miniatura|Taula periòdica|upright=3.1 La taula periòdica, taula de Mendeléiev o sistema periòdic dels elements és una taula que ordena els elements químics en fileres («períodes») i columnes («grups»). És un dels elements més distintius de la química i té un ús ampli en la física i altres camps de la ciència. Il·lustra el principi de la llei periòdica, que estableix que les propietats dels elements varien periòdicament amb el seu nombre atòmic. Es divideix en quatre blocs. Els elements que formen part d'un mateix grup tendeixen a exhibir propietats químiques semblants.
Els elements segueixen tendències periòdiques verticals (caràcter metàl·lic creixent de dalt a baix en el si d'un mateix grup), horitzontals (caràcter metàl·lic creixent d'esquerra a dreta en el si d'un mateix període) i diagonals (caràcter no-metàl·lic creixent del cantó inferior esquerre al cantó superior dret de la taula periòdica).
Els químics consideren que la taula periòdica constitueix la base i l'eix vertebrador dels seus coneixements.
L'estructura actual de la taula periòdica de la Unió Internacional de Química Pura i Aplicada (IUPAC) consta de:miniatura|Dmitri Mendeléiev
118 caselles, una per a cada element químic. La informació mínima de cada casella és el símbol químic de l'element que l'ocupa i el seu nombre atòmic Z. Sovint també hi figura el nom de l'element i la massa atòmica relativa. Addicionalment s'hi posen dades de propietats atòmiques (radi atòmic, energia d'ionització…), físiques (punts de fusió i d'ebullició, densitat…) i químiques (nombre d'oxidació, electrons de valència…). 7 períodes (fileres) de longituds creixents numerats de l'1 al 7 i començant per la part superior. El 1r període té només dos elements; el 2n i el 3r períodes vuit elements cadascun; el 4t i el 5è devuit cadascun, i els 6è i 7è en tenen cada un trenta-dos. Si se sintetitzen nous elements químics ocuparan el període 8è, ara buit. 18 grups o famílies (columnes), amb propietats físiques i químiques molt similars. S'anomenen de l'1 al 18 començant per l'esquerra. Alguns grups tenen noms: el grup 1 és el dels alcalins, el 2 dels alcalinoterris, el 16 el dels calcògens, el 17 el grup dels halògens i el 18 el grup dels gasos nobles. 4 blocs segons les seves configuracions electròniques: el bloc s els formen les dues columnes de l'esquerra (alcalins i alcalinoterris) a més de l'hidrogen i l'heli; bloc p el constitueixen els grups (columnes) del 13 al 18, ubicats a la dreta, excepte l'heli; bloc d ocupa el centre amb els grups del 3 al 12; i el bloc f amb els elements anomenats lantanoides i els actinoides, col·locats en dues files a la part inferior de la taula. L'element 121 obrirà el bloc g.
Gràcies a la distribució de Mendeléiev dels elements químics coneguts a mitjans del , pogué predir l'existència d'elements químics encara no descoberts (gal·li, germani…) i les propietats físiques (punt de fusió, densitat, color…) i químiques (massa atòmica, compostos, reactivitat química amb l'aire, l'aigua, els àcids, les bases…) que tindrien. Foren aïllats pocs anys després (el gal·li el 1875, el germani el 1886…) i confirmaren les prediccions fetes pel químic rus, la qual cosa donà un fort suport a la seva taula periòdica.
Posteriorment, la taula periòdica original s'hagué de modificar per incloure grups d'elements que no havien estat predits (gasos nobles, lantanoides) o que se sintetitzaren car no existeixen a la natura (actinoides), donant lloc a la taula periòdica actual.
+ Sèries químiquesMetalls alcalinsAlcalinoterrisLantanoidesActinoidesMetalls de transicióNo-metalls gasos noblesNo-metalls halògensAltres no-metallsSemimetallsMetalls del bloc p i del grup 12
Grup 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Període 11H2He 23Li4Be 5B6C7N8O9F10Ne 311Na12Mg 13Al14Si15P16S17Cl18Ar 419K20Ca21Sc22Ti23V24Cr25Mn26Fe27Co28Ni29Cu30Zn31Ga32Ge33As34Se35Br36Kr 537Rb38Sr39Y40Zr41Nb42Mo43Tc44Ru45Rh46Pd47Ag48Cd49In50Sn51Sb52Te53I54Xe 655Cs56Ba*72Hf73Ta74W75Re76Os77Ir78Pt79Au80Hg81Tl82Pb83Bi84Po85At86Rn 787 Fr88Ra**104Rf105Db106Sg107Bh108Hs109Mt110Ds111Rg112Cn113Nh114Fl115Mc116Lv117Ts118Og* Lantanoides57La58Ce59Pr60Nd61Pm62Sm63Eu64Gd65Tb66Dy67Ho68Er69Tm70Yb71Lu** Actinoides89Ac90Th91Pa92U93Np94Pu95Am96Cm97Bk98Cf99Es100Fm101Md102No103Lr
Codificació de colors dels nombres atòmics dels elements: En blau són líquids a temperatura i pressió estàndard (TPE); En verd, són gasos a TPE; En negre, són sòlids a TPE; En vermell, són sintètics (tots són sòlids a TPE);
Estructura En la taula periòdica de la Unió Internacional de Química Pura i Aplicada (IUPAC), els elements químics s'ordenen per ordre creixent de nombre atòmic en files (en horitzontal), començant per la part superior esquerra. S'inicia una nova fila quan els electrons de l'escorça atòmica han completat l'orbital atòmic 1s pel primer període i els orbitals atòmics np amb n = 2, 3,... pels períodes 2, 3,... de manera que els elements que tenen propietats químiques i físiques semblants queden situats en les mateixes columnes (en vertical) perquè tenen configuracions electròniques semblants. És el cas dels gasos nobles, que tots tenen configuració electrònica acabada amb ns^2 np^6, o dels metalls alcalins, que tots tenen estructura electrònica acabada en ns^1.
Files o períodes Les files d'elements, s'anomenen períodes i n'hi ha set, numerats de l'1 al 7 començant per la part superior. No tots tenen el mateix nombre d'elements: a la part superior el període 1 en té 2, l'hidrogen i l'heli, un a l'esquerra i l'altre a la dreta; els períodes 2 i 3 en tenen 8 cadascun (2 a l'esquerra i sis a la dreta); els períodes 4 i 5 en tenen 18 cadascun; i els períodes 6 i 7 en tenen 32 cadascun. Tanmateix aquest dos darrers períodes tenen 15 elements cadascun (lantanoides i actinoides) que se situen separats a la part inferior, evitant així una taula desmesuradament llarga.
La diferència del nombre d'elements a cada període és degut a la diferent capacitat que tenen els nivells energètics atòmics. A mesura que s'augmenta de nivell energètic s'incrementa la capacitat d'acollir electrons. Així al nivell de nombre quàntic principal n = 1 hi caben 2 electrons; al nivell n = 2, 8 electrons; al nivell n = 3, 18 electrons i al nivell n = 4, 32 electrons. + Elements químics del quart període Grup 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Període 419 K20 Ca21 Sc22 Ti23 V24 Cr25 Mn26 Fe27 Co28 Ni29 Cu30 Zn31 Ga32 Ge33 As34 Se35 Br36 Kr Si se sintetitzen nous elements, caldrà situar-los en el vuitè període. La IUPAC el 1978 aprovà un sistema de nomenclatura per anomenar provisionalment els nous elements fins que s'aprovi el nom definitiu. Aquests sistema es basa en derivar el nom a partir del nombre atòmic. Els noms provisionals dels deu primers nous elements seran: Uue, ununenni (119); Ubn, unbinili (120); Ubu, unbini (121); Ubb, unbibi (122); Ubt, unbitri (123); Ubq, unbiquadi (124); Ubp, unbipenti (125); Ubh, unbihexi (126); Ubs, unbisepti (127) i Ubo, unbiocti (128).
Columnes o grups Grup 2 Període 2Be 3Mg 4Ca 5Sr 6Ba 7Ra A les columnes, hi queden les famílies o grups d'elements semblants. N'hi ha 18 numerades de l'1 al 18 començant per l'esquerra. Els grups 1, 2, 13, 14, 15, 16, 17 i 18 s'anomenen elements del grups principals, i excepte pel grup 18, els dos primers elements de cada grup principal poden anomenar-se elements típics. La resta d'elements s'anomenen elements de transició. Els grups són:
A l'esquerra de la taula hi ha dos grups de sis elements cadascun. El grup 1 s'anomena del metalls alcalins, és el primer de l'esquerra i inclou el elements liti, sodi, potassi, rubidi, cesi i franci. El grup 2, dels alcalinoterris, conté el beril·li, el magnesi, el calci, l'estronci, el bari i el radi. Al mig hi ha quaranta elements dels grups 3 al 12 s'anomenen metalls de transició; són els elements de l'escandi (21) al zinc (30) o metalls de transició de grup del ferro; de l'itri (39) al cadmi (48), els metalls de transició del grup del pal·ladi; del luteci (71) al mercuri (80), els metalls de transició del grup del platí i el grup d'elements sintètics del lawrenci (103) al copernici (112). La composició del grup 3 és una qüestió no resolta, ja que podria estar format per escandi, itri luteci i lawrenci o, per contra, per escandi, itri, lantani i actini. miniatura|Els elements del grup 15, o grup del nitrogenA la dreta hi ha vuit grups de sis elements cadascun: el grup 13 o del bor que conté els elements bor, alumini, gal·li, indi, tal·li i nihoni; el grup 14 o del carboni que, a més del carboni, conté el silici, el germani, l'estany, el plom i el flerovi; el grup 15 o del nitrogen, amb nitrogen, fòsfor, arsènic, antimoni, bismut i moscovi; el grup 16 o dels calcògens (oxigen, sofre, seleni, tel·luri, poloni i livermori); el grup 17 o dels halògens (fluor, clor, brom, iode, àstat i tennes) i el 18 o dels gasos nobles (heli, neó, argó, criptó, xenó, radó i oganessó). A la part de sota de la taula hi ha dues sèries horitzontals separades amb quinze elements cadascuna, són el grup dels lantanoides, que va del lantani al luteci; i el grup dels actinoides, de l'actini al lawrenci.
Tot i que l'hidrogen s'inclou en el grup 1 no forma part del grup dels alcalins i podria incloure's en el grup 17 (halògens) malgrat no és gaire semblant ni a uns ni als altres en les seves propietats químiques. No obstant això, se li assigna el nombre d'oxidació +1 en compostos com el fluorur d'hidrogen, HF i −1 en compostos com l'hidrur de liti, LiH; i, per tant, es pot considerar que és semblant a un element del grup 1 (alcalins) i a un element del grup 17 (halògens), respectivament, en compostos d'aquests dos tipus, prenent el lloc primer de Li i després de F al fluor de liti, LiF. L'hidrogen és, de fet, l'element més singular: cap altre element no s'assembla a ell, de la mateixa manera que el sodi s'assembla al liti, el clor s'assembla al fluor i el neó s'assembla a l'heli. És l'únic element que no es pot considerar convenientment com a membre d'un grup.
Blocs miniatura|400px|Configuracions electròniques dels diferents blocs Una comparació de les configuracions electròniques dels elements amb la taula periòdica revela que cada període comença amb l'addició d'un electró en un nou nivell energètic, no ocupat prèviament. Així, l'hidrogen i els elements del grup 1 tenen una configuració electrònica ns^1, en què n és el nombre quàntic principal del darrer nivell, o el més extern. Aquest nivell normalment s'anomena nivell o capa de valència perquè és el que caracteritza químicament l'element. Segons el tipus de configuració electrònica hom diferencia quatre grans blocs, s, p, d i f, els quals solen diferenciar-se amb colors diferents en algunes taules periòdiques.
Bloc s Els elements dels grups 1 i 2 (a la figura 1A i 2A), l'hidrogen, els alcalins, alcalinoterris i l'heli, tenen configuracions ns^1 els dos primers i ns^2 els dos darrers, i s'anomenen elements del bloc s. Està constituït per un total de catorze elements. Són elements químics els quals àtoms tenen electrons que inicien l'ocupació d'un nou nivell d'energia, la qual cosa fa que siguin fàcilment ionitzables i formin cations. És excepcional la posició de l'heli situat a la dreta de la taula periòdica per agrupar-lo amb la resta de gasos nobles amb els quals comparteix propietats. La raó és que el nivell n = 1 no té orbitals p i l'heli completa el nivell.
Bloc p miniatura|Els calcògens del grup 16 del bloc p