ตารางธาตุ

ตารางธาตุในลักษณะที่เป็นมาตรฐาน

ตารางธาตุ (อังกฤษ: Periodic table) คือ ตารางที่ใช้แสดงรายชื่อธาตุเคมี ซึ่งจัดเรียงบนพื้นฐานของเลขอะตอม (จำนวนโปรตอนในนิวเคลียส) การจัดเรียงอิเล็กตรอน และสมบัติทางเคมี โดยจะเรียงตามเลขอะตอมที่เพิ่มขึ้น ซึ่งจะระบุไว้ในร่วมกับสัญลักษณ์ธาตุเคมี ในกล่องของธาตุนั้น ตารางธาตุมาตรฐานจะมี 18 หมู่และ 7 คาบ และมีคาบพิเศษเพิ่มเติมมาอยู่ด้านล่างของตารางธาตุ ตารางยังสามารถเปลี่ยนเป็นการจัดเรียงตามบล็อก โดย บล็อก-s จะอยู่ซ้ายมือ บล็อก-p จะอยู่ขวามือ บล็อก-d จะอยู่ตรงกลางและบล็อก-f อยู่ที่ด้านล่าง

แถวแนวนอนในตารางธาตุจะเรียกว่า คาบ และแถวในแนวตั้งเรียกว่า หมู่ โดยหมู่บางหมู่จะมีชื่อเฉพาะ เช่นแฮโลเจน หรือแก๊สมีตระกูล โดยคำนิยามของตารางธาตุ ตารางธาตุยังมีแนวโน้มของสมบัติของธาตุ เนื่องจากเราสามารถใช้ตารางธาตุบอกความสัมพันธ์ระหว่างสมบัติของธาตุแต่ละตัว และใช้ทำนายสมบัติของธาตุใหม่ ธาตุที่ยังไม่ถูกค้นพบ หรือธาตุที่สังเคราะห์ขึ้น และด้วยความพิเศษของตารางธาตุ ทำให้มันถูกใช้อย่างกว้างขวางในการศึกษาวิชาเคมีหรือวิทยาศาสตร์สาขาอื่น ๆ

ดมีตรี เมนเดเลเยฟ รู้จักกันในฐานะผู้ที่ตีพิมพ์ตารางธาตุในลักษณะแบบนี้เป็นคนแรก ใน พ.ศ. 2412 เขาจัดตารางธาตุโดยเรียงตามสมบัติทางเคมีของธาตุ และเมนเดเลเยฟยังสามารถทำนายธาตุที่ยังไม่ค้นพบ โดยเขาเชื่อว่ามันจะเติมเต็มช่องว่างในตารางธาตุของเขาได้ การทำนายของเขาส่วนใหญ่ค่อนข้างใกล้เคียงกับสมบัติจริงของธาตุ ตารางธาตุของเขาก็ขยายเพิ่มขึ้นด้วยการค้นพบธาตุใหม่เรื่อย ๆ และก็มีการพัฒนาแบบจำลองทางทฤษฎีที่ใช้อธิบายพฤติกรรมของธาตุเคมีใหม่ ๆ เหล่านั้น

ธาตุทุกตัวนับตั้งแต่มีเลขอะตอมเท่ากับ 1 (ไฮโดรเจน) จนถึง 118 (ออกาเนสซอน) ถูกค้นพบหรือมีการสังเคราะห์ขึ้นมาได้แล้ว ธาตุ 98 ตัวแรกพบได้ในธรรมชาติถึงแม้ว่าบางตัวจะมีปริมาณน้อย และถูกสังเคราะห์ขึ้นก่อนที่จะพบในธรรมชาติก็ตาม ส่วนธาตุที่มีเลขอะตอมเท่ากับ 99 ถึง 118 ถูกสังเคราะห์ขึ้นทั้งสิ้นหรือมีการคาดว่าจะถูกสังเคราะห์ ในห้องปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์ พบว่าไอน์สไตเนียมและเฟอร์เมียม สามารถพบในธรรมชาติได้ในเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ธรรมชาติ ที่เมืองโอโคล ประเทศกาบอง แต่ปัจจุบันยังไม่มีการทำเช่นนั้น[1] การผลิตธาตุที่มีเลขอะตอมสูงกว่านี้กำลังมีการผลิตอย่างรวดเร็วกับคำถามที่ว่าตารางธาตุจะต้องมีการปรับเปลี่ยนรูปแบบเพื่อนรองรับธาตุใหม่ ๆ เหล่านี้หรือไม่

ภาพรวม

หมู่ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
โลหะแอลคาไล โลหะแอลคาไลน์เอิร์ท นิกโท­เจน แชล­โค­เจน แฮโล­เจน แก๊สมีตระกูล
คาบ

1

ไฮโดร­เจน
1
ฮี­เลียม
2
2
ลิ­เทียม
3
เบริล­เลียม
4
โบรอน
5
คาร์บอน
6
ไนโตร­เจน
7
ออกซิ­เจน
8
ฟลูออ­รีน
9
นีออน
10
3
โซ­เดียม
11
แมกนี­เซียม
12
อะลูมิ­เนียม
13
ซิลิ­กอน
14
ฟอส­ฟอรัส
15
กำมะถัน
16
คลอ­รีน
17
อาร์กอน
18
4
โพแทส­เซียม
19
แคล­เซียม
20
สแกน­เดียม
21
ไทเท­เนียม
22
วาเน­เดียม
23
โคร­เมียม
24
แมงกา­นีส
25
เหล็ก
26
โคบอลต์
27
นิกเกิล
28
ทองแดง
29
สังกะสี
30
แกลเลียม
31
เจอร์เม­เนียม
32
สารหนู
33
ซีลี­เนียม
34
โบรมีน
35
คริป­ทอน
36
5
รูบิ­เดียม
37
สตรอน­เซียม
38
อิตเทรียม
39
เซอร์โค­เนียม
40
ไนโอ­เบียม
41
โมลิบ­ดีนัม
42
เทค­นีเชียม
43
รูที­เนียม
44
โร­เดียม
45
แพลเล­เดียม
46
เงิน
47
แคด­เมียม
48
อินเดียม
49
ดีบุก
50
พลวง
51
เทลลู­เรียม
52
ไอโอดีน
53
ซีนอน
54
6
ซี­เซียม
55
แบเรียม
56
1 asterisk
ลูที­เชียม
71
แฮฟ­เนียม
72
แทนทา­ลัม
73
ทัง­สเตน
74
รี­เนียม
75
ออส­เมียม
76
อิริเดียม
77
แพลต­ทินัม
78
ทองคำ
79
ปรอท
80
แทลเลียม
81
ตะกั่ว
82
บิส­มัท
83
พอโล­เนียม
84
แอสทา­ทีน
85
เรดอน
86
7
แฟรน­เซียม
87
เร­เดียม
88
2 asterisks
ลอว์เรน­เชียม
103
รัทเทอร์­ฟอร์เดียม
104
ดุบ­เนียม
105
ซี­บอร์เกียม
106
โบห์­เรียม
107
ฮัส­เซียม
108
ไมต์­เนเรียม
109
ดาร์ม­สตัดเทียม
110
เรินต์­เกเนียม
111
โคเปอร์­นิเซียม
112
นิโฮ­เนียม
113
ฟลีโร­เวียม
114
มอสโก­เวียม
115
ลิเวอร์­มอเรียม
116
เทนเนส­ซีน
117
โอกา­เนสซอน
118
1 asterisk
แลน­ทานัม
57
ซีเรียม
58
เพรซิโอ­ดีเมียม
59
นีโอ­ดีเมียม
60
โพรมี­เทียม
61
ซาแม­เรียม
62
ยูโร­เพียม
63
แกโดลิ­เนียม
64
เทอร์­เบียม
65
ดิสโพร­เซียม
66
โฮล­เมียม
67
เออร์เบียม
68
ทูเลียม
69
อิตเทอร์­เบียม
70
 
2 asterisks
แอกทิ­เนียม
89
ทอ­เรียม
90
โพรแทก­ทิเนียม
91
ยูเร­เนียม
92
เนปทู­เนียม
93
พลูโท­เนียม
94
อะเมริ­เซียม
95
คูเรียม
96
เบอร์คี­เลียม
97
แคลิฟอร์­เนียม
98
ไอน์สไต­เนียม
99
เฟอร์­เมียม
100
เมนเด­ลีเวียม
101
โนเบ­เลียม
102
 

สีดำ = ของแข็ง สีเขียว = ของเหลว สีแดง = แก๊ส สีเทา = ไม่ทราบสถานะ สีของเลขอะตอม แสดงถึงสถานะของสสาร (ที่ 0 °C และ 1 atm)
ดึกดำบรรพ์ การสังเคราะห์ กรอบ แสดงการปรากฏในธรรมชาติ
สีพื้นหลัง แสดงถึงหมู่ของธาตุที่เกิดจากความเป็นโลหะ:
โลหะ กึ่งโลหะ อโลหะ ไม่มีกลุ่ม
ตามสมบัติ
ทางเคมี
โลหะแอลคาไล โลหะแอลคาไลน์เอิร์ท แลน­ทาไนด์ แอกทิไนด์ โลหะแทรนซิชัน โลหะ​หลังทรานซิชัน อโลหะหลายวาเลนซ์ อโลหะวาเลนซ์เดียว แก๊สมีตระกูล

ตารางธาตุทุกรูปแบบจะประกอบไปด้วยธาตุเคมีเท่านั้น ไม่มี สารผสม สารประกอบ หรืออนุภาคมูลฐาน[n 1] อยู่ในตารางธาตุด้วย ธาตุเคมีแต่ละตัวจะประกอบไปด้วยเลขอะตอม ซึ่งจะบ่งบอกจำนวนโปรตอนในนิวเคลียสของธาตุนั้น ๆ ธาตุส่วนใหญ่จะมีจำนวนนิวตรอนแตกต่างกัน ท่ามกลางอะตอมที่แตกต่างกัน ซึ่งจะอยู่ในรูปของไอโซโทป เช่น คาร์บอน มีไอโซโทปที่ปรากฏในธรรมชาติ 3 ไอโซโทป โดย ไอโซโทปของคาร์บอนส่วนใหญ่ที่ปรากฏในธรรมชาติจะประกอบไปด้วยโปรตอน 6 ตัวและนิวตรอน 6 ตัว แต่มีเพียง 1 เปอร์เซ็นต์ที่จะมีนิวตรอน 7 ตัว และมีโอกาสนิดเดียวที่จะพบคาร์บอนที่มีนิวตรอน 8 ตัว ไอโซโทปแต่ละไอโซโทปจะไม่ถูกแยกออกจากกันในตารางธาตุ พวกมันถูกจัดให้เป็นธาตุเดียวกันไปเลย ธาตุที่ไม่มีไอโซโทปที่เสถียรจะสามารถหามวลอะตอมได้จากไอโซโทปที่เสถียรที่สุดของมัน โดยมวลอะตอมที่เสถียรที่สุดดังกล่าวจะแสดงในวงเล็บ[2]

ตารางธาตุที่แสดงสถานะออกซิเดชัน

ในตารางธาตุมาตรฐาน ธาตุจะถูกเรียงตามเลขอะตอม (จำนวนโปรตอนในนิวเคลียสของอะตอม) ที่เพิ่มขึ้น คาบใหม่จะมีได้ก็ต่อเมื่อวงอิเล็กตรอนใหม่มีอิเล็กตรอนอยู่ในวงอย่างน้อยหนึ่งตัว หมู่จะกำหนดตามการจัดเรียงอิเล็กตรอนของอะตอม ธาตุที่มีจำนวนอิเล็กตรอนเดียวกันในวงอิเล็กตรอนชั้นนอกสุดจะถูกจัดให้อยู่ในหมู่เดียวกัน (เช่น ออกซิเจน กับซีลีเนียม อยู่ในหมู่เดียวกันเพราะว่าพวกมันมีอิเล็กตรอน 4 ตัวในวงอิเล็กตรอนชั้นนอกสุดเหมือนกัน) โดยทั่วไป ธาตุที่สมบัติทางเคมีคล้ายกันจะถูกจัดในหมู่เดียวกัน ถึงแม้จะเป็นในบล็อก-f ก็ตาม และธาตุบางตัวในบล็อก-d มีธาตุที่มีสมบัติเหมือนกันในคาบเดียวกันเช่นกัน ดังนั้นจึงเป็นเรื่องง่ายที่จะทำนายสมบัติทางเคมีของธาตุเหล่านั้น ถ้ารู้ว่าธาตุรอบ ๆ นั้นมีคุณสมบัติอย่างไร[3]

จนถึง พ.ศ. 2559 ตารางธาตุมีธาตุที่ได้รับการยืนยันแล้ว 118 ตัว ตั้งแต่ธาตุที่ 1 (ไฮโดรเจน) ถึงธาตุที่ 118 (ออกาเนสซอน)[4]

ธาตุทั้งหมด 98 พบได้ในธรรมชาติ อีก 16 ธาตุที่เหลือ นับตั้งแต่ ธาตุที่ 99 (ไอน์สไตเนียม) จนถึงธาตุที่ 118 (ออกาเนสซอน) ถูกสังเคราะห์ขึ้นในห้องปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์เท่านั้น ในบรรดาธาตุ 98 ตัวที่พบในธรรมชาตินี้ มีธาตุ 84 ตัวที่เป็นธาตุดึกดำบรรพ์ และที่เหลืออีก 14 ธาตุปรากฏในโซ่ของการสลายตัวของธาตุดึกดำบรรพ์เหล่านั้น[1] ยังไม่มีใครพบธาตุที่หนักกว่าไอน์สไตเนียม (ธาตุที่ 99) ในรูปธาตุบริสุทธิ์ ในปริมาณที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่าเลย[5]

การแบ่งตารางธาตุ

Periodic table layouts
ตารางธาตุโดยบล็อก-f แยกออกจากตารางธาตุหลัก
ตารางธาตุโดยบล็อก-f รวมกับตารางธาตุหลัก
แลนทาไนด์และแอกทิไนด์แยกออกจากตารางธาตุหลัก (ซ้ายมือ) และอยู่ในตารางธาตุหลัก (ขวามือ)

ในการนำเสนอตารางธาตุผ่านทางกราฟิกนั้น ตารางธาตุหลักจะมี 18 หมู่ และมีหมู่แลนทาไนด์และแอกทิไนด์แยกออกมาอยู่ด้านล่างของตารางธาตุหลัก[6] ซึ่งจะเป็นช่องว่างในตารางธาตุระหว่างแบเรียม กับแฮฟเนียม และระหว่างเรเดียม กับรัทเทอร์ฟอร์เดียม ตามลำดับ โดยธาตุเหล่านี้จะมีเลขอะตอมระหว่าง "51 – 71" และตารางธาตุอีกลักษณะหนึ่ง คือตารางธาตุ 32 หมู่ ซึ่งจะนำหมู่แลนทาไนด์และแอกทิไนด์เข้ามาอยู่ในตารางธาตุหลักด้วย โดยจะอยู่ในคาบที่ 6 กับคาบที่ 7

ถึงอย่างนั้น มีการสร้างตารางธาตุรูปแบบอื่น ๆ ขึ้นมา โดยยึดพื้นฐานของสมบัติทางกายภาพและสมบัติทางเคมีของธาตุด้วย

ภาษาอื่น ๆ
Acèh: Drah kimia
Afrikaans: Periodieke tabel
Alemannisch: Periodensystem
العربية: جدول دوري
asturianu: Tabla periódica
Boarisch: Periodnsystem
беларуская (тарашкевіца)‎: Пэрыядычная сыстэма хімічных элемэнтаў
বিষ্ণুপ্রিয়া মণিপুরী: পর্যায় সারণী
Mìng-dĕ̤ng-ngṳ̄: Nguòng-só ciŭ-gĭ-biēu
Cymraeg: Tabl cyfnodol
ދިވެހިބަސް: ޕީރިއަޑިކް ތާވަލު
Esperanto: Perioda tabelo
Gàidhlig: Clàr pillteach
ગુજરાતી: આવર્ત કોષ્ટક
客家語/Hak-kâ-ngî: Ngièn-su chû-khì-péu
Fiji Hindi: Periodic table
Bahasa Indonesia: Tabel periodik
íslenska: Lotukerfið
日本語: 周期表
Gĩkũyũ: Metha Njokereri
한국어: 주기율표
lumbaart: Taula periodica
Baso Minangkabau: Tabel periodik
Bahasa Melayu: Jadual berkala
Plattdüütsch: Periodensystem
नेपाल भाषा: तत्त्वमां
Nederlands: Periodiek systeem
norsk nynorsk: Periodesystemet
Papiamentu: Mesa periodiko
Piemontèis: Tàula periòdica
português: Tabela periódica
tarandíne: Tavele Periodiche
srpskohrvatski / српскохрватски: Periodni sistem elemenata
Simple English: Periodic table
српски / srpski: Периодни систем
Sranantongo: Periodiki sistemi
Basa Sunda: Tabél periodik
Kiswahili: Mfumo radidia
Türkçe: Periyodik tablo
oʻzbekcha/ўзбекча: Kimyoviy elementlar davriy sistemasi
Tiếng Việt: Bảng tuần hoàn
West-Vlams: Periodiek système
Bân-lâm-gú: Chiu-kî-piáu