元素周期表(periodic table of the 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。列表大體呈長方形，有7個橫行和18個縱行，橫行被稱為周期，同一個周期中各個元素原子的電子層數(shù)相同；從左到右原子序數(shù)逐漸遞增。縱行被稱為族，具有相同或相似的價電子層結(jié)構(gòu)，有主族、副族和零族之分。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，如鹵族元素、堿金屬元素、稀有氣體（又稱惰性氣體或貴族氣體）等。元素周期表中已發(fā)現(xiàn)118種元素，其中94種元素是天然的，其余元素是在實驗室合成的。每一種元素都有一個序號，大小恰好等于該元素原子的核內(nèi)質(zhì)子數(shù)，這個序號稱為原子序數(shù)。
1789年，法國化學(xué)家安托萬-洛朗·德·拉瓦錫首先將已知的33種元素按氣體、金屬、非金屬礦物、稀土分組，形成世界上第一張有關(guān)元素的分類表格，1869年，俄羅斯化學(xué)家德米特里·門捷列夫（Dmitri Mendeleev）總結(jié)發(fā)表第一代元素周期表。此后不斷有人提出各種類型周期表不下170余種，歸納起來主要有：短式表（以門捷列夫為代表）、長式表（以維爾納式為代表）、特長表（以波爾塔式為代表）、平面螺線表和圓形表（以達(dá)姆開夫式為代表）、立體周期表（以萊西的圓錐柱立體表為代表）等。
元素周期表的應(yīng)用廣泛，通過元素周期表，可以推斷元素的一般性質(zhì)、尋找新的材料、尋找或人工合成新元素，同時還可以用元素周期表來尋找礦源及判斷是否可作為催化劑。
?：讀音為tián，化學(xué)符號Ts，原子序數(shù)是117，屬于鹵族元素之一。
結(jié)構(gòu)
元素周期表正表包含7個完整的周期和16個族（每一行稱為一個周期，每一列稱為一個族），共有118種已知元素，其中94種元素是自然產(chǎn)生的，從92號元素開始的后續(xù)26種元素（即92號至118號元素）均為人工合成。科學(xué)家通過理論計算推測，認(rèn)為還會存在第八周期的119號元素及其之后的超重元素。
周期
具有相同的電子層數(shù)而又按照原子序數(shù)遞增的順序排列的一系列元素稱為周期。元素周期表有七個橫行，共七個周期。在同一個周期中各個元素原子的電子層數(shù)相同；從左到右原子序數(shù)逐漸遞增。從質(zhì)子數(shù)為1的氫開始，元素隨著原子序數(shù)的增加，呈現(xiàn)出化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)周期性的變化規(guī)律，這就是元素周期律。元素周期表呈現(xiàn)出了元素性質(zhì)的周期性變化，而元素的命名同元素的性質(zhì)密切相關(guān)，這在元素周期表中有直觀的體現(xiàn)。
周期的序數(shù)=該周期元素原子具有的電子層數(shù)
各周期中元素的數(shù)目不一定相同。根據(jù)元素數(shù)目的不同，又細(xì)分了特短周期（第一周期，只有兩種元素）、短周期（第二、三周期，分別有8種元素）、長周期（第四、五周期，分別有18種元素）、特長周期（第六、七周期，有32種元素）。
在第六周期中，從57號元素La到71號元素Lu共15種元素，它們的電子層結(jié)構(gòu)和性質(zhì)十分相近，總稱鑭系金屬。在第七周期中，從89號元素Ac到103號元素Lr，電子層結(jié)構(gòu)和性質(zhì)也十分相近，總稱錒系金屬。為了不使周期表橫向太長，將它們分別列在表的下方。但是它們?nèi)苑謩e屬于第六周期和第七周期的元素。
族
把不同周期、價電子層結(jié)構(gòu)相同（或相似）的元素，按照原子序數(shù)由小到大的順序，從上到下排成的縱列叫族。在元素周期表中，共有18個縱列，除左數(shù)第8、9、10三個縱列合稱第VIII族外，其余15個縱列，每一列為一族。由短周期元素和長周期元素共同構(gòu)成的族為主族（符號A)；全由長周期元素組成的族為副族(符號B)。周期表最右面的稀有氣體元素化學(xué)性質(zhì)非常不活潑，在通常狀況下難以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，把它們的化合價當(dāng)作0，叫做零族。
同一族元素原子的電子層數(shù)從上到下依次增加，但價電子層相同（除個別元素外）。
區(qū)
根據(jù)元素原子的價電子構(gòu)型或電子最后進(jìn)入的亞層可把周期系劃分成5個區(qū)域。
(1)s區(qū)：在周期表的最左邊，包括IA，IIA族元素，電子最后填充s亞層。價電子構(gòu)型為ns1，ns2，這些元素為活潑金屬，在化學(xué)反應(yīng)中容易失去電子。
(2)p區(qū)：在周期表的最右部分，包括ⅢA～ⅦA和零族元素。電子最后填充p亞層。價電子構(gòu)型為ns2np1-6(He為1s2)。
(3)d區(qū)：在周期表中部包括ⅢB～ⅦB和第Ⅶ族元素。電子最后填充d亞層。價電子構(gòu)型為(n-1)d1~8ns2(或1)，但有例外。
(4)ds區(qū)：在d區(qū)與p區(qū)之間，包括IB和ⅡB族元素，電子最后也是填充d亞層(達(dá)全滿)。價電子構(gòu)型為（n-1)d10ns1~2。d區(qū)和ds區(qū)元素又稱為過渡元素。也有把d區(qū)叫過渡元素的。
(5)f區(qū)：包括系和錒系金屬。電子最后填充f亞層。價電子構(gòu)型一般為(n-2)f1~14ns2，但有例外。f區(qū)元素也叫內(nèi)過渡元素。
s區(qū)、p區(qū)和d區(qū)各區(qū)元素的價電子構(gòu)型中所含的電子總數(shù)=族數(shù)，對于s區(qū)、p區(qū)和ds區(qū)元素，族數(shù)=最外層電子數(shù)；d區(qū)元素的族數(shù)=最外層電子數(shù)+次外層d亞層的電子數(shù)。
元素周期表內(nèi)容
周期性規(guī)律
金屬性和非金屬性
元素的金屬性是指其原子失去電子的能力，非金屬性則指原子得到電子的能力。在同一周期中，各元素原子的電子層數(shù)相同，從左到右隨著核電荷數(shù)的增加，核對最外層電子的吸引能力逐漸增大，原子半徑逐漸減小，最外層電子數(shù)逐漸增多。原子失去最外層電子的能力就逐漸減弱，得到電子的能力逐漸增強(qiáng)。所以同一周期從左到右，元素的金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng)。
在同一主族中，從上到下，電子層數(shù)依次增多，原子半徑逐漸增大，原子失去電子的能力逐漸增強(qiáng)，得到電子的能力逐漸減弱，所以同一主族從上到下，元素的金屬性逐漸增強(qiáng)，非金屬性逐漸減弱。
周期表中左下角的是最活潑的金屬；右上角的為最活潑的非金屬。而折線附近的元素既有金屬性又有非金屬性。
化合價
元素的化合價與原子的最外層的電子數(shù)目有關(guān)。一般來說，原子最外層電子數(shù)越少，越易失去電子而顯正化合價；最外層電子數(shù)越多，越易得到電子而顯負(fù)化合價。
除第1周期外，在同一周期中，從左到右(不包括副族元素），隨核電荷數(shù)的增多，外層電子數(shù)依次增加，所以它們的最高正化合價也依次遞增（沒有正價的除外）。第二周期元素最高正價由堿金屬+1遞增到氮元素+5（氟無正價，氧無最高正價），其他周期元素最高正價由堿金屬+1遞增到+7。最低負(fù)化合價自IVA到VIIA從-4到-1遞變（第一周期除外，第二周期的O、F元素除外），同族中，每種元素有相同的最高正化合價和相同的最低負(fù)化合價（18族除外）。
副族元素結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，最高化合價主要與外圍電子構(gòu)型中的電子數(shù)有關(guān)，大多數(shù)IIIB到VIIB元素的最高化合價數(shù)值等于外圍電子構(gòu)型中的電子數(shù)，IB到IIB元素的最高化合數(shù)值等于最外層電子數(shù)。
原子半徑
同周期中原子半徑從左到右逐漸減小，但長周期中部d區(qū)各元素的原子半徑隨核電荷數(shù)的增加，原子半徑減小較慢，增加的電子填充在次外層的d軌道上，受到的屏蔽效應(yīng)較大；主族元素的半徑因有效核電荷顯著增加而明顯減小。副族元素中，原子半徑增加的規(guī)律與主族元素一樣，但是第五到第六周期同族過渡元素的原子半徑相近，這一現(xiàn)象是受鑭系收縮的影響，導(dǎo)致元素性質(zhì)極為相似。稀有氣體的原子半徑增大，這是由于稀有氣體的原子半徑采用范德華半徑所致。
核外電子排布
原子核外電子排布遵循泡利不相容原理、能量最低原理和洪特規(guī)則，正常情況下排布在離核較近、能量較低的軌道上，各元素原子的電子排布見下圖。
元素的性質(zhì)取決于核外電子的構(gòu)型，核外電子構(gòu)型的規(guī)律性構(gòu)成了元素周期表的結(jié)構(gòu)。
電離能
電離能的大小通常作為金屬活潑性的重要衡量標(biāo)志。第一電離能越小，價電子越容易丟失，元素對應(yīng)的金屬單質(zhì)越活潑。
一般來說，同一周期從左至右，隨著原子序數(shù)的增大，第一電離能逐漸增大。因為隨著核電荷數(shù)的增加及原子半徑的減小，原子核對最外層電子的吸引力增強(qiáng)，導(dǎo)致失去電子變得困難，第一電離能增大。其中，有些反常的趨勢，例如，氮原子的第一電離能比氧原子的大，這主要是電子構(gòu)型的不同導(dǎo)致的。
對主族元素而言，從上到下，第一電離能逐漸減小。這是因為隨著原子半徑的增大，原子核對外層電子的束縛力逐漸降低，使得外層電子易于丟失，所以第一電離能數(shù)值減小。其中也存在一些反常趨勢，副族元素電離能的規(guī)律性較差，因為第五、六周期過渡元素半徑變化不大，而核電荷數(shù)卻顯著增多。
電子親和能
一般來說，元素的電子親和能越大，代表該原子得到電子的能力越強(qiáng)，非金屬性亦越強(qiáng)。同一周期從左至右，電子親和能逐漸增大；同一族從上到下，電子親和能逐漸減小。但電子親和能難以直接測定，數(shù)據(jù)的完整性遠(yuǎn)不如電離能的，且有較大誤差，所以，其不如元素的電離能重要。
電負(fù)性
元素電負(fù)性可以全面地衡量原子爭奪電子的能力。元素電負(fù)性越大，其原子在化合物中吸引電子的能力越強(qiáng)；反之，電負(fù)性越小，其原子在化合物中吸引電子的能力越弱。同一周期從左至右，電負(fù)性越來越大；同一主族從上到下，電負(fù)性逐漸減小。
斜對角元素性質(zhì)
元素周期表中第二、第三周期存在一種特殊的對角線規(guī)則，即這兩個周期中處于斜對角位置的元素性質(zhì)往往相近，因離子在斜率相同的一群曲線中，對角線位置的離子半徑以同一水平接近。在周期表中第二周期的Li、Be和B三種元素分別與它們右下方的、處于斜對角線位置的、第三周期的Mg、Al和Si三種元素性質(zhì)相似，如Be和Al的相似性主要表現(xiàn)在：
（1）兩者均為兩性金屬，既溶于酸又溶于堿，它們的氫氧化物也都是兩性的；
（2）兩者的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢相近（Be為—1.85V，Al為—1.66V），氧化還原能力相當(dāng)；
（3）兩者的氯化物BeCl?、AlCl?均為缺電子共價型化合物，兩種鹽都能水解。
區(qū)與區(qū)相鄰元素性質(zhì)
d區(qū)同族元素的活潑性都是自上往下逐漸降低。但位于位于第三副族的元素性質(zhì)除外，第三副族元素的、和鑭是過渡元素中最活潑的金屬。它們在空氣中能迅速被氧化，與水作用放出氫，活潑性接近于堿土金屬，表現(xiàn)出s區(qū)元素的性質(zhì)。
發(fā)現(xiàn)歷史
1789年，法國化學(xué)家安托萬-洛朗·德·拉瓦錫（Antoine-Laurent de Lavoisier）出版了已知的33種化學(xué)元素（部分為單質(zhì)和化合物）的列表，將其分組成氣體、金屬、非金屬礦物和稀土四組。這應(yīng)該是世界上第一張有關(guān)元素的分類表格。
1808年，約翰·道爾頓（John Dalton）提出用相對比較的方法計算各元素的原子量，之后，德貝賴納（Dobereiner， Johann Wolfgang）根據(jù)元素物理特性的相似性提出將元素分為三組，稱為三素組。
1864年，化學(xué)家奧德林（William Odling）提出了“原子量和元素符號表”，找到了片段的元素周期表。
1865-1866年，英國化學(xué)家約翰·紐蘭茲發(fā)現(xiàn)，當(dāng)時已知的63種元素，無論從哪一個元素數(shù)起，每到第八個元素就會出現(xiàn)循環(huán)往復(fù)，就像是音樂里八度音的第八音符那樣，因此他將已發(fā)現(xiàn)的元素分為8組，稱之為“元素八音律”。
1868年，德米特里·門捷列夫在前人所列的元素表的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)了元素的原子量和元素性質(zhì)之間的關(guān)系規(guī)律，在《化學(xué)原理》一書中，他首次提出了元素周期表的說法，1869年2月17日，門捷列夫做成了最初的元素周期表，明確地使用周期性一詞；1869年8月，他在《化學(xué)原理》第二版中發(fā)表了第二張元素周期表，提出了元素周期表上元素的位置與原子體積之間的關(guān)系；接著，他將研究工作系統(tǒng)地整理了4篇論文，并根據(jù)這些成果完成了《化學(xué)原理》全書的編著。至1906年，他又發(fā)表了5張元素周期表。
自德米特里·門捷列夫1869年的元素周期表問世以來，元素周期表在全球范圍內(nèi)出現(xiàn)了約有700多個不同版本。除了眾多矩形變化的形式外，其他像一個圓環(huán)、立方體、圓柱、樓房、螺旋形、雙紐線、八角形的棱鏡、金字塔、球體或三角形的應(yīng)有盡有。這些替代品的開發(fā)往往是為突出或強(qiáng)調(diào)元素的化學(xué)或物理性質(zhì)，沒有傳統(tǒng)元素周期表展現(xiàn)元素性質(zhì)規(guī)律的明顯特點。
應(yīng)用
元素周期表是周期律的表現(xiàn)形式，是化學(xué)發(fā)展史上的重要里程碑之一。它不但是元素的一種很自然的分類法，說明了元素是彼此密切聯(lián)系的一個完整的體系，同時它也是進(jìn)一步研究自然的有力武器。在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，元素周期表也有著極其廣泛的應(yīng)用。
判別元素的一般性質(zhì)
根據(jù)元素周期表可以知道，元素的各種性質(zhì)的變化都是有規(guī)律的，元素的性質(zhì)決定了元素在表中的位置。反過來，從表中的每個位置也能判斷出那種元素的一定的性質(zhì)。例如：在德米特里·門捷列夫編制周期表的時候，當(dāng)時還有許多元素沒有發(fā)現(xiàn)，他根據(jù)元素周期律，在周期表中預(yù)留出許多位置，并根據(jù)空格周圍元素的性質(zhì)，預(yù)言了三個新元素（類鋁、類硼和類硅）的性質(zhì)，后來被一一發(fā)現(xiàn)（相應(yīng)的是鎵、鈧和鍺），根據(jù)實驗測得的這些元素的性質(zhì)與門捷列夫所預(yù)言的非常相似。
尋找新材料
通過實踐和分析研究發(fā)現(xiàn)，具有相似性質(zhì)因而具有類似用途的元素一般都在周期表的某一區(qū)域內(nèi)，因此，可以把周期表分成若干區(qū)域，在區(qū)域內(nèi)尋找新材料和代用材料往往能夠得到意料中的成果。例如，作為光電管及電子管材料的多半是活潑的輕金屬元素，如銫、等及其化合物。半導(dǎo)體材料在周期表中往往處于金屬和非金屬元素的交界處，如硅、鍺，等。
尋找和人工制造新元素
自從元素周期律被發(fā)現(xiàn)以后，新元素的發(fā)現(xiàn)再也不像過去那樣帶有盲目性，而是根據(jù)元素內(nèi)在的規(guī)律去進(jìn)行探索。例如，惰性氣體中的、、、錳下面的，銫下面的，鋇下面的鐳等等，都是在周期律的指導(dǎo)或啟發(fā)下陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)的。元素周期律的發(fā)現(xiàn)還推動了人們用人工方法合成自然界所沒有的新元素，如61號元素(Pm)和95號元素(Am)以后的元素都是用實驗方法得到的人造元素。
尋找礦源
原子量較小的元素在地殼中含量較多，原子量較大的元素在地殼中含量較少；堿金屬一般是強(qiáng)烈的親石元素，主要富集于巖石圈的最上部等
作為催化劑
化學(xué)工業(yè)上所使用的催化劑，大多數(shù)為周期表中部的一些元素(如V、Fe、Rh、Pd、Pt等)及其化合物。
問題與爭議
元素周期表在一次又一次檢驗中向前發(fā)展，逐漸形成一個完整的體系。但仍存在問題和爭議。
元素氫的位置
氫元素可以失去一個電子，與IA族堿金屬元素性質(zhì)相似，但氫元素不能和其他IA族堿金屬元素一樣在晶體中存在；氫元素又具有和VIIA族元素一樣的性質(zhì)，可以與一些金屬結(jié)合，生成在性質(zhì)上與鹵化物相似的氫化物，但他最外層電子數(shù)是1，與VIIA族元素最外層電子數(shù)7不一致；氫元素的氫化物性質(zhì)與IVA族甲基化合物相似，但其原子結(jié)構(gòu)和其他表現(xiàn)又與IVA族差異較大。
元素氦的位置
按照氦的性質(zhì)來說，它應(yīng)當(dāng)和情性氣體合為一族，可是其他所有惰性氣體元素原子最外層電子數(shù)都是8，而氦是2，那就應(yīng)該將它放置在ⅡA族里，但是氦和ⅡA族里的所有元素的性質(zhì)是完全不同的。
橫向元素性質(zhì)相似性
按照元素周期律來說，元素周期表中的每一族，即每一豎行，出現(xiàn)性質(zhì)相似的元素；每一周期，即每一橫列，元素的性質(zhì)在遞變。但在長周期中，卻表現(xiàn)得不明顯，甚至出現(xiàn)了一系列性質(zhì)相似的元素，例如鑭系金屬和系元素，這種情況用目前的元素周期表暫時還無法解釋說明。
f區(qū)元素范圍
f區(qū)元素通常是指周期表中第57至第71的4f元素和第89至第103的5f元素。由于第57~71號元素在性質(zhì)上的相似性，這15種元素統(tǒng)稱為鑭系元素，同理，將第89至第103號的15種元素稱為錒系金屬，因為第57號元素La和第89號元素Ac的（n-2）f亞層上沒有填入電子，所以又有人將鑭系元素界定為La以后的Ce～Lu14種元素，將錒系元素界定為Ac以后的Th~Lr14種元素。因此，鑭系金屬和錒系金屬的界定是一個有爭議的問題，目前尚無定論。
過渡元素范圍
過渡元素是指從s區(qū)元素典型的離子型化合物向p區(qū)元素典型的共價型化合物的過渡。目前對過渡元素的劃分有三種：①具有部分充填的d或f電子的元素，包括IIIB～VⅢ族元素（長周期）。②價電子具有部分充填的d或f電子的元素，包括IIIB～I(xiàn)B元素。③在s、p區(qū)間的完整過渡，包括IIIB～I(xiàn)IB元素。這三種人為的劃分都有一定的理由，區(qū)別只是在于銅族元素和鋅族元素是否劃入過渡元素。
參考資料 >
元素周期表.術(shù)語在線.2023-06-09
【中國青年報】4個元素中文名正式發(fā)布.中國科學(xué)院.2024-08-24
117號元素.皇家化學(xué)協(xié)會官網(wǎng).2024-08-24
何為元素，何以命名？.今日頭條.2025-08-01