 2006: 376. ISBN 0-87170-825-6. 
  27. ^ Bullinger, H-J. Technology guide: Principles, applications, trends. Berlin: Springer-Verlag. 2009: 8. ISBN 978-3-540-88545-0. 
  28. ^ Jones, B. W. Pluto: Sentinel of the outer solar system. Cambridge: Cambridge University Press. 2010: 169–71. ISBN 978-0-521-19436-5. 
  29. ^ Hinrichs, G. D. On the classification and the atomic weights of the so-called chemical elements, with particular reference to Stas's determinations. Proceedings of the American Association for the Advancement of Science. 1869, 18 (5): 112–124. （原始內容存檔於2016-08-02）. 
  30. ^ 30.0 30.1 Myers, R. The basics of chemistry. Westport, CT: Greenwood Publishing Group. 2003: 61–67. ISBN 0-313-31664-3. 
  31. ^ 31.0 31.1 Chang, R. Chemistry 7. New York: McGraw-Hill. 2002: 289–310; 340–42. ISBN 0-07-112072-6. 
  32. ^ Greenwood & Earnshaw, p. 27
  33. ^ 33.0 33.1 Jolly, W. L. Modern Inorganic Chemistry 2nd. McGraw-Hill. 1991: 22. ISBN 978-0-07-112651-9. 
  34. ^ 34.0 34.1 34.2 Greenwood & Earnshaw, p. 28
  35. ^ 國際純化學和應用化學聯合會，化學術語概略，第二版。（金皮書）(1997)。在線校正版: (2006–) "Electronegativity"。doi:10.1351/goldbook.E01990
  36. ^ Pauling, L. The Nature of the Chemical Bond. IV. The Energy of Single Bonds and the Relative Electronegativity of Atoms. 美國化學會志. 1932, 54 (9): 3570–3582. Bibcode:1932JAChS..54.2610C. doi:10.1021/ja01348a011. 
  37. ^ Allred, A. L. Electronegativity values from thermochemical data. Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry (Northwestern University). 1960, 17 (3–4): 215–221 [2012-06-11]. doi:10.1016/0022-1902(61)80142-5. 
  38. ^ Huheey, Keiter & Keiter, p. 42
  39. ^ Siekierski, S.; Burgess, J. Concise chemistry of the elements. Chichester: Horwood Publishing. 2002: 35‒36. ISBN 1-898563-71-3. 
  40. ^ 40.0 40.1 Chang, pp. 307–309
  41. ^ Huheey, Keiter & Keiter, pp. 42, 880–81
  42. ^ Yoder, C. H.; Suydam, F. H.; Snavely, F. A. Chemistry 2nd. Harcourt Brace Jovanovich. 1975: 58. ISBN 0-15-506465-7. 
  43. ^ Huheey, Keiter & Keiter, pp. 880–85
  44. ^ Sacks, O. Uncle Tungsten: Memories of a chemical boyhood. New York: Alfred A. Knopf. 2009: 191, 194. ISBN 0-375-70404-3. 
  45. ^ Gray, p. 9
  46. ^ 46.0 46.1 MacKay, K. M.; MacKay, R. A.; Henderson, W. Introduction to Modern Inorganic Chemistry 6th. Cheltenham: Nelson Thornes. 2002: 194–196. ISBN 0-7487-6420-8. 
  47. ^ Remy, H. Kleinberg, J. , 編. Treatise on Inorganic Chemistry 2. Amsterdam: Elsevier. 1956: 30. 
  48. ^ Phillips, C. S. G.; Williams, R. J. P. Inorganic Chemistry. Oxford: Clarendon Press. 1966: 4–5. 
  49. ^ King, R. B. Inorganic chemistry of main group elements. New York: Wiley-VCH. 1995: 289. 
  50. ^ 50.0 50.1 Greenwood & Earnshaw, p. 947
  51. ^ Spedding, F. H.; Beadry, B. J. Lutetium. Hampel, C. A. (編). The Encyclopedia of the Chemical Elements. Reinhold Book Corporation. 1968: 374–378. 
  52. ^ Settouti, N.; Aourag, H. A Study of the Physical and Mechanical Properties of Lutetium Compared with Those of Transition Metals: A Data Mining Approach. JOM. 2014, 67 (1): 87–93. Bibcode:2015JOM....67a..87S. doi:10.1007/s11837-014-1247-x. 
  53. ^ 53.0 53.1 Silva, Robert J. Chapter 13. Fermium, Mendelevium, Nobelium, and Lawrencium. Morss, Lester R.; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean (編). The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements. Netherlands: Springer. 2011. ISBN 978-94-007-0210-3. doi:10.1007/978-94-007-0211-0_13. 
  54. ^ 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. Measurement of the first ionization potential of lawrencium, element 103 (PDF). Nature. 2015-04-09, 520 (7546): 209–11. Bibcode:2015Natur.520..209S. PMID 25855457. doi:10.1038/nature14342. 
  55. ^ Steele, D. The Chemistry of the Metallic Elements. Oxford: Pergamon Press. : 67. 
  56. ^ Greenwood, N. N.; Earnshaw, A. Chemistry of the Elements 2nd. Oxford: Elsevier Science Ltd. : 1206. ISBN 0-7506-3365-4. 
  57. ^ MacKay, K. M.; MacKay, R. A.; Henderson, W. Introduction to Modern Inorganic Chemistry 6th. Cheltenham: Nelson Thornes. 2002: 194–196, 385. ISBN 0-7487-6420-8. 
  58. ^ Siegfried, R. From elements to atoms a history of chemical composition. Philadelphia, Pennsylvania: Library of Congress Cataloging-in-Publication Data. 2002: 92. ISBN 0-87169-924-9 （英語）. 
  59. ^ Horvitz, L. Eureka!: Scientific Breakthroughs That Changed The World. New York: John Wiley. 2002: 43. ISBN 978-0-471-23341-1. OCLC 50766822. 
  60. ^ Aug. Kekulé. Über die s. g. gepaarten Verbindungen und die Theorie der mehratomigen Radicale. 利比希化學紀事. 1857, 104 (2): 129–150. doi:10.1002/jlac.18571040202. 
  61. ^ van Spronsen, J. W. The periodic system of chemical elements. Amsterdam: Elsevier. 1969: 19. ISBN 0-444-40776-6. 
  62. ^ Alexandre-Emile Bélguier de Chancourtois (1820–1886). Annales des Mines history page. [2014-09-18]. （原始內容存檔於2014-11-27） （French）. 
  63. ^ Venable, pp. 85–86; 97
  64. ^ Odling, W. On the proportional numbers of the elements. Quarterly Journal of Science. 2002, 1: 642–648 (643). 
  65. ^ 65.0 65.1 Scerri, E. The periodic table: A very short introduction. Oxford: Oxford University Press. 2011. ISBN 978-0-19-958249-5. 
  66. ^ Kaji, M. Discovery of the periodic law: Mendeleev and other researchers on element classification in the 1860s. Rouvray, D. H.; King, R. Bruce (編). The periodic table: Into the 21st Century. Research Studies Press. 2004: 91–122 (95). ISBN 0-86380-292-3. 
  67. ^ Newlands, J. A. R. On Relations Among the Equivalents. Chemical News. 1864-08-20, 10: 94–95. （原始內容存檔於2011-01-01）. 
  68. ^ Newlands, J. A. R. On the Law of Octaves. Chemical News. 1865-08-18, 12: 83. （原始內容存檔於2011-01-01）. 
  69. ^ Bryson, B. 万物简史. Black Swan. 2004: 141–142. ISBN 978-0-552-15174-0. 
  70. ^ Scerri 2007, p. 306
  71. ^ Brock, W. H.; Knight, D. M. The Atomic Debates: 'Memorable and Interesting Evenings in the Life of the Chemical Society'. Isis (芝加哥大學出版社). 1965, 56 (1): 5–25. doi:10.1086/349922. 
  72. ^ Scerri 2007, pp. 87, 92
  73. ^ Kauffman, G. B. American forerunners of the periodic law. Journal of Chemical Education. March 1969, 46 (3): 128–135 (132). Bibcode:1969JChEd..46..128K. doi:10.1021/ed046p128. 
  74. ^ Mendelejew, D. Über die Beziehungen der Eigenschaften zu den Atomgewichten der Elemente. Zeitschrift für Chemie. 1869: 405–406 （German）. 
  75. ^ Venable, pp. 96–97; 100–102
  76. ^ Ball, pp. 100–102
  77. ^ Pullman, B. The Atom in the History of Human Thought. Translated by Axel Reisinger. Oxford University Press. 1998: 227. ISBN 0-19-515040-6. 
  78. ^ Ball, p. 105
  79. ^ Atkins, P. W. The Periodic Kingdom. HarperCollins Publishers, Inc. 1995: 87. ISBN 0-465-07265-8. 
  80. ^ Samanta, C.; Chowdhury, P. Roy; Basu, D. N. Predictions of alpha decay half-lifes of heavy and superheavy elements. Nucl. Phys. A. 2007, 789: 142–154. Bibcode:2007NuPhA.789..142S. arXiv:nucl-th/0703086 可免費查閱. doi:10.1016/j.nuclphysa.2007.04.001. 
  81. ^ Scerri 2007, p. 112
  82. ^ Kaji, M. D. I. Mendeleev's Concept of Chemical Elements and the Principle of Chemistry (PDF). Bull. Hist. Chem.（英語：Bull. Hist. Chem.）. 2002, 27 (1): 4–16. （原始內容存檔 (PDF)於2016-07-06）. 
  83. ^ Adloff, J-P.; Kaufman, G. B. Francium (Atomic Number 87), the Last Discovered Natural Element. The Chemical Educator. 2005-09-25 [2007-03-26]. （原始內容存檔於2013-06-04）. 
  84. ^ Hoffman, D. C.; Lawrence, F. O.; Mewherter, J. L.; Rourke, F. M. Detection of Plutonium-244 in Nature. Nature. 1971, 234 (5325): 132–134. Bibcode:1971Natur.234..132H. doi:10.1038/234132a0. （原始內容存檔於2011-06-23）. 
  85. ^ Gray, p.  12
  86. ^ Deming, H. G. General chemistry: An elementary survey. New York: J. Wiley & Sons. 1923: 160, 165. 
  87. ^ Abraham, M.; Coshow, D.; Fix, W. Periodicity:A source book module, version 1.0 (PDF). New York: Chemsource, Inc. : 3. （原始內容 (PDF)存檔於2012-05-14）. 
  88. ^ Emsley, J. Mendeleyev's dream table. New Scientist. 1985-03-07: 32–36(36). 
  89. ^ Fluck, E. New notations in the period table. Pure and Applied Chemistry. 1988, 60 (3): 431–436 (432). doi:10.1351/pac198860030431. 
  90. ^ Ball, p. 111
  91. ^ Scerri 2007, pp. 270‒71
  92. ^ Masterton, W. L.; Hurley, C. N.; Neth, E. J. Chemistry: Principles and reactions 7th. Belmont, CA: Brooks/Cole Cengage Learning. : 173. ISBN 1-111-42710-0. 
  93. ^ Ball, p. 123
  94. ^ Barber, R. C.; Karol, P. J.; Nakahara, Hiromichi; Vardaci, Emanuele; Vogt, E. W. Discovery of the elements with atomic numbers greater than or equal to 113 (IUPAC Technical Report). Pure Appl. Chem. 2011, 83 (7): 1485. doi:10.1351/PAC-REP-10-05-01. 
  95. ^ Эксперимент по синтезу 117-го элемента получает продолжение [Experiment on synthesis of the 117th element is to be continued]. JINR. 2012. （原始內容存檔於2013-08-01） （俄語）. 
  96. ^ Scerri, Eric. Element 61—Promethium. A Tale of 7 Elements. New York: 牛津大學出版社 (USA). 2013: 175–194(190). ISBN 978-0-19-539131-2. （原始內容存檔於2017-09-10）. ... no interruptions in the sequence of increasing atomic numbers ... 
  97. ^ Newell, S. B. Chemistry: An introduction. Boston: Little, Brown and Company. 1980: 196 [2016-08-27]. ISBN 978-0-316-60455-0. 
  98. ^ Jensen, W. B. Classification, Symmetry and the Periodic Table. Computers & Mathematics with Applications. 1982, 12B (1/2): 487–510(498). doi:10.1016/0898-1221(86)90167-7. 
  99. ^ Leach, M. R. Concerning electronegativity as a basic elemental property and why the periodic table is usually represented in its medium form. Foundations of Chemistry. 2012, 15 (1): 13–29. doi:10.1007/s10698-012-9151-3. 
  100. ^ Thyssen, P.; Binnemans, K. Gschneidner Jr., K. A.; Bünzli, J-C.G; Vecharsky, Bünzli , 編. Accommodation of the Rare Earths in the Periodic Table: A Historical Analysis 41. Amsterdam: Elsevier. 2011: 76. ISBN 978-0-444-53590-0.  |journal=被忽略 (幫助)
  101. ^ 101.0 101.1 Scerri 2007, p. 20
  102. ^ Weird Words of Science: Lemniscate Elemental Landscapes. Fields of Science. fieldofscience.com. 2009-03-22 [2016-01-04]. （原始內容存檔於2016-03-04  ）. 
  103. ^ Emsely, J.; Sharp, R. The periodic table: Top of the charts. The Independent. 2010-06-21. （原始內容存檔於2017-07-01  ）. 
  104. ^ Seaborg, G. Plutonium: The Ornery Element. Chemistry. 1964, 37 (6): 14. 
  105. ^ Mark R. Leach. 1925 Courtines' Periodic Classification. [2012-10-16]. （原始內容存檔於2016-05-16  ）. 
  106. ^ Mark R. Leach. 1949 Wringley's Lamina System. [2012-10-16]. （原始內容存檔於2011-12-03  ）. 
  107. ^ Mazurs, E. G. Graphical Representations of the Periodic System During One Hundred Years. Alabama: University of Alabama Press. 1974: 111. ISBN 978-0-8173-3200-6. 
  108. ^ Mark R. Leach. 1996 Dufour's Periodic Tree. [2012-10-16]. （原始內容存檔於2010-04-18  ）. 
  109. ^ Mark R. Leach. 1989 Physicist's Periodic Table by Timothy Stowe. [2012-10-16]. （原始內容存檔於2012-06-05  ）. 
  110. ^ Bradley, D. At last, a definitive periodic table?. ChemViews Magazine. 2011-07-20. doi:10.1002/chemv.201000107. （原始內容存檔於2013-05-01）. 
  111. ^ Scerri 2007, pp. 285‒86
  112. ^ Scerri 2007, p. 285
  113. ^ Mark R. Leach. 2002 Inorganic Chemist's Periodic Table. [2012-10-16]. （原始內容存檔於2013-03-09）. 
  114. ^ Scerri, E. The role of triads in the evolution of the periodic table: Past and present. Journal of Chemical Education. 2008, 85 (4): 585–89 (see p.589). Bibcode:2008JChEd..85..585S. doi:10.1021/ed085p585. 
  115. ^ Alper, R. The simplified periodic table: elements ordered by their subshells. The Journal of Biological Physics and Chemistry. 2010, 10 (2): 74–80. doi:10.4024/43AL09F.jbpc.10.02. 
  116. ^ 116.0 116.1 Scerri, E. Some comments on the recently proposed periodic table featuring elements ordered by their subshells. Journal of Biological Physics and Chemistry. 2012, 12 (2): 69–70. 
  117. ^ Bent, H. A.; Weinhold, F. Supporting information: News from the periodic table: An introduction to "Periodicity symbols, tables, and models for higher-order valency and donor–acceptor kinships". Journal of Chemical Education. 2007, 84 (7): 3–4. doi:10.1021/ed084p1145. 
  118. ^ Francl, M. Table manners (PDF). Nature Chemistry. May 2009, 1 (2): 97–98. Bibcode:2009NatCh...1...97F. PMID 21378810. doi:10.1038/nchem.183. （原始內容存檔 (PDF)於2012-10-25）. 
  119. ^ IUPAC. IUPAC Periodic Table of the Elements (PDF). iupac.org. IUPAC. 2013-05-01 [2015-09-20]. （原始內容存檔 (PDF)於2015-08-22）. 
  120. ^ Seaborg, G. The chemical and radioactive properties of the heavy elements. Chemical English Newspaper. 1945, 23 (23): 2190–2193. 
  121. ^ Cronyn, M. W. The Proper Place for Hydrogen in the Periodic Table. Journal of Chemical Education. August 2003, 80 (8): 947–951. Bibcode:2003JChEd..80..947C. doi:10.1021/ed080p947. 
  122. ^ Greenwood & Earnshaw, throughout the book
  123. ^ Lewars, Errol G. Modeling Marvels: Computational Anticipation of Novel Molecules. Springer Science & Business Media. 2008-12-05: 69–71. ISBN 978-1-4020-6973-4. （原始內容存檔於2016-05-19）. 
  124. ^ Thyssen, P.; Binnemans, K. Gschneidner Jr., K. A.; Bünzli, J-C.G; Vecharsky, Bünzli , 編. Accommodation of the Rare Earths in the Periodic Table: A Historical Analysis 41. Amsterdam: Elsevier. 2011: 1–94. ISBN 978-0-444-53590-0.  |journal=被忽略 (幫助)
  125. ^ Hevesy, G. Redkie zemeli s tochki zreniya stroeniya atoma [Rare earths from the point of view of structure of atom] (cited in Trifonov 1970, p. 188). Leningrad: NKhTI. 1929 （Russian）. 
  126. ^ Stewart, P. J. The Flyleaf Table: An Alternative. Journal of Chemical Education. 2008, 85 (11): 1490. Bibcode:2008JChEd..85.1490S. doi:10.1021/ed085p1490. 
  127. ^ Thyssen, P.; Binnemanns, K. 1: Accommodation of the rare earths in the periodic table: A historical analysis. Gschneidner Jr., K. A.; Büzli, J-C. J.; Pecharsky, V. K. (編). Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths 41. Amsterdam: Elsevier. 2011: 80–81. ISBN 978-0-444-53590-0. 
  128. ^ Keeler, J.; Wothers, P. Chemical Structure and Reactivity: An Integrated Approach. Oxford: Oxford University. 2014: 259. ISBN 978-0-19-960413-5. 
  129. ^ Scerri, E. Mendeleev's Periodic Table Is Finally Completed and What To Do about Group 3?. Chemistry International. 2012, 34 (4). doi:10.1515/ci.2012.34.4.28. （原始內容存檔於2017-09-10）. 
  130. ^ Castelvecchi, D. Exotic atom struggles to find its place in the periodic table. Nature News. 2015-04-08 [2015-09-20]. （原始內容存檔於2015-10-05）. 
  131. ^ The constitution of group 3 of the periodic table. IUPAC. 2015 [2016-07-30]. （原始內容存檔於2016-07-05）. 
  132. ^ Emsley, J. Nature's Building Blocks new. Oxford: Oxford University. 2011: 651. ISBN 978-0-19-960563-7. 
  133. ^ 133.0 133.1 133.2 133.3 133.4 133.5 133.6 William B. Jensen. The Positions of Lanthanum (Actinium) and Lutetium (Lawrencium) in the Periodic Table. J. Chem. Educ. 1982, 59 (8): 634–636. Bibcode:1982JChEd..59..634J. doi:10.1021/ed059p634. 
  134. ^ Trifonov, D. N. Rare-earth elements and their position in the periodic system (translated from Russian). New Delhi: Indian National Scientific Documentation Centre. 1970: 201–202. 
  135. ^ Greenwood, N. N.; Harrington, T. J. The chemistry of the transition elements. Oxford: Clarendon Press. 1973: 50. ISBN 0-19-855435-4. 
  136. ^ Aylward, G.; Findlay, T. SI chemical data 6th. Milton, Queensland: John Wiley & Sons. 2008. ISBN 978-0-470-81638-7. 
  137. ^ Wiberg, N. Inorganic Chemistry. San Diego: Academic Press. 2001: 119. ISBN 0-12-352651-5. 
  138. ^ Wulfsberg, G. Encyclopedia of Inorganic Chemistry. New York: John Wiley & Sons. 2006: 3. ISBN 978-0-470-86210-0.  |article=被忽略 (幫助)
  139. ^ 139.0 139.1 Cotton, S. Lanthanide and Actinide Chemistry. Chichester: John Wiley & Sons. 2007: 150. ISBN 978-0-470-01006-8. 
  140. ^ Scerri, E. Five ideas in chemical education that must die – Group three. Education in Chemistry（英語：Education in Chemistry） (英國皇家化學學會). 2015-09-15 [2015-09-19]. （原始內容存檔於2015-12-23）. It is high time that the idea of group 3 consisting of Sc, Y, La and Ac is abandoned 
  141. ^ Jensen, W. B. Some Comments on the Position of Lawrencium in the Periodic Table (PDF). 2015 [2015-09-20]. （原始內容 (PDF)存檔於2015-12-23）. 
  142. ^ Xu, W-H.; Pyykkö, P. Is the chemistry of lawrencium peculiar?. Physical Chemistry Chemical Physics. 2016, 18 (26): 17351–17355. Bibcode:2016PCCP...1817351X. doi:10.1039/C6CP02706G. 
  143. ^ King, R. B. Inorganic Chemistry of Main Group Elements. New York: Wiley-VCH. 1995: 289. ISBN 1-56081-679-1. 
  144. ^ 國際純化學和應用化學聯合會，化學術語概略，第二版。（金皮書）(1997)。在線校正版: (2006–) "transition element"。doi:10.1351/goldbook.T06456
  145. ^ Xuefang, W.; Andrews, L.; Riedel, S.; Kaupp, M. Mercury Is a Transition Metal: The First Experimental Evidence for HgF4. Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46 (44): 8371–8375. PMID 17899620. doi:10.1002/anie.200703710. 
  146. ^ Jensen, W. B. Is Mercury Now a Transition Element?. J. Chem. Educ. 2008, 85 (9): 1182–1183. Bibcode:2008JChEd..85.1182J. doi:10.1021/ed085p1182. 
  147. ^ Rayner-Canham, G.; Overton, T. Descriptive inorganic chemistry 4th. New York: W H Freeman. : 484–485. ISBN 0-7167-8963-9. 
  148. ^ Schändel, M. The Chemistry of Superheavy Elements. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers. 2003: 277. ISBN 1-4020-1250-0. 
  149. ^ Yakushev, Alexander; Eichler, Robert. Gas-phase chemistry of element 114, flerovium (PDF). Nobel Symposium NS160 – Chemistry and Physics of Heavy and Superheavy Elements. 2016. doi:10.1051/epjconf/201613107003. 
  150. ^ Fricke, B.; Greiner, W.; Waber, J. T. The continuation of the periodic table up to Z = 172. The chemistry of superheavy elements. Theoretica chimica acta (Springer-Verlag). 1971, 21 (3): 235–260. doi:10.1007/BF01172015. 
  151. ^ Frazier, K. Superheavy Elements. Science News. 1978, 113 (15): 236–238. JSTOR 3963006. doi:10.2307/3963006. 
  152. ^ Pyykkö, P. A suggested periodic table up to Z ≤ 172, based on Dirac–Fock calculations on atoms and ions. Physical Chemistry Chemical Physics. 2011, 13 (1): 161–168. Bibcode:2011PCCP...13..161P. PMID 20967377. doi:10.1039/c0cp01575j. 
  153. ^ Elliot, Q. A. A modification of the periodic table. Journal of the American Chemical Society. 1911, 33 (5): 684–688 (688). doi:10.1021/ja02218a004. 
  154. ^ Seaborg, G. transuranium element (chemical element). Encyclopædia Britannica. c. 2006 [2010-03-16]. （原始內容存檔於2010-11-30）. 
  155. ^ Cwiok, S.; Heenen, P.-H.; Nazarewicz, W. Shape coexistence and triaxiality in the superheavy nuclei. Nature. 2005, 433 (7027): 705–9. Bibcode:2005Natur.433..705C. PMID 15716943. doi:10.1038/nature03336. 
  156. ^ 156.0 156.1 Ball, P. Would Element 137 Really Spell the End of the Periodic Table? Philip Ball Examines the Evidence. Chemistry World（英語：Chemistry World） (英國皇家化學學會). November 2010 [2012-09-30]. （原始內容存檔於2012-10-21）. 
  157. ^ Gambhir, Y.K; Bhagwat, A.; Gupta, M. The highest limiting Z in the extended periodic table. Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics. 2015, 42 (12): 125105. doi:10.1088/0954-3899/42/12/125105. 
  158. ^ Eisberg, R.; Resnick, R. Quantum Physics of Atoms, Molecules, Solids, Nuclei and Particles. 約翰威立. 1985. 
  159. ^ Bjorken, J. D.; Drell, S. D. Relativistic Quantum Mechanics. McGraw-Hill. 1964. 
  160. ^ Greiner, W.; Schramm, S. Resource Letter QEDV-1: The QED vacuum. American Journal of Physics（英語：American Journal of Physics）. 2008, 76 (6): 509. Bibcode:2008AmJPh..76..509G. doi:10.1119/1.2820395. , and references therein.
  161. ^ 161.0 161.1 Scerri, Eric. Is there an optimal periodic table and other bigger questions in the philosophy of science. ericscerri23.blogspot.com.au. Eric Scerri（英語：Eric Scerri）. 2013-08-09 [2013-09-04]. （原始內容存檔於2017-06-13）. 
  162. ^ Sella, Andrea. An elementary history lesson. 新科學人. 2013-08-07, (2929) [2017-06-13]. （原始內容存檔於2016-07-03）. 

參考書籍

拓展閱讀

  • Emsley, J. The Periodic Table. Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements New. Oxford: Oxford University Press. 2011: 634–651. ISBN 978-0-19-960563-7. 
  • Mazurs, E. G. Graphical Representations of the Periodic System During One Hundred Years. Alabama: University of Alabama Press. 1974. ISBN 978-0-19-960563-7. 
  • Rouvray, D.H.; King, R. B. (eds). 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. 2004. ISBN 978-0-86380-292-8. 
  • Rouvray, D.H.; King, R. B. (eds). 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. 2006. ISBN 978-1-59454-259-6. 
  • Scerri, E. Books on the Elements and the Periodic Table (PDF). n.d. [2018-07-09]. 
  • Scerri, E.; Restrepo, G (eds). 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. 2018. ISBN 978-0-86380-292-8. 
  • van Spronsen, J. W. The Periodic System of Chemical Elements: A History of the First Hundred Years. Amsterdam: Elsevier. 1969. ISBN 978-0-444-40776-4. 
  • Verde, M. (ed.). 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. 1971. 

外部連結

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