Разбираемся, что означают строки (периоды) и столбцы (группы) таблицы Менделеева и как по ним предсказывать свойства элементов.
В основе таблицы Менделеева лежит периодический закон: свойства элементов периодически повторяются по мере роста атомного номера. Это повторение и отражают строки и столбцы. Периоды — это горизонтальные строки. Номер периода равен числу заполняемых электронных уровней (оболочек) в атоме: элементы первого периода имеют один уровень, второго — два, и так до седьмого. Каждый период начинается активным щелочным металлом (у которого один электрон на новом внешнем уровне) и заканчивается благородным газом (с полностью завершённой внешней оболочкой). Слева направо в периоде заряд ядра растёт, электроны притягиваются сильнее, радиус атома уменьшается, а неметаллические свойства и электроотрицательность усиливаются: металлы сменяются полуметаллами, затем неметаллами и инертным газом.
Группы — это вертикальные столбцы. В современном длинном варианте таблицы их 18, в классическом — 8 групп, разделённых на главные (A) и побочные (B) подгруппы. Элементы одной главной подгруппы имеют одинаковое число электронов на внешнем уровне, поэтому проявляют сходные свойства и одинаковую высшую валентность. Именно поэтому в одну группу попадают, например, все щелочные металлы (I), или все галогены (VII), или все благородные газы (VIII). Для элементов главных подгрупп номер группы показывает число валентных электронов и, как правило, высшую степень окисления (например, сера в VI группе даёт +6, хлор в VII — +7). Сверху вниз по группе добавляются новые уровни, радиус атома растёт, внешние электроны слабее удерживаются — поэтому усиливаются металлические свойства и восстановительная способность, а неметаллические ослабевают. Так, в группе щелочных металлов цезий активнее натрия, а в группе галогенов фтор активнее йода. Побочные подгруппы образованы переходными металлами, у которых заполняются d-орбитали; их свойства меняются более плавно. Понимание групп и периодов позволяет, не запоминая каждый элемент, предсказывать его свойства по положению в таблице. Подробнее о валентности, степенях окисления и электроотрицательности — в отдельных гайдах.
Числу электронных уровней (оболочек) в атоме. У элементов 2-го периода два уровня, 3-го — три и так далее. Всего периодов семь.
Для элементов главных подгрупп — число валентных (внешних) электронов и обычно высшую степень окисления. Например, элементы VI группы имеют 6 внешних электронов и высшую степень +6.
Радиус атома уменьшается, электроотрицательность растёт, металлические свойства ослабевают, а неметаллические усиливаются. Период начинается металлом и заканчивается благородным газом.
Радиус атома растёт, внешние электроны слабее притягиваются, поэтому усиливаются металлические (восстановительные) свойства и ослабевают неметаллические. Цезий активнее лития, фтор активнее йода.
В главных подгруппах (A) заполняются s- и p-орбитали внешнего уровня, у элементов одинаковое число валентных электронов. Побочные (B) — это переходные металлы, у которых заполняются d-орбитали, и их свойства меняются плавнее.