化學(xué)元素周期表(Periodic table of elements)是根據(jù)元素原子核電荷數(shù)從小至大排序的化學(xué)元素列表。列表大體呈長(zhǎng)方形,某些元素周期中留有空格,使特性相近的元素歸在同一族中,如堿金屬元素、堿土金屬、鹵族元素、稀有氣體、非金屬元素、過(guò)渡元素等。這使周期表中形成元素分區(qū)且分有七主族、七副族、Ⅷ族、18族。由于周期表能夠準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)各種元素的特性及其之間的關(guān)系,因此它在化學(xué)及其他科學(xué)范疇中被廣泛使用,作為分析化學(xué)行為時(shí)十分有用的框架。
俄國(guó)化學(xué)家德米特里·伊萬(wàn)諾維奇·門(mén)捷列夫(Dmitri Mendeleev)于1869年總結(jié)發(fā)表此周期表(第一代元素周期表),此后不斷有人提出各種類(lèi)型周期表不下170余種,歸納起來(lái)主要有:短式表(以門(mén)捷列夫?yàn)榇恚㈤L(zhǎng)式表(以維爾納式為代表)、特長(zhǎng)表(以波爾塔式為代表);平面螺線表和圓形表(以達(dá)姆開(kāi)夫式為代表);立體周期表(以萊西的圓錐柱立體表為代表)等眾多類(lèi)型表。中國(guó)教學(xué)上長(zhǎng)期使用的是長(zhǎng)式周期表,即維爾納式為代表。
現(xiàn)代化學(xué)的元素周期律是1869年俄國(guó)科學(xué)家門(mén)捷列夫(Dmitri Mendeleev)首先創(chuàng)造的,他將當(dāng)時(shí)已知的63種元素依相對(duì)原子質(zhì)量大小并以表的形式排列,把有相似化學(xué)性質(zhì)的元素放在同一列,制成元素周期表的雛形。經(jīng)過(guò)多年修訂后才成為當(dāng)代的周期表。在化學(xué)教科書(shū)和字典中,都附有一張“元素周期表(英文:the periodic table of elements)”。這張表揭示了物質(zhì)世界的秘密,把一些看來(lái)似乎互不相關(guān)的元素統(tǒng)一起來(lái),組成了一個(gè)完整的自然體系。它的發(fā)明,是近代化學(xué)史上的一個(gè)創(chuàng)舉,對(duì)于促進(jìn)化學(xué)的發(fā)展,起了巨大的作用。
1869年,俄國(guó)化學(xué)家門(mén)捷列夫按照相對(duì)原子質(zhì)量由小到大排列,將化學(xué)性質(zhì)相似的元素放在同一縱行,編制出第一張?jiān)刂芷诒?[1]。利用周期表,門(mén)捷列夫成功的預(yù)測(cè)當(dāng)時(shí)尚未發(fā)現(xiàn)的元素的特性(鎵、鈧、鍺)。1913年英國(guó)科學(xué)家莫色勒利用陰極射線撞擊金屬產(chǎn)生射線X,發(fā)現(xiàn)原子序數(shù)越大,X射線的頻率就越高,因此他認(rèn)為核的正電荷決定了元素的化學(xué)性質(zhì),并把元素依照核內(nèi)正電荷(即質(zhì)子數(shù)或原子序數(shù))排列。后來(lái)又經(jīng)過(guò)多名科學(xué)家多年的修訂才形成當(dāng)代的周期表。將元素按照相對(duì)原子質(zhì)量由小到大依次排列,并將化學(xué)性質(zhì)相似的元素放在一個(gè)縱列。每一種元素都有一個(gè)序號(hào),大小恰好等于該元素原子的核內(nèi)質(zhì)子數(shù),這個(gè)序號(hào)稱(chēng)為原子序數(shù)。在周期表中,元素是以元素的原子序數(shù)排列,最小的排行最前,橫行稱(chēng)為一個(gè)周期,列稱(chēng)為一個(gè)族。
2015年12月31日美國(guó)《科學(xué)新聞》雙周刊網(wǎng)站發(fā)表了題為《四種元素在元素周期表上獲得永久席位》的報(bào)道。國(guó)際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)(IUPAC)宣布俄羅斯和美國(guó)的研究團(tuán)隊(duì)已獲得充分的證據(jù),證明其發(fā)現(xiàn)了115、117和118號(hào)元素。此外,該聯(lián)合會(huì)已認(rèn)可日本理化學(xué)研究所的科研人員發(fā)現(xiàn)了113號(hào)元素。兩個(gè)研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)讓質(zhì)量較輕的核子相互撞擊,并跟蹤其后產(chǎn)生的放射性超重元素的衰變情況,合成了上述四種元素。IUPAC執(zhí)行理事林恩·瑟比說(shuō),有關(guān)確認(rèn)新元素的報(bào)告將于2016年初公布。官方對(duì)這些元素的認(rèn)可意味著它們的發(fā)現(xiàn)者有權(quán)為其命名并設(shè)計(jì)符號(hào)。113號(hào)元素將成為首個(gè)由亞洲人發(fā)現(xiàn)并命名的元素,于2016年6月正式命名為Nihonium,符號(hào)Nh。
2015年12月30日,國(guó)際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)宣布第113、115、117、118號(hào)元素存在,它們將由日本、俄羅斯和美國(guó)科學(xué)家命名。IUPAC官方宣布,元素周期表已經(jīng)加入4個(gè)新元素 。
2016年6月8日,國(guó)際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)宣布,將合成化學(xué)元素第113號(hào)(Nh)、115號(hào)(Mc)、117號(hào)(Ts)和118號(hào)(Og)提名為化學(xué)新元素 。
2017年5月9日,中國(guó)科學(xué)院、國(guó)家語(yǔ)言文字工作委員會(huì)、全國(guó)科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)在北京聯(lián)合舉行新聞發(fā)布會(huì),正式向社會(huì)發(fā)布113號(hào)元素、115號(hào)元素、117號(hào)元素、118號(hào)元素中文名稱(chēng),分別為“?”、“鏌”、“?”、“?” [5]。注:人造元素名稱(chēng)多為新造字,如第113號(hào)元素為“金屬旁+爾”,拼音為nǐ;同理第117和第118號(hào)元素,分別為“石字旁+田”和“氣字頭+奧”,分別讀作tián和ào。
元素周期表揭示了化學(xué)元素之間的內(nèi)在聯(lián)系,使其構(gòu)成了一個(gè)完整的體系,成為化學(xué)發(fā)展史上的重要里程碑之一。隨著科學(xué)的發(fā)展,元素周期表中未知元素留下的空位先后被填滿(mǎn)。當(dāng)原子結(jié)構(gòu)的奧秘被發(fā)現(xiàn)時(shí),編排依據(jù)由相對(duì)原子質(zhì)量改為原子的質(zhì)子數(shù)(核外電子數(shù)或核電荷數(shù)),形成現(xiàn)行的元素周期表。