thumb|Dmitrij Ivanovitsj Mendelejev, periodesystemets «far» Periodesystemet, også kalt periodetabellen eller det periodiske system, er en tabell som klassifiserer grunnstoffene (eller elementene) i perioder. Hver periode består av grunnstoffer med det samme antallet elektronskall rundt atomkjernen. Offisielt opererer man i dag med syv perioder; periode 8 er foreslått, men er foreløpig ikke anerkjent av den internasjonale kjemi-organisasjonen International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC).
I antikken var den utbredte oppfatningen at all materie besto av fire grunnelementer: jord, luft, ild og vann. På 1700-tallet ble stadig nye grunnstoffer oppdaget, og teorien om fire grunnelementer ble forkastet. Flere forsøk ble gjort på å systematisere grunnstoffene i en tabell. Ingen lyktes før den russiske kjemiprofessoren Dmitrij Ivanovitsj Mendelejev i 1869 utarbeidet det første utkastet til periodesystemet ved å organisere grunnstoffene etter atomvekt og kjemiske egenskaper. Den første versjonen ligner ikke så mye på dagens periodesystem, men den grunnleggende utformingen er fortsatt den samme.
Dagens periodesystem sorterer grunnstoffene etter antall protoner i atomkjernen (atomnummer) i stedet for atomvekt slik Mendelejevs tabell gjorde. Periodesystemets grupper sorteres etter antall elektroner i ytterste elektronskall, og periodene etter antall elektronskall rundt kjernen. Lantanoidene og actinoidene er metaller som tilhører henholdsvis periode 6 og 7, selv om de vanligvis plasseres for seg selv under tabellen.
FN erklærte 2019 som Det internasjonale året for Periodesystemet», i anledning 150-årsjubileet for «en av vitenskapens vesentligste bragder».
Periodesystemet i tabellform Ved å la musepekeren hvile i et av tabellens felter, vil tilleggsinformasjon om det aktuelle grunnstoffet vises. Masse er oppgitt i atommasseenheten u, smeltepunktet i grader celsius, og elektronegativiteten etter Pauling-skalaen. + Periodesystemet for grunnstoffer Gruppe → 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Tidligere →Gruppe-nummereringen «Tidligere» er den europeiske varianten (se avsnittet «Grupper»). I A II A III A IV A V A VI A VII A VIII A VIII A VIII A I B II B III B IV B V B VI B VII B VIII B ↓ Periode1 1 H 2 He 2 3 Li 4 Be 5 B 6 C 7 N 8 O 9 F 10 Ne 311 Na12 Mg 13 Al14 Si15 P16 S17 Cl18 Ar 419 K20 Ca21 Sc22 Ti23 V24 Cr25 Mn26 Fe27 Co28 Ni29 Cu30 Zn31 Ga32 Ge33 As34 Se35 Br36 Kr 537 Rb38 Sr39 Y40 Zr41 Nb42 Mo43 Tc44 Ru45 Rh46 Pd47 Ag48 Cd49 In50 Sn51 Sb52 Te53 I54 Xe 655 Cs 56 Ba 57‑71* 72 Hf 73 Ta 74 W 75 Re 76 Os 77 Ir 78 Pt 79 Au 80 Hg 81 Tl 82 Pb 83 Bi 84 Po 85 At 86 Rn 787 Fr88 Ra 89‑103**104 Rf105 Db106 Sg107 Bh108 Hs109 Mt110 Ds111 Rg112 Cn113 Nh114 Fl115 Mc116 Lv117 Ts118 Og * Lantanoider 57 La 58 Ce 59 Pr 60 Nd 61 Pm 62 Sm 63 Eu 64 Gd 65 Tb 66 Dy 67 Ho 68 Er 69 Tm 70 Yb 71 Lu ** Actinoider 89 Ac 90 Th 91 Pa 92 U 93 Np 94 Pu 95 Am 96 Cm 97 Bk 98 Cf 99 Es 100 Fm 101 Md 102 No103 Lr
+ Kjemiske serier i periodesystemet Alkalimetaller Jordalkalimetaller</td> Lantanoider</td> Actinoider</td> Transisjonsmetaller</td></tr> Metaller</td> Halvmetaller</td> Ikke-metaller</td> Halogener</td> Edelgasser</td></tr> (Lantanoidene og aktinoidene er metaller. Halogenene og edelgassene er ikke-metaller.)
Se utfyllende versjon med elektronkonfigurasjon,oksidasjonstall, elektronegativitet og atommasse Se utfyllende versjonmed fulle navn og atomvekt
Oppbygging thumb|Franciumatomet med sine syv elektronskall tilhører periode 7. Ett elektron i ytterste skall betyr gruppe 1 (alkalimetall) Tabellen er organisert etter antall protoner i atomkjernen (atomnummer), antall elektronskall rundt kjernen (periode), og antall elektroner i ytterste elektronskall (gruppe). Grunnstoffene klassifiseres også i kjemiske serier etter sine kjemiske egenskaper, for eksempel metaller, halogener, edelgasser og så videre. I tillegg deles tabellen opp i blokker basert på elektronkonfigurasjonen. Disse blokkene betegnes med bokstaver: s-blokken, p-blokken, d-blokken og f-blokken. Alle grunnstoff har navn. Navnene har også en forkortelse bestående av én eller to bokstaver kalt kjemisk symbol (unntaket er de midlertidige navnene som har tre bokstaver i forkortelsen). I tabellens enkleste form vises grunnstoffene kun med kjemisk symbol og atomnummer. I mer detaljerte tabeller vises også stoffets fulle navn, atommasse, indikasjon av stofftilstanden ved romtemperatur (fast form, væske eller gass) og så videre. Dagens periodiske system består av syv perioder (118 grunnstoffer). Tabellens utseende har forandret seg flere ganger opp gjennom tiden, men utformingen med lantanoider og aktinoider plassert for seg selv under resten av tabellen, er den mest vanlige i dag.
Atomnummer
Atomnummeret er identisk med antall protoner i atomets kjerne (må ikke forveksles med massetall som er det totale antall protoner og nøytroner i kjernen). Antall nøytroner i kjernen kan variere (isotoper), mens antall protoner er unikt for hvert grunnstoff. Dersom et atom mister eller får tilført protoner, går det over til å bli et annet grunnstoff. Ved radioaktiv nedbrytning (for eksempel alfahenfall eller spontan fisjon) vil antall protoner reduseres i kjernen og resultere i et eller flere lettere grunnstoff.
Atommasse
Antall protoner og nøytroner avgjør atommassen, og forskjellige isotoper har forskjellig atommasse. Angivelse av atommassen er derfor gitt som et gjennomsnitt av naturlig forekommende (stabile) isotoper. For grunnstoff som ikke har noen stabile isotoper blir atommassen til den mest stabile isotopen oppgitt. Enheten u er relativ atommasse og er definert som en tolvtedel av massen til et atom 12C (karbon) i sin grunntilstand.IUPAC – Gold Book Besøkt 10. januar 2016 I notasjon blir massetallet (det totale antall kjernepartikler) angitt av et tall oppe til venstre for det kjemiske symbolet. I tilfellet 12C betyr det at kjernen har 6 protoner (siden det er karbon) og 6 nøytroner. En annen måte er å angi massetallet etter grunnstoffnavnet eller det kjemiske symbolet (uran-235 eller U-235). Det er bare de minste atomkjernene som har likt antall protoner og nøytroner; større atomkjernerer inneholder flere nøytroner enn protoner. Uran som har atomnummer 92 (og dermed 92 protoner), har 146 nøytroner i den vanligst forekommende isotopen 238U.Periodictable.com – Isotope data for Uranium238 Besøkt 10. januar 2016
Perioder
Periodene er de vannrette radene i tabellen, og de refererer til antall elektronskall i atomet. Elektronskallene kalles fra innerst og utover K, L ,M , N, O, P, og Q eller 1, 2, 3, 4, 5, 6 og 7. De deles også opp i underskall som igjen består av orbitaler. Hvert elektronskall (og dets underskall) har «plass» til et bestemt antall elektroner. Dagens periodesystem består av 7 perioder. I 1985 ble forsøk på å fremstille grunnstoff 119 utført ved Berkeley-universitetet i California.American Physical Society – Search for superheavy elements using the 48Ca + 254Esg reaction Besøkt 10. januar 2016 Forsøket mislyktes, men dersom fremstilling av grunnstoff med høyere atomnummer enn 118 skulle lykkes, må periodesystemet utvides med periode 8.
Grupper Periodesystemets grupper utgjøres av kolonnene der grunnstoffene står vertikalt plassert i forhold til hverandre. Mendelejevs gruppeinndeling var basert på stoffenes kjemiske egenskaper (som reaktivitet). Dagens gruppe-klassifisering baserer seg på antall elektroner i ytterste skall (valenselektroner), noe som har nøye sammenheng med de kjemiske egenskapene Mendelejev observerte. Gruppe 1 (unntatt hydrogen) kalles alkalimetaller og er plassert helt til venstre i tabellen. Disse stoffene har kun ett valenselektron, og er meget reaktive (reaksjonsvillige). De binder seg svært lett med andre grunnstoff, og finnes derfor ikke i ren form naturlig. Alkalimetallenes rake motsetning er edelgassene som utgjør gruppe 18. Hos edelgassene er det ytterste elektronskallet fullt, noe som gjør at de er ekstremt lite reaktive. De danner derfor ikke kjemiske forbindelser naturlig (edelgass-forbindelser har imidlertid vært kunstig fremstilt i laboratorier).
Elektronegativitet thumb|Grunnstoffenes elektronegativitet etter Pauling-skalaen
Elektronegativitet er et mål på atomets evne til å trekke til seg felles elektroner i en kjemisk forbindelse. Begrepet ble innført av den amerikanske kjemikeren Linus Pauling, og skalaen har fått navn etter ham. Tallet er et relativt tall, og tar utgangspunkt i verdien 4 for fluor (som er det mest elektronegative grunnstoffet). Elektronegativiteten er lavest i gruppe 1 (alkalimetallene) og stiger ved høyere gruppenummer. De mest elektronegative grunnstoffene tilhører gruppe 17 (halogenene). Tallet er et viktig hjelpemiddel til å forstå og forutse kjemiske bindinger og reaksjoner mellom de forskjellige grunnstoffene.
Nummerering Gruppene deles gjerne inn i 8 hovedgrupper som angir antall valenselektroner fra 1 til 8 (i tidligere tider benevnt I – VIII), og 10 undergrupper (tidligere benevnt med romertall etterfulgt av bokstaven A eller B). I dagens nummereringssystem tilsvarer hovedgruppene gruppe 1, 2, og 13 – 18, og undergruppene tilsvarer 3 – 12.
Frem til 1988 eksisterte det to forskjellige nummereringssystem for periodesystemets grupper, en amerikansk og en europeisk. Begge benyttet romertall i kombinasjon med bokstavene A og B. Problemet var at bokstavene var brukt forskjellig, noe som gjorde at misforståelser lett kunne oppstå (se tabell under). Siden begynnelsen av 1980-tallet hadde IUPAC forsøkt å finne en løsning på problemet før de skulle gi ut sin navnekonvensjon Nomenclature of Inorganic Chemistry (Part I ) i 1988. IUPAC sendte i 1985 ut et høringsforslag om å gå over til tall i stedet for romertall og bokstaver. Som ventet kom det protester, men på tross av motstanden valgte IUPAC i 1988 å gi ut navnekonvensjonen med en anbefaling om å ta i bruk det nye nummer-systemet.IUPAC – New notations in the periodic table. Publisert 1988 (engelsk) (pdf) Besøkt 10. januar 2016 I dag er gruppenummerering med tall i bruk i hele verden.
Sammenligning av nummereringssystemene før 1988 og i dag SystemGruppe Nåværende 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Amerikansk I A II A III B IV B V B VI B VII B VIII B VIII B VIII B I B II B III A IV A V A VI A VII A VIII A Europeisk I A II A III A IV A V A VI A VII A VIII A VIII A VIII A I B II B III B IV B V B VI B VII B VIII B
Kjemiske serier Kjemiske serier er grupper av grunnstoff som har lignende kjemiske og fysiske egenskaper, og der visse egenskaper endrer seg systematisk gjennom serien. Noen av de kjemiske seriene sammenfaller med periodesystemets grupper, mens andre spenner over flere grupper. De 10 kjemiske seriene blir i periodesystemet uthevet ved hjelp forskjellige farger, og omfatter: alkalimetaller, jordalkalimetaller, lantanoider, aktinoider, transisjonsmetaller, metaller, halvmetaller, ikke-metaller, halogener og edelgasser.
Blokker
Grunnstoffene i periodesystemet blir også plassert i blokker basert på elektronkonfigurasjonen. Blokkene beskriver fyllingen av elektronskallenes orbitaler, og angis med bokstavene s, p, d, og f. Utvidelsene av periodesystemet som ble foreslått av Glenn T. Seaborg, vil innebære en ny blokk. Denne blokken (og utvidelsen) er ikke formalisert eller normert av IUPAC, men kalles uoffisielt for g-blokken. Tabellen under viser blokkene markert med farger, inkludert den foreslåtte utvidelsen med periode 8 og g-blokken.
Grunnstoffenes forekomst