Het periodiek systeem der elementen of de tabel van Mendelejev is een tabel waarin alle bekende chemische elementen op grond van hun atoomnummer zijn gerangschikt. Het atoomnummer van een element wordt gegeven door het aantal protonen in de atoomkern ervan. Daarbij staan de elementen met een vergelijkbare elektronenconfiguratie en daardoor met vergelijkbare chemische eigenschappen boven elkaar. De tabel bevat vier rechthoekige blokken: de s-, p-, d- en f-blokken. Binnen een gegeven horizontale rij of periode behoren de elementen aan de linkerkant tot de metalen en die aan de rechterkant tot de niet-metalen.
De horizontale rijen van de tabel zijn de periodes, de verticale kolommen vormen de groepen. Zes van de achttien groepen hebben een groepsnaam; zo wordt groep 17 gevormd door de halogenen, terwijl groep 18 alle edelgassen omvat. Met de rangschikking van het periodiek systeem kunnen overeenkomsten worden voorspeld tussen de chemische eigenschappen van verschillende elementen, net als eigenschappen van nog onbekende, onontdekte elementen. Het periodiek systeem is een nuttig raamwerk om chemisch gedrag mee te analyseren, en wordt uitgebreid gebruikt in de chemie en andere natuurwetenschappen.
Hoewel er voorgangers bestaan, werd de eerste herkenbare tabel gepubliceerd door Dmitri Mendelejev, in 1869. Hij ontwikkelde zijn tabel om periodieke trends aan te tonen in de verzameling van de toen bekende elementen. Mendelejev voorspelde ook enkele eigenschappen van toen onbekende elementen, waarvan hij verwachtte dat die de nog openstaande gaten in de tabel zouden opvullen. Bij de ontdekking van ieder van deze elementen bleken zijn voorspellingen steeds grotendeels correct. Het periodiek systeem van Mendelejev is sindsdien uitgebreid en verfijnd, met de ontdekking en de synthese van nieuwe elementen. Daarnaast zijn er nieuwe theoretische modellen ontwikkeld om chemisch gedrag te verklaren.
Elementen Elk chemisch element heeft een eigen atoomnummer, dat gelijk is aan het aantal protonen in de atoomkern, en bijgevolg ook gelijk is aan het aantal elektronen van het vrije, ongeladen atoom.Een element met atoomnummer 0, neutronium, een element dat alleen uit neutronen bestaat, wordt in enkele alternatieve voorstellingen opgenomen, maar wordt in de wetenschap verder niet aanvaard. De meeste elementen komen voor met verschillende aantallen neutronen in de kern. Deze varianten worden isotopen genoemd. Koolstof heeft bijvoorbeeld drie isotopen die in de natuur voorkomen: alle koolstofatomen hebben zes protonen en de meeste hebben ook zes neutronen, maar ongeveer 1%, koolstof-13, heeft zeven neutronen en een zeer kleine fractie koolstof-14 heeft er acht. De chemische eigenschappen van die isotopen zijn in grote lijnen gelijk, daarom worden isotopen in het periodiek systeem niet afzonderlijk vermeld maar samen gegroepeerd als één element. Sommige isotopen zijn stabiel, maar andere isotopen kunnen ook instabiel zijn. Ze vervallen na verloop van tijd naar isotopen van andere elementen, onder uitzending van straling. Elementen zonder stabiele isotopen krijgen de atoommassa van hun stabielste isotoop, waar zulke massa's tussen haakjes worden vermeld.
De elementen worden in een periodiek systeem naar oplopend atoomnummer geordend, in iedere rij een periode en in iedere kolom een groep. Een nieuwe periode begint als een nieuwe elektronenschil zijn eerste elektron krijgt. Kolommen (groepen) worden vastgesteld door de elektronenconfiguratie van de atomen. Elementen met hetzelfde aantal elektronen in een bepaalde schil vallen onder dezelfde kolom. Zuurstof en seleen zitten bijvoorbeeld in dezelfde kolom omdat ze beide vier elektronen hebben in hun buitenste p-schil. Elementen met overeenkomstige chemische eigenschappen vallen in het algemeen in dezelfde groep in het periodiek systeem, hoewel in het f-blok, en in sommige gevallen in het d-blok, de elementen in dezelfde periode ook overeenkomstige eigenschappen hebben. Het is dus relatief gemakkelijk om de chemische eigenschappen van een element te voorspellen, als men de eigenschappen van de aangrenzende elementen kent.
Anno 2026 zijn de elementen met atoomnummer 1 (waterstof) tot en met 118 (oganesson) ontdekt of gesynthetiseerd. De eerste 94 elementen komen voor in de natuur, hoewel sommige daarvan zeer zeldzaam zijn en in een laboratorium gesynthetiseerd werden voordat ze in de natuur ontdekt werden.De elementen die eerst gesynthetiseerd en pas later in de natuur gevonden werden, zijn technetium (43), promethium (61), astaat (85), neptunium (93) en plutonium (94). Van de eerste 94 elementen zijn er 84 zogeheten 'primordiale elementen', wat betekent dat ze sinds het begin van de Aarde voorkomen. De andere 10 natuurlijke elementen ontstaan alleen tijdens het vervallen van die 'oerelementen'. Astaat (element 85) is nog nooit geobserveerd geweest; francium (element 87) kon enkel gefotografeerd worden in de vorm van het licht dat door microscopische hoeveelheden (300 000 atomen) werd uitgestraald. Elementen met atoomnummer vanaf 95 zijn enkel gesynthetiseerd in laboratoria. Het zwaarste element dat in macroscopische hoeveelheden in pure vorm is waargenomen, is einsteinium (element 99). Van verschillende elementen die in de natuur voorkomen, zijn synthetische radionucliden (niet in de natuur voorkomende radioactieve isotopen) in laboratoria geproduceerd. Aangenomen wordt dat de elementen 95 tot 100 ooit in de natuur voorkwamen, maar nu niet meer.
De elementen broom (35) en kwik (80) zijn de enige elementen in het periodiek systeem die bij 0 graden Celsius op Aarde (dat is op het aardoppervlak bij normale luchtdruk) in vloeibare vorm voorkomen. De elementen waterstof (1), helium (2), stikstof (7), zuurstof (8), fluor (9), neon (10), chloor (17), argon (18), krypton (36), xenon (54) en radon (86) komen van nature bij 0 graden Celsius op Aarde voor in gasvorm. Van de elementen vanaf rutherfordium (104) is de fase (nog) niet bekend of was het nog niet mogelijk dit te onderzoeken.
Het element technetium (43) is het element met het laagste elementnummer dat vrijwel alleen in synthetische vorm voorkomt.
Groeperingen Groepen Een groep is een kolom in het periodiek systeem. De elementen binnen groepen hebben meestal meer overeenkomstige eigenschappen dan de elementen binnen periodes en blokken, die later worden uitgelegd. De moderne kwantummechanica verklaart de atoomstructuur en de overeenkomst tussen de elementen binnen groepen door het feit dat elementen binnen dezelfde groep algemeen dezelfde elektronenconfiguratie in hun buitenste elektronenschil hebben. Hierdoor hebben elementen in dezelfde groep overeenkomstige chemische eigenschappen die zich bij de stijgende atoomnummers voortzetten. Maar in sommige delen van de tabel, vooral in het d- en het f-blok, kunnen de horizontale overeenkomsten even belangrijk zijn als verticale gelijkheden.
Volgens de internationale afspraak worden de groepen van 1 tot 18 genummerd van de meest linkse kolom met de alkalimetalen tot de meest rechtse kolom met de edelgassen. Ze werden vroeger met Romeinse cijfers genummerd.In Amerika werden deze cijfers gevolgd door een A als de groep deel was van het s- of p-blok, of een B als de groep deel uitmaakte van het d-blok. De Romeinse cijfers kwamen overeen met het laatste cijfer van de tegenwoordig gebruikte namen. De titaangroep, groep 4 was bijvoorbeeld IVB en de koolstofgroep, groep 14 was groep IVA. In Europa was de nummering ongeveer hetzelfde, behalve dat de A voor groepen 1-9 werd gebruikt en de B voor groepen 10 en hoger. Groepen 8, 9 en 10 werden ook beschouwd als één groep met driemaal de breedte, die in beide notaties als groep VIII bekend was. In 1988 kwam het nieuwe IUPAC-naamsysteem in gebruik en raakten de oude groepen in onbruik.
Sommige groepen hebben een duidelijke reeksnaam, zoals in de bovenstaande tabel te zien, hoewel sommige zelden worden gebruikt. De groepen 3-16 hebben in het Nederlands geen eigen naam (3-10 in het Engels) en er wordt naar verwezen met het groepsnummer of met de naam van het eerste element in de groep, zoals de scandiumgroep. De elementen in deze groepen verschillen onderling meer van elkaar dan in andere groepen.
Elementen in dezelfde groep komen hebben overeenkomstige eigenschappen. Zij komen voor een groot deel overeen in atoomstraal, ionisatiepotentiaal en elektronegativiteit. Van boven naar beneden neemt per groep de atoomstraal van de elementen toe, aangezien er meer elektronen zijn en de valentie-elektronen verder van de atoomkern zitten. Van bovenaf in het periodiek systeem heeft elk opeenvolgend element een lagere ionisatiepotentiaal, omdat het gemakkelijker is een elektron te verwijderen aangezien de atomen minder sterk zijn gebonden. Groepen zullen ook van boven naar beneden een lagere elektronegativiteit hebben door de grotere afstand tussen valentie-elektronen en de kern. Er zijn uitzonderingen, zoals in de kopergroep, groep 11 waar de elektronegativiteit stijgt naarmate het atoomnummer in de groep groter wordt.
Periode Een periode is een horizontale rij in het periodiek systeem. Hoewel de groepen algemeen de duidelijkste periodieke trends vertonen, zijn er enkele regio's waar horizontale trends duidelijker zijn dan de verticale, zoals in het f-blok, waar de lanthanoïden en actinoïden twee aanzienlijke horizontale series vormen.
Elementen in dezelfde periode vertonen trends in atoomstraal, ionisatiepotentiaal, elektronenaffiniteit en elektronegativiteit. Van links naar rechts in een periode zal de atoomstraal in het algemeen afnemen. Dit komt doordat elk opeenvolgend element een extra proton en elektron heeft, en de elektronen dichter naar de kern toe worden getrokken. Deze afname van de atoomstraal zorgt ervoor dat van links naar rechts in een periode de ionisatiepotentiaal ook zal stijgen. Hoe sterker een atoom gebonden is, hoe meer energie er nodig is om een elektron te verwijderen. De elektronegativiteit stijgt op dezelfde manier als de ionisatiepotentiaal door de aantrekkingskracht van de kern op de elektronen. Elektronenaffiniteit toont ook een lichte trend binnen periodes. Metalen (aan de linkerkant) hebben in het algemeen een lagere elektronenaffiniteit dan niet-metalen (aan de rechterkant), met uitzondering van de edelgassen.
Blokken 850px|Van links naar rechts: s-, f-, d-, p-blokken in het periodiek systeem
Van links naar rechts: s-, f-, d-, p-blokken in het periodiek systeem
Naar specifieke regio's van het periodiek systeem kan worden verwezen als blokken, door de reeks waarin de elektronenschillen van de elementen gevuld worden. Elk blok wordt genoemd naar de schil waarin het "laatste" elektron zich bevindt.Er is een tegenstrijdigheid en enkele onregelmatigheden in deze conventie. Zo wordt helium als deel van het p-blok beschouwd, maar het is in werkelijkheid een element van het s-blok, en de d-schil in het d-blok wordt in werkelijkheid pas volledig gevuld tegen de tijd dat groep 11 bereikt is, in plaats van groep 12. Het s-blok omvat de eerste twee groepen (alkalimetalen en aardalkalimetalen), alsook waterstof en helium. Het p-blok omvat de laatste zes groepen, 13 tot 18 in IUPAC-notatie, en bevat onder andere alle metalloïden. Het d-blok omvat groepen 3 tot 12, en bevat alle overgangsmetalen. Het f-blok, vaak weergegeven onder de rest van de tabel, heeft geen groepsnummers en omvat de lanthanoïden en actinoïden.
Metalen, metalloïden en niet-metalen 850px
Naar fysische en chemische eigenschappen kunnen de elementen in de grote categorieën metalen, metalloïden en niet-metalen worden geclassificeerd.