Bảng Tuần Hoàn – Wikipedia Tiếng Việt

Có thể bạn quan tâm

Bảng tuần hoàn (tên đầy đủ là Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, còn được biết với tên Bảng tuần hoàn Mendeleev), là một phương pháp liệt kê các nguyên tố hóa học thành dạng bảng, dựa trên số hiệu nguyên tử (số proton trong hạt nhân), cấu hình electron và các tính chất hóa học tuần hoàn của chúng. Các nguyên tố được biểu diễn theo trật tự số hiệu nguyên tử tăng dần, thường liệt kê cùng với ký hiệu hóa học trong mỗi ô. Dạng tiêu chuẩn của bảng gồm các nguyên tố được sắp xếp thành 18 cột và 7 dòng, với hai dòng kép nằm riêng nằm bên dưới cùng.

Các hàng trong bảng gọi là những chu kỳ luân hồi, trong khi những cột gọi là những nhóm, một số ít có tên riêng như halogen hoặc khí hiếm. Bởi vì theo định nghĩa một bảng tuần hoàn biểu lộ những khuynh hướng tuần hoàn, bất kể bảng dưới dạng nào cũng hoàn toàn có thể dùng để suy ra mối quan hệ giữa những đặc thù của nguyên tố và tiên đoán đặc thù của những nguyên tố mới, chưa được tò mò hoặc chưa tổng hợp được. Do đó, một bảng tuần hoàn-dù ở dạng tiêu chuẩn hay những biến thể-cung cấp khuôn khổ có ích cho việc nghiên cứu và phân tích thuộc tính hóa học, và những bảng như vậy được sử dụng thoáng đãng trong hóa học và những ngành khoa học khác .

Mặc dù có những người tiên phong trước đó, Dmitri Ivanovich Mendeleev thường được xem là người công bố bảng tuần hoàn phổ biến đầu tiên vào năm 1869. Ông đã phát triển bảng tuần hoàn của mình để minh họa các xu hướng tuần hoàn trong thuộc tính các nguyên tố đã biết khi đó. Mendeleev cũng tiên đoán một số thuộc tính của các nguyên tố chưa biết mà ông hi vọng sẽ lấp vào những chỗ trống trong bảng này. Hầu hết những tiên đoán của ông tỏ ra chính xác khi các nguyên tố đó lần lượt được phát hiện. Bảng tuần hoàn của Mendeleev từ đó đã được mở rộng và hiệu chỉnh với sự khám giá hoặc tổng hợp thêm những nguyên tố mới và sự phát triển của các mô hình lý thuyết để giải thích thuộc tính hóa học.

Bạn đang đọc: Bảng tuần hoàn – Wikipedia tiếng Việt

Tất cả những nguyên tố có số nguyên tử từ 1 ( Hydro ) đến 118 ( oganesson ) đã được phát hiện hoặc ghi nhận tổng hợp được, trong khi những nguyên tố 113, 115, 117 và 118 vẫn chưa được thừa nhận thoáng rộng. 98 nguyên tố đầu sống sót trong tự nhiên mặc dầu 1 số ít chỉ tìm thấy sau khi đã tổng hợp được trong phòng thí nghiệm và sống sót với lượng cực nhỏ. [ chú thích 1 ] Các nguyên tố có số hiệu nguyên tử từ 99 đến 118 chỉ được tổng hợp ra, hoặc được công bố là đã tổng hợp được trong phòng thí nghiệm. Người ta hiện vẫn đang theo đuổi việc tạo ra những nguyên tố có những số hiệu nguyên tử lớn hơn, cũng như tranh cãi về câu hỏi rằng bảng tuần hoàn hoàn toàn có thể cần phải hiệu chỉnh thế nào để thích hợp với những nguyên tố mới sẽ thêm vào .

Bố cục

Chú thích: Đây là bố cục bảng tuần hoàn 8 cột phổ biến nhất, được gọi là dạng thông thường hoặc dạng tiêu chuẩn, hoặc có khi gọi là dạng bảng dài để so với dạng bảng ngắn hay bảng kiểu Mendeleev Lưu trữ 2013-12-17 tại Wayback Machine, thường các nhóm từ 3 tới 12 bằng cách gộp vào nhóm chính. Bảng tuần hoàn rộng khác ở chỗ chứa luôn cả họ lanthan và họ actini, thay vì tách chúng khỏi phần thân chính của bảng. Bảng tuần hoàn mở rộng thì thêm các chu kì 8 và 9 chứa các nguyên tố xa hơn nhóm actini.

Tất cả những phiên bản của bảng tuần hoàn chỉ gồm có những nguyên tố hóa học, không gồm có hỗn hợp, hợp chất hay những hạt hạ nguyên tử. [ chú thích 2 ] Mỗi nguyên tố hóa học có một số hiệu nguyên tử đặc trưng đại diện thay mặt cho số proton có trong hạt nhân của nó. Hầu hết những nguyên tố hoàn toàn có thể có số neutron khác nhau giữa những nguyên tử, những biến thể này gọi là những đồng vị của nguyên tố đó. Chẳng hạn, cacbon có 3 đồng vị sống sót trong tự nhiên : hầu hết cacbon tự nhiên có 6 proton và 6 neutron, nhưng cỡ khoảng chừng 1 % có 8 neutron và một lượng rất nhỏ có 7 neutron. Đồng vị không tách rời mà gộp lại trong một ô của bảng tuần hoàn như một nguyên tố duy nhất với khối lượng trung bình theo hàm lượng. Những nguyên tố không có đồng vị bền nào có khối lượng nguyên tử bằng của đồng vị bền nhất và được đặt trong dấu ngoặc đơn. [ 1 ] Bảng tuần hoàn những nguyên tố với những trạng thái oxy hóaTrong bảng tuần hoàn tiêu chuẩn, những nguyên tố được liệt kê theo thứ tự số hiệu nguyên tử tăng dần. Một hàng mới ( tức một chu kỳ luân hồi ) khởi đầu khi một lớp electron mới thêm vào. Các cột ( tức nhóm ) được xác lập bởi thông số kỹ thuật electron của nguyên tử ; những nguyên tố có cùng số electron trong một phân lớp đơn cử rơi vào cùng cột ( ví dụ điển hình oxi và seleni nằm cùng cột do tại chúng đều có 4 electron ở phân lớp p ngoài cùng ). Các nguyên tố với đặc thù hóa học tựa như nhau thường nằm trong cùng nhóm, mặc dầu ở khối f và không ít ở khối d, những nguyên tố cùng chu kì cũng thường có đặc thù tương tự như nhau. Do đó, người ta hoàn toàn có thể tiên đoán tương đối thuận tiện đặc thù hóa học của một nguyên tố nếu biết đặc thù của những nguyên tố xung quanh nó. [ 2 ]Tính tới tháng 12 năm năm nay, bảng tuần hoàn có 118 nguyên tố đã được xác nhận, gồm có những nguyên tố từ 1 ( hiđrô ) tới 118 ( oganesson ) trong đó những nguyên tố 113, 115, 117 và 118 đã được tổng hợp trong phòng thí nghiệm và những công bố tổng hợp thành công xuất sắc chúng đã được IUPAC chính thức công nhận lần lượt là nihoni ( Nh ), moscovi ( Mc ), tennessine ( Ts ), và oganesson ( Og ). [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]Tổng cộng 98 nguyên tố Open trong tự nhiên ; 20 nguyên tố còn lại, từ ensteini tới oganesson, chỉ Open trong phép tổng hợp tự tạo. Trong số 98 nguyên tố đó, 84 là nguyên tố nguyên thủy, nghĩa là Open trước khi Trái Đất hình thành. 14 nguyên tố còn lại chỉ Open trong những chuỗi phân rã của những nguyên tố nguyên thủy. [ 7 ] Không có nguyên tố nào nặng hơn einsteini ( số hiệu 99 ) từng quan sát thấy với lượng vĩ mô ở dạng tinh khiết. [ 8 ]

Phương pháp sắp xếp

Nhóm

Một nhóm, còn gọi là một họ, là một cột đứng trong bảng tuần hoàn. Các nhóm thường thể nhiều xu hướng tuần hoàn quan trọng hơn là các chu kỳ và các khối. Các thuyết về cấu trúc nguyên tử trong cơ học lượng tử hiện đại giải thích rằng các nguyên tố trong cùng một nhóm có cấu hình electron như nhau trong lớp hóa trị của chúng,[9] và do đó các nguyên tố trong cùng một nhóm có tính chất hóa học giống nhau và thể hiện một xu hướng rõ ràng trong các tính chất với số hiệu nguyên tử tăng dần.[10] Tuy nhiên, trong một vài phần của bảng tuần hoàn, như các khối d và f, tính tương đồng theo chiều ngang có thể quan trọng không kém, hoặc thậm chí quan trọng hơn, tính tương đồng theo chiều dọc.[11][12][13]

Theo quy ước đặt tên quốc tế, những nhóm đánh số từ 1 đến 18 từ cột tiên phong bên trái ( sắt kẽm kim loại kiềm ) đến cột sau cuối bên phải ( khí hiếm ). [ 14 ] Trước đây, chúng được đánh thứ tự theo số La Mã. Ở Hoa Kỳ ( và một số ít nước khác ) trước kia, người ta phân những nhóm vào loại ” A ” nếu nhóm đó chỉ chứa lớp s hoặc p, hoặc ” B ” nếu nhóm đó chứa lớp d. Số La Mã bằng hàng đơn vị chức năng của thứ tự cột từ trái sang phải ( ví dụ điển hình, cột thứ 4 là nhóm IVB, và cột thứ 14 là IVA ). Các nhóm thứ 8, 9, 10 được xếp chung thành một nhóm lớn là VIIIB. Tiêu chuẩn cũ của IUPAC từng lưu hành ở châu Âu cũng tựa như, trừ chữ ” A ” được dùng nếu nhóm nằm trước 10 và ” B ” được dùng cho nhóm 10 trở về sau ; ngoài những nhóm VIIIB ở đây gọi là nhóm VIII còn nhóm VIIIA là nhóm 0. Năm 1988, hệ thống đặt tên IUPAC mới có hiệu lực thực thi hiện hành, và những tên gọi nhóm cũ theo chữ số La Mã đã bị vô hiệu, [ 15 ] nhưng vẫn sống sót ở 1 số ít nước như Nước Ta. Tham khảo những cách gọi tên nhóm cũ và mới ở bảng phía dưới .Một số nhóm này có tên thường thì, ví dụ điển hình nhóm 2 được gọi là nhóm sắt kẽm kim loại kiềm thổ. Nhóm 3 – 10 không có tên chung của 3 nhóm và được xem là đơn thuần bởi những nhóm của chúng hoặc bởi tên gọi của nhóm tiên phong trong nhóm của chúng ( như ‘ nhóm scandi ‘ cho nhóm 3 ), vì chúng bộc lộ những khuynh hướng ít tương đương hơn theo phương đứng. [ 14 ]Các nguyên tố cùng nhóm có khuynh hướng biểu lộ những dáng điệu tựa như về nửa đường kính nguyên tử, nguồn năng lượng ion hóa, và độ âm điện. Từ trên xuống trong cùng một nhóm, nửa đường kính nguyên tử tăng dần. Do có nhiều mức nguồn năng lượng được lấp đầy hơn, những electron hóa trị Open ở xa hạt nhân hơn. Từ trên xuống, những nguyên tố sau có mức nguồn năng lượng ion hóa thấp hơn, tức là dễ tách electron ra khỏi nguyên tử bởi link lỏng lẻo đi. Tương tự, trong một nhóm từ trên cuống sẽ giảm độ âm điện do khoảng cách giữa những electron hóa trị và hạt nhân tăng dần. [ 16 ] Tuy nhiên những xu thế này cũng có ngoại lệ, ví dụ trong nhóm 11 thì độ âm điện tăng từ trên xuống. [ 17 ]

Chu kỳ

Một chu kỳ luân hồi là một hàng ngang trong bảng tuần hoàn. Mặc dù nhóm thường thì có những khuynh hướng quan trọng hơn, có những vùng trong bảng mà xu thế theo chiều ngang quan trọng hơn chiều dọc, như ở khối f, với những họ Lanthan và họ Actini tạo nên hai chuỗi hàng ngang quan trọng. [ 18 ]Trong một chu kì từ trái sang phải, nửa đường kính nguyên tử giảm dần do mỗi nguyên tố thêm vào proton khiến cho electron lớp ngoài bị kéo lại gần hạt nhân hơn. [ 19 ] Bán kính nguyên tử giảm làm nguồn năng lượng ion hóa và độ âm điện tăng dần [ 16 ] Ái lực electron cũng không ít có một khuynh hướng, với sắt kẽm kim loại ( phía trái ) thường có ái lực electron thấp hơn phi kim ( phía bên phải ) với ngoại lệ là những khí hiếm. [ 20 ]

Khối

Sơ đồ bảng tuần hoàn, lưu lại những khối khác nhau .Các vùng khác nhau trên bảng tuần hoàn đôi lúc được xem là ” khối ” ( tiếng Anh : ” block ” ) theo cách mà những vỏ electron của những nguyên tố được lấp đầy. Mỗi lớp được đặt tên theo sự sắp xếp những electron ở đầu cuối trong vỏ. [ 21 ] [ chú thích 3 ] Khối s gồm hai nhóm tiên phong ( sắt kẽm kim loại kiềm và kiềm thổ ) cũng như hydro và heli. Khối p gồm 6 nhóm cuối từ số 13 đến 18 theo IUPAC ( 3A đến 8A theo bảng hiện hành ở Nước Ta ), trong đó có tổng thể những á kim và 1 số ít sắt kẽm kim loại cùng phi kim. Khối d gồm những nhóm thứ 3 đến 12 theo IUPAC ( tức 3B đến 2B ) và chứa tổng thể sắt kẽm kim loại chuyển tiếp. Khối f, thường xếp riêng bên dưới bản tuần hoàn, gồm những nguyên tố sắt kẽm kim loại thuộc những họ lanthan và actini. [ 22 ]

Phân loại và những quy ước khác

Tùy theo đặc thù, những nguyên tố trong bảng tuần hoàn hoàn toàn có thể chia làm những loại chính là sắt kẽm kim loại, phi kim và á kim. Kim loại thường nằm bên trái và phía dưới bảng tuần hoàn. Đặc trưng của chúng là chất rắn, có ánh kim, dẫn điện và nhiệt tốt, hoàn toàn có thể tạo thành kim loại tổng hợp với nhau và hợp chất với phi kim. Phi kim nằm ở bên phải và phía trên. Chúng thường là những khí có màu hoặc không màu, cách điện và nhiệt, hình thành hợp chất hóa trị với nhau. Ở giữa sắt kẽm kim loại và phi kim là á kim, có đặc thù trung gian hoặc tích hợp giữa hai loại trên. [ 23 ]Kim loại và phi kim hoàn toàn có thể chia làm những tiểu loại bộc lộ nguyên tố giảm tính sắt kẽm kim loại và tăng tính phi kim từ trái sang phải. Kim loại chia làm sắt kẽm kim loại kiềm hoạt động giải trí mạnh, sắt kẽm kim loại kiềm thổ ít hoạt động giải trí hơn, rồi đến những họ lanthan và actini, rồi tới những sắt kẽm kim loại chuyển tiếp nguyên hình, và kết thúc ở những sắt kẽm kim loại yếu hơn về hóa học lẫn vật lý. Các phi kim đơn thuần chia làm phi kim đa nguyên tử, nằm gần á kim nhất, biểu lộ chút ít đặc tính sắt kẽm kim loại, những phi kim hai nguyên tử, bộc lộ tính phi kim rõ ràng, và ở đầu cuối là những phi kim đơn nguyên tử tức khí hiếm, gần như là trọn vẹn trơ và phi kim. Các loại đặc biệt quan trọng như sắt kẽm kim loại chịu nhiệt và những sắt kẽm kim loại hiếm đều thuộc vào sắt kẽm kim loại chuyển tiếp [ 24 ] và nhiều lúc cũng được bộc lộ trong bảng tuần hoàn. [ 25 ] Việc phân loại như thế này sống sót từ rất lâu, tối thiểu là từ năm 1869 khi Hinrichs chứng minh và khẳng định rằng hoàn toàn có thể vạch những đường đơn thuần trên bảng tuần hoàn để chia ra thành sắt kẽm kim loại, phi kim hay nguyên tố khí. [ 26 ] Thực tế cách phân loại này không hoàn hảo nhất vì có rất nhiều chồng lấn về đặc thù ở gần biên của những loại trên bảng tuần hoàn, và có những nguyên tố, như beryli, khó mà phân vào một loại nào. [ 27 ]

Bố cục bảng tuần hoàn

Họ lanthan và actini tách biệt (trái) hoặc trong hàng (phải)

Trong cách màn biểu diễn bảng tuần hoàn, họ lanthan và họ actini thường bộc lộ thành hai hàng dưới thân chính của bảng tuần hoàn, với những vị trí giữa bari và hafni, giữa radi và rutherfordi được ghi lại bằng ký hiệu hoặc bằng một nguyên tố đại diện thay mặt ( lanthan và actini hoặc luteti và lawrenci ) [ 28 ] Quy ước này thuần túy là một yếu tố nghệ thuật và thẩm mỹ và tính thuận tiện ; một dạng bảng rộng hiếm gặp chèn những họ nguyên tố này vào vị trí đúng chuẩn của chúng, tức là một phần của những hàng ( chu kỳ luân hồi ) 6 và 7. Một quy ước khác cũng hay gặp là một đường chia giữa sắt kẽm kim loại và phi kim, tuy đường này cũng có những biến thể khác nhau và không nằm trong bảng tuần hoàn chính thức của IUPAC. [ 29 ]

Xu hướng tuần hoàn

Tóm tắt những khuynh hướng tuần hoàn với mũi tên chỉ chiều tăng .

Cấu hình electron

Thứ tự xê dịch với những lớp và phân lớp xếp theo nguồn năng lượng tăng dần theo quy tắc KlechkowskiCấu hình electron, tức cách phân bổ electron quay quay xung quanh những nguyên tử trung hòa, bộc lộ một dáng điệu tuần hoàn. Electron chiếm một chuỗi những lớp vỏ electron ( ghi lại bằng những vần âm in hoa từ K, L, M, N, … ứng với số lượng tử chính n = 1,2,3,4, … ). Mỗi lớp lại chứa một hoặc nhiều phân lớp ( gọi là s, p, d, f và g, ứng với số lượng tử phụ m = 0,1,2,3,4 ). Khi số hiệu nguyên tử tăng, số electron sẽ lần lượt lấp đầy những lớp và phân lớp này theo quy tắc Klechkowski hay quy tắc thứ tự nguồn năng lượng bộc lộ ở giản đồ hình bên. Trong bảng tuần hoàn, mỗi khi electron mở màn chiếm một lớp mới tương ứng với một chu kỳ luân hồi mới mở màn bởi một sắt kẽm kim loại kiềm. [ 30 ] [ 31 ]Vì đặc thù cả một nguyên tố đa phần nhờ vào vào thông số kỹ thuật electron của nó, vì vậy những đặc thù này cũng bộc lộ dáng điệu tuần hoàn. Chính tuần hoàn này đã dẫn tới sự hình thành định luật tuần hoàn ( đặc thù của những nguyên tố tái diễn với những khoảng chừng đều nhau ) và những bảng tuần hoàn tiên phong, mặc dầu bộc lộ của nó chỉ nhận được sự chú ý quan tâm khi quy mô Bohr về cấu trúc nguyên tử sinh ra. [ 30 ] [ 31 ]

Bán kính nguyên tử

[chú thích 4]Quan hệ giữa số nguyên tử và nửa đường kính nguyên tửBán kính nguyên tử biến hóa theo cách hoàn toàn có thể Dự kiến và lý giải được trong toàn bảng tuần hoàn. Ví dụ, nửa đường kính nguyên tử thường giảm dọc theo mỗi chu kỳ luân hồi của bảng tuần hoàn, từ những sắt kẽm kim loại kiềm đến những khí hiếm ; và tăng theo chiều từ trên xuống trong mỗi nhóm. Bán kính tăng mạnh giữa khí hiếm ở cuối mỗi chu kỳ luân hồi và sắt kẽm kim loại kiềm ở đầu chu kỳ luân hồi tiếp theo. Các xu thế này của nửa đường kính nguyên tử ( cũng như nhiều đặc thù vật lý và hóa học khác của những nguyên tố ) hoàn toàn có thể lý giải bằng triết lý về lớp vỏ electron của nguyên tử ; chúng cung ứng vật chứng quan trọng cho sự tăng trưởng và xác nhận của cơ học lượng tử. [ 32 ]

Các electron trong phân lớp 4f, được lấp đầy dần dần từ xeri (Z = 58) đến ytterbi (Z = 70) tỏ ra không hiệu quả trong việc che chắn điện tích hạt nhân tăng lên từ các phân lớp ra ngoài. Kết quả là các nguyên tố ngay sau nhóm lanthan có bán kính nguyên tử nhỏ hơn như dự đoán và hầu như bằng đúng bán kính nguyên tử các nguyên tố nằm ngay phía trên chúng.[33] Hiện tượng này được gọi là sự co ở họ lanthan, mổi bật từ đầu họ này tới platin (Z = 78), từ sau đó bị che khuất bởi một hiệu ứng tương đối tính gọi là “hiệu ứng cặp trơ” [chú thích 5][34] Một hiệu ứng có nguồn gốc và biểu hiện tương tự, sự co khối d, xảy ra giữa khối d và khối p và khó nhận thấy hơn so với sự co ở họ lanthan.[33]

Năng lượng ion hóa

Năng lượng ion hóa. Mỗi chu kỳ luân hồi khởi đầu ở mức thấp nhất của những sắt kẽm kim loại kiềm, và kết thúc lớn nhất ở những khí hiếm .Mức nguồn năng lượng ion hóa thứ nhất ( IE1 hay I1 ) là nguồn năng lượng thiết yếu để tách một electron ra khỏi nguyên tử, và những mức nguồn năng lượng thứ 2, thứ 3, .. định nghĩa tựa như. Đối với một nguyên tử cho trước, những mức nguồn năng lượng ion hóa tiếp theo tăng theo mức độ ion hóa. Các electron ở những orbital càng gần thì chịu lực hút tĩnh điện càng lớn ; do đó lượng nguồn năng lượng thiết yếu để tách electron tăng càng nhiều. Năng lượng ion hóa tăng về phía trên bên phải của bảng tuần hoàn. [ 34 ]Các bước nhảy lớn trong nguồn năng lượng ion hóa phân tử liên tục Open khi tách một electron khỏi thông số kỹ thuật khí hiếm ( lớp vỏ bão hòa ). Chẳng hạn, nguồn năng lượng ion hóa thứ nhất và thứ hai của magnesi lần lượt là 738 kJ / mol và 1450 kJ / mol, nhưng nguồn năng lượng ion hóa thứ ba, từ Mg2 + ( có thông số kỹ thuật khí hiếm 1 s22s22p2 ) xuống Mg3 + ( 1 s22s22p1 ) đạt tới 7730 kJ / mol. [ 34 ]

Độ âm điện

Đồ thị biểu lộ sự ngày càng tăng độ âm điện so với số nhóm được chọn .Độ âm điện là khuynh hướng một nguyên tử hút những electron. [ 35 ] Độ âm điện của nguyên tử chịu tác động ảnh hưởng của cả số hiệu nguyên tử và khoảng cách giữa những electron hóa trị và những hạt nhân. Độ âm điện càng cao thì năng lực hút electron càng mạnh. Khái niệm này được Linus Pauling yêu cầu tiên phong năm 1932 và thang Pauling vẫn là cơ sở tham chiếu thoáng rộng cho độ âm điện tới ngày này, tuy cũng sống sót những giải pháp khác. [ 36 ] Nhìn chung, độ âm điện tăng từ trái qua phải trong một chu kỳ luân hồi, và giảm từ trên xuống trong một nhóm. Do đó fluor có độ âm điện lớn nhất trong những nguyên tố, [ chú thích 6 ] trong khi Caesi có độ âm điện thấp nhất, chí ít là theo những nguồn tài liệu chủ chốt đã có. [ 17 ]Có những ngoại lệ về nguyên tắc chung này. Galli và germani có độ âm điện cao hơn nhôm và silic theo thứ tự do sự co khối d. Những nguyên tố của chu kỳ luân hồi 4 nằm ngay sau dòng tiên phong của những sắt kẽm kim loại chuyển tiếp có nửa đường kính nguyên tử nhỏ không bình thường do những electron 3 d không che chắn hiệu suất cao điện tích hạt nhân ngày càng tăng, và size nguyên tử nhỏ hơn tương ứng độ âm điện lớn hơn. [ 17 ] Độ âm điện cao không bình thường của chì, nhất là khi so sánh với thalli và bismuth, có vẻ như là một hệ quả của sự tinh lọc tài liệu công bố ( cũng như sự thiếu thốn tài liệu ) – những chiêu thức đo lường và thống kê khác chiêu thức Pauling đều biểu lộ khuynh hướng tuần hoàn thông thường của những nguyên tố này. [ 37 ]

Ái lực electron

[38] Các giá trị thường tăng theo mỗi chu kì, lên cao nhất ở halogen trước khi giảm dốc đứng ở khí hiếm. Các đỉnh địa phương xuất hiện ở hiđrô, kim loại kiềm thổ và các nguyên tố nhóm 11. Các chỗ lõm địa phương xuất hiện ở kim loại kiềm thổ, nitơ, phôtpho, mangan và rheni.[39]Sự nhờ vào ái lực nguyên tử vào số hiệu nguyên tử. Các giá trị thường tăng theo mỗi chu kì, lên cao nhất ở halogen trước khi giảm dốc đứng ở khí hiếm. Các đỉnh địa phương Open ở hiđrô, sắt kẽm kim loại kiềm thổ và những nguyên tố nhóm 11. Các chỗ lõm địa phương Open ở sắt kẽm kim loại kiềm thổ, nitơ, phôtpho, mangan và rheni .Ái lực electron của một nguyên tử là lượng nguồn năng lượng giải phóng ra khi electron thêm vào nguyên tử trung hòa để tạo thành ion âm. Mặc dù ái lực electron đổi khác với những khoảng chừng rất lớn, người ta vẫn quan sát thấy có những dáng điệu nhất định. Nhìn chung, phi kim có giá trị ái lực electron dương nhiều hơn sắt kẽm kim loại, với clo có giá trị ái lực electron cao hơn cả. Ái lực electron của khí hiếm chưa đo đạc được một cách thuyết phục, cho nên vì thế chúng có hoặc không có những giá trị âm nhỏ. [ 40 ]Ái lực electron tăng theo chu kỳ luân hồi. Điều này là do sự lấp đầy lớp vỏ hóa trị của nguyên tử ; một nguyên tử nhóm 17 giải phóng nhiều nguồn năng lượng hơn nguyên tử nhóm 1 nhận một electron vì nó đạt đến lớp vỏ hóa trị bão hóa và do đó bền hơn. [ 40 ] Với cách lý giải tương tự như, ta hoàn toàn có thể trông đợi quan sát thấy xu thế giảm ái lực electron từ trên xuống trong một nhóm. Electron thêm vào sẽ rơi vào orbital nằm xa hạt nhân hơn. Do vậy electron này sẽ ít bị hút vào hạt nhân hơn và hoàn toàn có thể giải phóng ít nguồn năng lượng hơn khi được thêm vào. Tuy nhiên, theo chiều từ trên xuống, khoảng chừng 1/3 những nguyên tố là không bình thường, với những nguyên tố nặng hơn có ái lực electron cao hơn so với nguyên tố cùng nhóm mà nhẹ hơn. Phần lớn điều này là do sự che chắn kém bởi những electron lớp d và f. Việc giảm đều đặn ái lực electron chỉ đúng với những nguyên tử nhóm 1. [ 41 ]

Tính sắt kẽm kim loại

Năng lượng ion hóa, độ âm điện và ái lực electron càng thấp thì tính kim loại càng mạnh và ngược lại, tính phi kim tăng thì các giá trị trên càng lớn.[42] Theo đó, tính kim loại có khuynh hướng giảm trong chu kỳ và, với một số vị trí không đều đặn chủ yếu do khả năng chắn hạt nhân kém bởi electron các phân lớp d và f cùng hiệu ứng tương đối tính,[43] có khuynh hướng tăng dần trong một nhóm. Vì vậy, hầu hết các nguyên tố có tính kim loại mạnh nhất (như xezi và franci) nằm ở góc dưới bên trái của bảng tuần hoàn truyền thống và hầu hết các nguyên tố có tính phi kim mạnh nhất (ôxi, fluor, clo) ở góc trên bên phải. Sự kết hợp các xu hướng theo chiều đứng và chiều ngang của tính kim loại giải thích ranh giới gấp khúc chia tách giữa kim loại và phi kim trên một số phiên bản bảng tuần hoàn, và việc xếp nhóm một số nguyên tố nằm cạnh đường ranh này thành á kim.[44][45]

Xem thêm: Công nghệ 10 Bài 1: Bài mở đầu | Hay nhất Giải bài tập Công nghệ 10

Lịch sử

Những nỗ lực hệ thống hóa tiên phong

Bảng tuần hoàn lưu lại màu theo niên đại tò mòNăm 1789, Antoine Lavoisier công bố list 33 nguyên tố hóa học, xếp nhóm thành những chất khí, sắt kẽm kim loại, phi kim và ” đất “. [ 46 ] Các nhà hóa học đã dành cả một thế kỉ sau đó để tìm kiếm một sơ đồ phân loại đúng mực hơn. Năm 1829, Johann Wolfgang Döbereiner nhận thấy nhiều nguyên tố hoàn toàn có thể nhóm thành những bộ ba dựa trên đặc thù hóa học. Lithi, natri và kali ví dụ điển hình, hoàn toàn có thể xếp vào nhóm những sắt kẽm kim loại mềm, dễ phản ứng. Döbereiner cũng nhận thấy rằng khi sắp xếp theo khối lượng, nguyên tố thứ hai trong mỗi bộ ba thường gần bằng trung bình cộng của hai nguyên tố kia ; [ 47 ] sau này được gọi là ” định luật bộ ba nguyên tố “. [ 48 ] Nhà hóa học Đức Leopold Gmelin làm điều tra và nghiên cứu hệ thống này, và tới năm 1843 ông đã nhận diện được 10 bộ ba, ba nhóm bộ 4 và 1 nhóm bộ 5. Năm 1857 Jean-Baptiste Dumas công bố khu công trình miêu tả mối quan hệ giữa những nhóm sắt kẽm kim loại khác nhau. Mặc dù nhiều nhà khoa học hoàn toàn có thể nhận diện mối quan hệ giữa những nhóm nguyên tố nhỏ, họ chưa thể dựng lên một sơ đồ khuynh hướng hàng loạt chúng. [ 47 ]Năm 1858, August Kekulé quan sát thấy rằng cacbon thường có 4 nguyên tử khác link với nó. Ví dụ như Metan có một nguyên tử cacbon và 4 nguyên tử hiđrô. Quan niệm hóa trị hình thành từ đây ; những nguyên tố khác nhau link với những số nguyên tử khác nhau. [ 49 ]

Năm 1862, Alexandre-Emile Béguyer de Chancourtois, một nhà địa chất Pháp, công bố một dạng bảng tuần hoàn sơ khai, mà ông gọi là “đường xoắn teluride” hay “đinh vít teluride” (tiếng Pháp: vis tellurique). De Chancourtois là người đầu tiên nhận thấy tính tuần hoàn của các nguyên tố. Khi tố xếp theo một đường xoắn trên một hình ống theo khối lượng nguyên tử tăng dần, ông chỉ ra rằng các ngyên tố với tính chất tương tự nhau dường như xuất hiện theo những khoảng cách đều đặn. Bảng mà de Chancourtois đề xuất bao gồm một số ion và hợp chất bên cạnh các nguyên tố. Bài viết của ông cũng sử dụng các thuật ngữ địa chất hơn là hóa học và không sử dụng một giản đồ nào; kết quả là nó không nhận được chú ý cho đến khi công trình của Dmitri Mendeleev xuất hiện.[50]

Năm 1864, Julius Lothar Meyer, một nhà hóa học Đức, công bố một bảng gồm có 44 nguyên tố xếp theo hóa trị. Bảng này chỉ ra những nguyên tố với đặc thù tựa như thường có chung hóa trị. [ 51 ] Đồng thời, nhà hóa học William Odling cũng công bố một bảng sắp xếp 57 nguyên tố dựa trên khối lượng nguyên tử. Với một số ít chỗ trống và tính không đều đặn, ông nhận thấy rằng cái có vẻ như như thể tính tuần hoàn về khối lượng nguyên tử trong số những nguyên tố đó và rằng điều này tương ứng với ” những cách ghép nhóm được ghi nhận của chúng. ” [ 52 ] Odling ám chỉ tới sáng tạo độc đáo về một định luật tuần hoàn nhưng không theo đuổi đến cùng. [ 53 ] Về sau ( năm 1870 ) ông quay sang đề xuất kiến nghị một sự phân loại nguyên tố dựa trên hóa trị. [ 54 ] Bảng tuần hoàn của Newlands trình làng trước Hội Hóa học Luân Đôn năm 1866 dựa trên những bộ 8 .Nhà hóa học người Anh John Newlands công bố một loạt bài báo từ năm 1863 tới năm 1866 ghi nhận rằng khi những yếu tố được xếp theo thứ tự khối lượng nguyên tử tăng dần, những đặc thù vật lý và hóa học tái tục theo những khoảng chừng 8 đơn vị chức năng, ông gọi chúng là ” octave ” ( bộ tám ) theo cách gọi những quãng tám trong âm nhạc. [ 55 ] [ 56 ] Điều này cũng được gọi là Định luật về những bộ tám, tuy nhiên bị những người cùng thời chế diễu, và Hội Hóa học Luân Đôn phủ nhận ấn hành khu công trình này. [ 57 ] Tuy nhiên Newlands đã thảo ra một bảng nguyên tố và dùng nó để tiên đoán sự sống sót của những nguyên tố còn thiếu, ví dụ điển hình germani. [ 58 ] Hội Hóa học chỉ ghi nhận ý nghĩa những tò mò của ông 5 năm sau khi họ công nhận Mendeleev. [ 59 ]Năm 1867, Gustavus Hinrichs, một nhà hóa học gốc Đan Mạch thao tác ở Hoa Kỳ, công bố một hệ thống tuần hoàn xoắn ốc dựa trên phổ và khối lượng nguyên tử, và những tính tương đồng hóa học. Công trình của ông bị xem là lập dị, khoe mẽ, rắm rối và điều này hoàn toàn có thể đã cản trở sự thừa nhận của cộng đồng khoa học. [ 60 ] [ 61 ]

Bảng tuần hoàn của Mendeleev

Dmitri Mendeleev Bảng tuần hoàn năm 1869 của Mendeleev ; đáng chú ý quan tâm là ở phiên bản này ông biểu lộ những chu kỳ luân hồi theo chiều dọc, còn những nhóm theo chiều ngang .Hai nhà hóa học, Dmitri Mendeleev người Nga và Julius Lothar Meyer người Đức độc lập với nhau đã công bố bảng tuần hoàn lần lượt vào năm 1869 và 1870. [ 62 ] Bảng của Mendeleev là phiên bản tiên phong của ông công bố, bản của Meyer là phiên bản lan rộng ra của một bảng khác năm 1864. [ 63 ] Cả hai đều kiến thiết xây dựng bảng bằng cách liệt kê những nguyên tố theo hàng hoặc cột theo thứ tự khối lượng nguyên tử và mở màn mỗi hàng hoặc cột mới khi những thuộc tính của nguyên tố mở màn lặp lại. [ 64 ]Sự ghi công dành cho bảng của Mendeleev đến từ hai quyết định hành động quan trọng của ông. Thứ nhất là ông để dành chỗ trống mà có vẻ như tương ứng với những nguyên tố còn chưa được mày mò. [ 65 ] Mendeleev không phải là nhà khoa học tiên phong làm vậy, nhưng ông là người tiên phong được công nhận là sử dụng những xu thế trong bảng tuần hoàn để tiên đoán đặc thù của những nguyên tố bị thiếu, như galli và germani. [ 66 ] Quyết định thứ hai là nhiều lúc bỏ lỡ trật tự cứng ngắc theo khối lượng nguyên tử và hoán chuyển những nguyên tố lân cận, ví dụ điển hình như teluride và iod, để phân loại chúng thành những họ hóa học tốt hơn. Với sư tăng trưởng của những triết lý về cấu trúc nguyên tử, người ta nhận thấy rõ ràng là Mendeleev đã vô tình liệt kê những nguyên tố theo trật tự số hiệu nguyên tử ( hay điện tích hạt nhân ) tăng dần. [ 67 ]Tầm quan trọng của số hiệu nguyên tử so với việc tổ chức triển khai bảng tuần hoàn không được thừa nhận cho tới khi sự sống sót và đặc thù của proton và neutron được nghiên cứu và điều tra cụ thể hơn. Các bảng tuần hoàn của Mendeleev sử dụng khối lượng nguyên tử thay vì số hiệu nguyên tử để tổ chức triển khai những nguyên tố, thông tin hoàn toàn có thể xác lập với độ đúng mực tương đối cao ở thời bấy giờ. Khối lượng nguyên tử thỏa mãn nhu cầu hầu hết những trường hợp, đem lại một sự diễn đạt có năng lực tiên đoán đặc thù của những nguyên tố chưa biết đúng chuẩn hơn bất kể giải pháp cùng thời nào khác. Việc sửa chữa thay thế bằng số hiệu nguyên tử sau này đem lại mỗi chuỗi xác lập, dựa trên số nguyên cho nguyên tố vẫn được sử dụng tới thời nay ngay cả khi những nguyên tố tổng hợp đang được sản xuất và nghiên cứu và điều tra. [ 68 ]

Những tăng trưởng về sau

Bảng tuần hoàn năm 1871 của Mendeleev với 8 nhóm nguyên tố xếp thành những cột. Các đường nét đứt màn biểu diễn những những nguyên tố chưa biết vào thời gian năm 1871 . Dạng 8 cột của bảng tuần hoàn, update với toàn bộ những nguyên tố đã được mày mò tới năm năm trước .

Năm 1871, Mendeleev công bố một dạng bảng tuần hoàn, có các nhóm nguyên tố tương tự nhau xếp thành các cột từ I tới VIII (như hình trên). Ông cũng đưa ra các tiên đoán chi tiết về tính chất của các nguyên tố mà trước đó ông từng ghi nhận là bị khuyết nhưng hẳn phải tồn tại.[69] Những khoảng trống này lần lượt lấp đầy khi các nhà khoa học khám phá thêm những nguyên tố tồn tại trong tự nhiên.[70] Người ta từng nghĩ rằng nguyên tố tự nhiên cuối cùng được khám phá là franci (mà Mendeleev gọi eka-caesium) vào năm 1939.[71] Nhưng một nguyên tố được tổng hợp lần đầu tiên vào năm 1940 là plutoni về sau (1971) lại tìm thấy với một lượng rất nhỏ xuất hiện trong tự nhiên,[72] và tới năm 2011 người ta biết rằng tất cả các nguyên tố cho tới californi có thể xuất hiện trong tự nhiên ít nhất là dưới dạng vết (hàm lượng cực nhỏ) trong các mỏ quặng urani do bắt giữ neutron và phân rã beta.[7]

Dạng bảng tuần hoàn phổ cập lúc bấy giờ [ 21 ], thường gọi là dạng tiêu chuẩn hay dạng thường thì, là bản do Horace Groves Deming hiệu chỉnh. Năm 1923, nhà hóa học Hoa Kỳ này công bố những bảng tuần hoàn dạng ngắn ( gọi là kiểu Mendeleev ) và vừa ( dạng 18 cột ) [ 73 ] [ chú thích 7 ] Merck and Company chuẩn bị sẵn sàng dạng bảng vừa 18 cột của Deming năm 1928 và phát hành thoáng đãng trong những trường học ở Hoa Kỳ. Tới những năm 1930 bảng của Deming đã Open trong những cuốn sổ tay và từ điển bách khoa hóa học. Sự thông dụng của nó cũng một phần nhờ được Sargent-Welch Scientific Company phát hành trong nhiều năm. [ 75 ] [ 76 ] [ 77 ]Với sự tăng trưởng của những kim chỉ nan cơ học lượng tử về thông số kỹ thuật electron trong nguyên tử, người ta nhận thấy rằng mỗi chu kỳ luân hồi ( hàng ) trong bảng ứng với sự lấp đầy một lớp vỏ lượng tử electron. Những nguyên tử lớn hơn có nhiều phân lớp electron hơn, do đó những bảng về sau có những chu kỳ luân hồi ngày càng dài hơn. [ 78 ] Chân dung Glenn T. Seaborg người yêu cầu một bảng tuần hoàn mới biểu lộ họ actini thuộc về chuỗi khối f .Năm 1945, Glenn Seaborg, một nhà khoa học Hoa Kỳ, yêu cầu rằng những nguyên tố họ actini, cũng giống họ lanthan lấp đầy một phân lớp f. Trước đó họ actini được cho là tạo thành một hàng khối d thứ tư. Đồng nghiệp của Seaborg khuyên ông không nên công bố một yêu cầu táo bạo như vậy vì nó hoàn toàn có thể làm hỏng hàng loạt sự nghiệp của ông. Seaborg vẫn mặc kệ công bố và giả thuyết này về sau được chứng tỏ là đúng, góp thêm phần giúp ông nhận giải Nobel Hóa học năm 1951. [ 79 ] [ 80 ] [ chú thích 8 ]Mặc dù những lượng rất nhỏ một vài nguyên tố siêu urani sống sót trong tự nhiên, [ 7 ] con người biết tới chúng tiên phong qua tổng hợp tự tạo. Việc sản xuất ra chúng đã lan rộng ra bảng tuần hoàn đáng kể, với thành viên tiên phong là neptuni ( 1939 ). [ 82 ] Vì nhiều nguyên tố siêu urani rất là không bền và phân rã nhanh gọn, chúng thử thách việc phát hiện và khám phá đặc thù. Đã có nhiều tranh cãi tương quan tới việc những phòng thí nghiệm khác nhau đòi ghi công ý tưởng và kéo theo đó là quyền đặt tên cho những nguyên tố mới. Các nguyên tố có tên riêng chính thức được công nhận gần đây nhất là flerovi ( nguyên tố 114 ) và livermori ( nguyên tố 116 ), cả hai được đặt tên ngày 31 tháng 5 năm 2012. [ 83 ] Năm 2010, một nhóm cộng tác nghiên cứu và điều tra giữa Nga và Hoa Kỳ ở Dubna, Moskva, Nga, công bố tổng hợp thành công xuất sắc 6 nguyên tử của nguyên tố thứ 117 ununsepti, khiến nó trở thành nguyên tố được công bố phát hiện gần đây nhất. [ 84 ]

Các kiểu sắp xếp khác

Bảng tuần hoàn xoắn ốc của Theodor BenfeyCó nhiều bảng tuần hoàn với dạng khác dạng tiêu chuẩn. Trong khoảng chừng 100 năm từ khi bảng của Mendeleev Open năm 1869 người ta ước tính có khoảng chừng 700 phiên bản bảng tuần hoàn khác nhau ấn hành. [ 85 ] Cùng với rất nhiều biến thể hình chữ nhật, cũng có những hình dạng khác, như những dạng tròn, lập phương, ống trụ, mặt tiền ( kiều ngôi nhà ), chuỗi xoắn, lăng trụ 8 cạnh, kim tự tháp, dạng chia cắt, dạng cầu, tam giác và, lemniscate, …. [ chú thích 9 ] Mục đích của những bảng này thường là nhằm mục đích tô đậm hoặc nêu bật những thuộc tính hóa học hoặc vật lý của những nguyên tố khó nhận thấy trong bảng tuần hoàn thường thì. [ 85 ]Trong số những biến thể, một phiên bản khá phổ cập là bản của Theodor Benfey ( 1960 ) [ 86 ], trong đó những nguyên tố được sắp xếp theo một chuỗi xoắn ốc liên tục, với hiđrô ở TT và những nguyên tố sắt kẽm kim loại chuyển tiếp, những họ lanthan và actini chiếm những bán đảo. [ 87 ]Hầu hết những bảng tuần hoàn ở dạng phẳng nhưng cũng có những phiên bản ba chiều sống sót tối thiểu là từ năm 1862 ( trước cả bảng 2 chiều của Mendeleev ). Các ví dụ gần đây hơn gồm có Phân loại Tuần hoàn của Courtines ( 1925 ), [ 88 ] Hệ thống Phiến của Wringley ( 1949 ), [ 89 ] Chuỗi xoắn tuần hoàn của Giguère ( 1965 ) [ 90 ] [ chú thích 10 ] và Cây Tuần hoàn của Dufour ( 1996 ). [ 92 ] Đi xa hơn nữa, Stowe diễn đạt Bảng tuần hoàn cho Nhà vật lý ( 1989 ) của mình [ 93 ] là 4 chiều ( ba chiều khoảng trống và một chiều sắc tố ). [ 94 ]Các dạng bảng khác nhau được cho là nằm trên một continuum hóa-lý. [ 95 ] Về cực điểm phía hóa học trong continuum này hoàn toàn có thể thấy bảng Bảng tuần hoàn hóa học của Nhà hóa học vô cơ ‘ vô nguyên tắc ‘ [ 96 ] của Rayner-Canham ( 2002 ), [ 97 ] nhấn mạnh vấn đề những xu thế và hình thái tuần hoàn, và những mối quan hệ cùng thuộc tính hóa học dị thường. Ở gần cực vật lý là Bảng tuần hoàn hóa học bước trái của Janet ( 1928 ). Bảng này có một cấu trúc biểu lộ mối liên hệ thân thiện hơn với mức độ lấp đầy lớp vỏ electron và do đó gầm hơn với cơ học lượng tử. [ 98 ] Ở khoảng chừng giữa là dạng tiêu chuẩn thông dụng, được xem là diễn đạt những xu thế tuần hoàn thực nghiệm trong những trạng thái vật lý, tính dẫn điện và dẫn nhiệt, và những số oxy hóa, cùng những nguyên tố khác thuận tiện suy ra từ những kĩ thuật truyền thống lịch sử trong phòng thí nghiệm hóa học. [ 99 ]

Các yếu tố và tranh cãi tương quan

Các nguyên tố chưa biết thuộc tính hóa học

Mặc dù tổng thể những nguyên tố cho tới ununocti đã được tò mò, trong số những nguyên tố sau hassi ( nguyên tố 108 ), chỉ có copernici ( nguyên tố thứ 112 ) là đã xác lập được đặc thù hóa học. Các nguyên tố khác hoàn toàn có thể bộc lộ khác với cách ngoại suy từ những chu kỳ luân hồi thấp hơn, do những hiệu ứng tương đối tính ; ví dụ điển hình, người ta tiên đoán flevori là biểu lộ đặc thù giống khí hiếm, mặc dầu nó hiện được đặt trong nhóm cacbon. [ 100 ] Tuy nhiên những thí nghiệm gần đây lại yêu cầu rằng flevori lại biểu lộ hóa học giống như chì do vị trí trong bảng tuần hoàn của nó. [ 101 ]

Mở rộng bảng tuần hoàn trong tương lai

Người ta hiện không rõ liệu những nguyên tố mới có liên tục theo trật tự bảng tuần hoàn hiện tại, làm thành chu kỳ luân hồi 8 hay không, hay sẽ cần những sự nâng cấp cải tiến hay hiệu chỉnh thêm. Glenn T. Seaborg cho rằng chu kỳ luân hồi 8 sẽ đi theo đúng trật tự, gồm có một khối s hai nguyên tố cho những nguyên tố 119 và 120, một khối g mới cho 18 nguyên tố tiếp theo, và 30 nguyên tố tiếp liên tục những khối f, d và p. [ 102 ] Gần đây, những nhà vật lý như Pekka Pyykkö đưa ra giả thuyết rằng những nguyên tố này sẽ không theo quy tắc Klechkowski về phương pháp lấp đầy lớp vỏ electron và do đó sẽ ảnh hưởng tác động tới hình dạng bảng tuần hoàn hiện tại. [ 103 ]

Quy mô tối hậu

Các nhà khoa học cũng chưa biết hoàn toàn có thể có tổng thể bao nhiêu nguyên tố. Từ năm 1911 Elliod Adams đã yêu cầu, dựa trên sự sắp xếp những nguyên tố theo những hàng ngang của bàng tuần hoàn, rằng những nguyên tố với khối lượng lớn hơn khoảng chừng 256 khối lượng hiđrô ( tức bằng khoảng chừng giữa nguyên tố 99 và 100 lúc bấy giờ ) không sống sót, một tiên đoán sớm tỏ ra sai lầm đáng tiếc. [ 104 ] Một ước tính gần đây hơn là bảng tuần hoàn hoàn toàn có thể kết thúc ngay sau miền hòn đảo không thay đổi, [ 105 ] có tâm xung quanh nguyên tố 126, do sự lan rộng ra bảng tuần hoàn những nguyên tố ( cũng như những nuclid nói chung ) bị số lượng giới hạn bởi proton và neutron trong những thứ gọi là ” đường nhỏ giọt ” ( tức những đường số lượng giới hạn của tính không thay đổi hạt trong bảng nuclid ). [ 106 ] Các tiên đoán khác bảng tuần hoàn kết thúc ở nguyên tố 128 như bởi John Emsley, [ 7 ] nguyên tố 137 như bởi Richard Feynman [ 107 ] và nguyên tố 155 bởi Albert Khazan. [ 108 ] [ chú thích 11 ]Hạn chế của những quy mô cơ học lượng tử hiện tại khiến cho việc xác lập nguyên tố sau cuối khả dĩ của bảng tuần hoàn trở nên khó khăn vất vả. Mô hình Bohr tiên đoán rằng với số hiệu nguyên tử lớn hơn 137, một nguyên tử sẽ cần electron phân lớp 1 s chuyển dời nhanh hơn tốc độ ánh sáng, một điều bất khả ; nhưng quy mô này chưa đúng mực vì không xét tới hiệu ứng tương đối tính. [ 110 ] Các phương trình tương đối tính của Paul Dirac cũng gặp yếu tố với những nguyên tố có nhiều hơn 137 proton. Với những nguyên tố như vậy, hàm sóng của trạng thái Dirac cơ bản có tính xê dịch hơn là link, và không có khoảng cách nào giữa những phổ nguồn năng lượng dương và âm, như trong nghịch lý Klein. [ 111 ] Các bổ chính đưa vào tương quan tới hiệu ứng kích cỡ hữu hạn của hạt nhân chỉ ra rằng nguồn năng lượng link thứ nhất sẽ vượt số lượng giới hạn cho những nguyên tố nhiều hơn 137 proton. Đối với những nguyên tố nặng hơn, nếu orbital trong cùng ( 1 s ) không bão hoàn, trường điện từ của hạt nhân sẽ kéo một electron ra khỏi chân không, dẫn tới bức xạ positron tự phát ; [ 112 ] tuy nhiên điều này không xảy ra nếu 1 s bão hòa, do đó nguyên tố 137 không nhất thiết là điểm tận cùng của bảng tuần hoàn. [ 107 ]

Các vị trí không tương hợp

Bảng tuần hoàn có một số ít phần không tương hợp gây nên những tranh luận tới ngày này. Một trong số đó là vị trí của hiđrô và heli thường được đặt ở những vị trí không tương ứng với thông số kỹ thuật electron của chúng. Hiđrô nằm trên lithi trong bảng tiêu chuẩn, nhưng có khi nằm trên fluor, hoặc thậm chí còn cacbon vì đặc thù không ít tựa như với những nguyên tố này. [ 113 ] Đôi khi hiđrô được đặt ở một nhóm riêng, vì biểu lộ của nó không đủ giống với bất kỳ nguyên tố nào khác để nằm chung một nhóm. [ 114 ] heli thường đặt ở trên neon, nhưng cũng có lúc nằm trên beryli theo thông số kỹ thuật electron ( heli : 1 s2 ; beryli : [ He ] 2 s2 ). [ 21 ]Một yếu tố khác tương quan tới những nhóm chứa những sắt kẽm kim loại chuyển tiếp. Định nghĩa của IUPAC về sắt kẽm kim loại chuyển tiếp là những nguyên tố có nguyên tử với phân lớp d chưa triển khai xong, hoặc hoàn toàn có thể tạo ra những cation với phân lớp d chưa hoàn thành xong. [ 115 ] Theo định nghĩa này toàn bộ những nguyên tố trong những nhóm từ 3 tới 11 là sắt kẽm kim loại chuyển tiếp. Tuy nhiên 1 số ít nhà hóa học vẫn xem ” nguyên tố khối d ” và ” sắt kẽm kim loại chuyển tiếp ” là những thuật ngữ hoán đổi được cho nhau, và do đó gồm có cả nhóm 12 ( kẽm, cadmi, thủy ngân ), mặc dầu nhóm này là ngoại lệ với những electron phân lớp d thường không tham gia vào link hóa học. Gần đây người ta phát hiện ra rằng thủy ngân hoàn toàn có thể sử dụng electron phân lớp d để hình thành thủy ngân fluorrit ( HgF4 ), cổ vũ cho lập luận rằng thủy ngân ( và do đó nhóm 12 ) nên được chính thức công nhận là sắt kẽm kim loại chuyển tiếp. [ 116 ] Tuy nhiên, những nhà phản hồi như Jensen cho rằng sự hình thành một hợp chất HgF4 chỉ xảy ra dưới những điều kiện kèm theo rất là không thông thường ; và do đó thủy ngân không hề được xem là sắt kẽm kim loại chuyển tiếp theo bất kỳ cách diễn giải hài hòa và hợp lý về nghĩa thường thì của thuật ngữ này. [ 117 ]. Cũng đi theo cách diễn giải về hóa tính, 1 số ít nhà hóa học khác đi xa hơn tới chỗ loại trừ những nguyên tố nhóm 3 ra khỏi nhóm sắt kẽm kim loại chuyển tiếp. Lập luận của họ là nhóm 3 không hình thành bất kể ion nào có phân lớp d bị chiếm giữ một phần và do đó không biểu lộ bất kể đặc thù nào đặc trưng cho sắt kẽm kim loại chuyển tiếp. [ 118 ]

Ngoài ra, ở nhóm 3 cũng có một vấn đề khác liên quan tới các chu kỳ sau của nhóm này. Người ta không thống nhất được hai nguyên tố sau scandi và ytri là gì, một số cho là lanthan và actini[119], nhưng số khác cho là luteti và lawrenci.[120] Có một vài lập luận, dựa trên cả hóa học và vật lý, ủng hộ mạnh mẽ cách sắp xếp sau nhưng không phải ai cũng cảm thấy chúng đủ thuyết phục.[121] Bảng tuần hoàn chính thức của IUPAC hiện nay chọn cách thể hiện tất cả họ lanthan và actini bằng cách đánh dấu chúng trong một ô của nhóm 3.[122] Định nghĩa của IUPAC về thuật ngữ “lanthanoid” (hay “lanthanide”, tức họ lanthan) bao gồm 15 nguyên tố gồm cả lanthan và luteti, và “transition element” (nguyên tố chuyển tiếp) áp dụng cho lanthan và actini, cũng như luteti nhưng không có lawrenci, bởi vì nó không tương hợp với nguyên lý Aufbau.[115] Thông thường electron thứ 103 sẽ đi vào phân lớp d, nhưng các nghiên cứu cơ học lượng tử cho thấy cấu hình thực tế là [Rn]5f147s27p1[chú thích 12] do hiệu ứng tương đối tính. IUPAC hiện không khuyến nghị một dạng cụ thể nào cho khối f trong hàng của bảng tuần hoàn, khiến cho vấn đề còn để ngỏ..[123][124]

Xem thêm: Động cơ Warp: Công nghệ đưa chúng ta đến gần hơn với tốc độ ánh sáng

Dạng tối ưu

Sự sống sót nhiều dạng bảng tuần hoàn khác nhau làm dấy lên câu hỏi liệu có một dạng tối ưu xác lập rõ ràng của bảng tuần hoàn. Câu vấn đáp có lẽ rằng nhờ vào vào liệu tính tuần hoàn hóa học xảy ra với những nguyên tố có một chân lý ngầm ẩn, kết nối vào bản thể ngoài hành tinh, hay là tính tuần hoàn đó chỉ là mẫu sản phẩm của cách diễn dịch chủ quan của con người, tùy thuộc vào thực trạng, niềm tin và thiên kiến của người quan sát. Bất kì cơ sở khách quan nào về tính tuần hoàn hóa học cũng sẽ phải xử lý những câu hỏi về vị trí của hiđrô và heli hay cấu trúc của nhóm 3 như đã nêu trên. Một chân lý như vậy, nếu sống sót, lúc bấy giờ vẫn chưa tìm thấy cho nên vì thế với sự vắng mặt của nó, những dạng bảng tuần hoàn khác nhau hoàn toàn có thể dược xem như thể những biến thể trên chủ đề về tính tuần hoàn hóa học, mỗi biến thể mày mò và nhấn mạnh vấn đề những góc nhìn, đặc thù và những mối quan hệ khác nhau giữa những nguyên tố. [ chú thích 13 ] Sự phổ cập của dạng bảng vừa của Deming mà ngày này ta gọi là dạng ” tiêu chuẩn ” hoàn toàn có thể là tác dụng của sự cân đối tốt giữa size và cấu trúc tiện lợi, và sự minh họa trật tự nguyên tử và những khuynh hướng tuần hoàn. [ 53 ] [ 127 ]