Periodni sistem, znan tudi kot periodni sistem elementov, je tabelarni prikaz kemijskih elementov, ki so razporejeni po atomskem številu, konfiguraciji elektronov in ponavljajočih se kemijskih lastnostih. V sedmih vrsticah tabele, imenovanih periode, so v splošnem na levi strani kovine, na desni pa nekovine. Stolpci, imenovani skupine, vsebujejo elemente s podobnim kemijskim vedenjem. Šest skupin ima dogovorjena imena in dodeljene številke: npr. elementi skupine 17 so halogeni in skupine 18 so žlahtni plini. Prikazana so tudi štiri pravokotna področja ali bloki, ki združujejo kemijske elemente, katerih elektroni najvišjega energetskega nivoja pripadajo enaki atomski orbitali.
Vsi elementi od atomskega števila 1 (vodik) do 118 (oganeson) so bili odkriti ali sintetizirani in izpolnjujejo sedem polnih vrstic periodnega sistema. Prvih 94 elementov, od vodika do plutonija, se pojavljajo v naravi, čeprav nekatere najdemo le v sledovih, nekaj pa jih je bilo v naravi odkritih šele po sintetizaciji. Elementi od 95 do 118 so bili sintetizirani samo v laboratorijih, jedrskih reaktorjih ali v jedrskih eksplozijah. Trenutno se nadaljuje sintetiziranje elementov z višjimi atomskimi števili: ti elementi se bodo začeli v osmi vrstici. S teoretičnim delom so predlagali možne kandidate za to razširitev. V laboratorijih so izdelali tudi številne sintetične radioizotope naravnih elementov.
Organizacijo periodnega sistema lahko uporabimo za ugotavljanje odnosov med različnimi lastnostmi elementov in tudi za predvidevanje kemijskih lastnosti in vedenja neodkritih ali novo sintetiziranih elementov. Ruski kemik Dmitrij Mendelejev je leta 1869 objavil prvo tabelo periodnega sistema. Napovedal je tudi nekatere lastnosti neznanih elementov, ki naj bi zapolnili vrzeli v tabeli. Večina njegovih napovedi se je kmalu izkazala za pravilne, vrhunec pa je bil odkritje galija in germanija leta 1875 oziroma 1886, kar je potrdilo njegove napovedi. Mendelejeva ideja se je počasi širila in izpopolnjevala z odkrivanjem ali sintezo novih elementov in razvojem novih teoretičnih modelov za razlago kemijskega vedenja. Danes še vedno potekajo razprave o umestitvi in kategorizaciji določenih elementov, o nadaljnji razširitvi in omejitvah tabele ter o tem, ali obstaja optimalna oblika tabele.
Pregled Tabela tukaj prikazuje široko uporabljeno obliko. Druge oblike (obravnavane spodaj) podrobno prikazujejo različne strukture.
Vsak kemični element ima edinstveno atomsko število (Z), ki predstavlja število protonov v njegovem jedru. Večina elementov ima različno število nevtronov med različnimi atomi, pri čemer se te različice imenujejo izotopi. Na primer, ogljik ima tri izotope, ki se pojavljajo v naravi: vsi njegovi atomi imajo šest protonov, večina jih ima tudi šest nevtronov, ampak približno en odstotek ima sedem nevtronov, zelo majhen delež pa jih ima osem. Izotopi se v periodnem sistemu nikoli ne prikazujejo; vedno so združeni v enem samem elementu. Elementi brez stabilnih izotopov imajo atomsko maso svojega najstabilnejšega izotopa - takšne mase so v tabeli prikazane v oklepajih.Greenwood & Earnshaw, pp. 24–27
V standardni periodni tabeli so elementi navedeni po naraščajočem atomskem številu Z. Nova vrstica (perioda) se začne, ko ima nova elektronska lupina svoj prvi elektron. Stolpci (skupine) so določeni z elektronsko konfiguracijo atoma; elementi z enakim številom elektronov v določeni podlupini spadajo v iste stolpce (npr. kisik in selen sta v istem stolpcu, ker imata oba štiri elektrone v najbolj oddaljeni p-podlupini). Elementi s podobnimi kemičnimi lastnostmi na splošno spadajo v isto skupino v periodnem sistemu, čeprav imajo elementi v bloku f in do neke mere v bloku d podobne lastnosti. Tako je razmeroma enostavno napovedati kemijske lastnosti elementa, če poznamo lastnosti elementov okoli njega.Gray, p. 6
Od leta 2016 ima periodni sistem 118 potrjenih elementov, od elementa 1 (vodik) do 118 (oganeson). Elemente 113, 115, 117 in 118, ki so najnovejša odkritja, je decembra 2015 uradno potrdila Mednarodna zveza za čisto in uporabno kemijo (IUPAC). Njihova predlagana imena, nihonij (Nh), moskovij (Mc), tenes (Ts) in oganeson (Og), je IUPAC uradno objavil novembra 2016. Prvih 94 elementov se pojavlja v naravi; preostalih 24, od americija do oganesona (95–118), se pojavljajo le, kadar jih sintetizirajo v laboratorijih. Od 94 naravnih elementov jih je 83 prvobitnih, 11 pa se jeh pojavlja le v razpadajočih verigah prvobitnih elementov. V makroskopskih količinah v čisti obliki še ni bil opažen noben element, težji od ajnštajnija (element 99), prav tako ne astat (element 85); francij (element 87) je bil fotografiran le v obliki svetlobe, ki jo oddajajo mikroskopske količine (300.000 (300.000 atomov).
Nabori elementov V kronološkem zaporedju to poglavje obravnava kovine in nekovine (ter polkovine); kategorije elementov; skupine in periode; in bloke periodnega sistema. Čeprav razpoznavanje kovin kot trdne, topne in v splošnem kovne snovi izvira že iz antike, je bil morda Antoine Lavoisier prvi, ki je leta 1789 uradno ločil kovine in nekovine ('non-métalliques') v njegovem 'revolucionarnem' delu Traité Élémentaire de Chimie. Leta 1811 je Berzelius nekovinske elemente označil za polkovine zaradi njihove sposobnost tvorjenja oksianionov. Leta 1825 je v popravljeni nemški izdaji svojega Učbenika kemije razdelil polkovine v tri razrede. To so bili: stalno plinasti 'gazolyta' (vodik, dušik, kisik); prave polkovine (žveplo, fosfor, ogljik, bor, silicij); in 'halogenia', ki tvorijo sol (fluor, klor, brom, jod). Šele pred kratkim, od sredine 20. stoletja, se izraz polkovina pogosto uporablja za označevanje elementov z vmesnimi ali mejnimi lastnostmi med kovinami in nekovinami. Mendelejev je objavil svoj periodni sistem leta 1869, skupaj s sklici na skupine družin elementov, vrsticami ali periodami. Hinrichs je zapisal, da je mogoče na periodnem sistemu narisati črte, ki razmejijo lastnosti, ki nas zanimajo, na primer elementi s kovinskim sijajem (v nasprotju s tistimi, ki nimajo takšnega sijaja). Charles Janet naj bi bil leta 1928 prvi, ki se je skliceval na bloke periodnega sistema.Charles Janet, La classification hélicoïdale des éléments chimiques, Beauvais, 1928
Kovine, polkovine in nekovine desno|thumb|, , in
Klasifikacija je lahko različna glede na fokus avtorja.|300pxGlede na skupne fizikalne in kemijske lastnosti lahko elemente razvrstimo v glavne kategorije kovine, metaloidi oz. polkovine in nekovine. Kovine so na splošno sijoče, visoko prevodne trdne snovi, ki med seboj tvorijo zlitine in solem podobne ionske spojine z nekovinami (razen z žlahtnimi plini). Večina nekovin so obarvani ali brezbarvni plini; nekovine, ki tvorijo spojine z drugimi nekovinami, imajo kovalentno vez. Med kovinami in nekovinami so polkovine, ki imajo vmesne ali mešane lastnosti.
Kovine in nekovine lahko nadalje razvrstimo v podkategorije, ki kažejo stopnjo kovinskih in nekovinskih lastnosti, ko se premikamo v vrsticah od leve proti desni strani. Kovine lahko razdelimo na visoko reaktivne alkalne kovine, preko manj reaktivnih zemeljskoalkalijskih kovin, lantanidov in aktinoidov, preko arhetipskih prehodnih kovin, z zaključkom pri fizikalno in kemijsko šibkih po-prehodnih kovinah. Nekovine se lahko preprosto razdelijo na večatomske nekovine, saj so bližje polkovinam in kažejo nekatere kovinske lastnosti v začetni stopnji; na nekovinske dvoatomske nekovine, nekovinske in skoraj popolnoma inertne monatomske žlahtne pline. Specializirane skupine, kot so ognjevarne kovine in plemenite kovine, so primeri podskupin prehodnih kovin, tudi poznane in občasno označene.
Uvrščanje elementov v kategorije in podkategorije, ki temeljijo samo na skupnih lastnostih, je nepopolno. V vsaki kategoriji se na mejah pojavljajo neskladja med lastnostmi, kot je to pri večini klasifikacijskih shem. Berilij je na primer uvrščen med zemeljskoalkalijske kovine, čeprav je njegova amfoterna kemična sestava in težnja, da večinoma tvori kovalentne spojine, značilnosti kemijsko šibkih in po-prehodnih kovin. Možne so tudi druge klasifikacijske sheme, na primer delitev elementov na mineraloške kategorije pojavnosti ali na kristalne strukture. Kategorizacija elementov na ta način sega vsaj v leto 1869, ko je Hinrichs zapisal, da je mogoče v periodnem sistemu postaviti preproste mejne črte, da se prikažejo elementi s skupnimi lastnostmi, kot so kovine, nekovine ali plinasti elementi.
Kategorije Elementi periodnega sistema, ki so prikazani v tabeli, so razdeljeni v devet kategorij; šest kategorij za kovine in dve za nekovine ter kategorija polkovin. Različni avtorji lahko uporabljajo različne sheme kategorizacije, odvisno od lastnosti, ki nas zanimajo.
Posamezna kategorija ni nujno izključujoča glede na svoje ime, meje ali lastnosti. Na primer, medtem ko je berilij v skupini 2 obarvan kot zemljoalkalijska kovina, je v naravi bolj amfotermen kot alkalijska kovina. Težji člani skupine 3 so prikazani kot lantanoidi in aktinoidi, čeprav so oboji tudi prehodne kovine. Prehodne kovine v skupini 3; lantanoidi in aktinoidi, so v naravi alkalijske kovine, tako kot alkalijske kovine v skupini 1.
Znanstvenikom ni treba "izgubiti spanja zaradi težkih primerov, če klasifikacijski sistem prinaša ekonomičnost opisovanja, strukturiranje znanja in našega razumevanja, težki primeri pa predstavljajo malo manjšino."
Alkalijske kovine, zemljoalkalijske kovine Razlika med obema kategorijama je bolj stopnja lastnosti kot vrsta. Kemiji obeh kategorij kovin sta si v veliki meri podobni. Večina teh kovin tvori osnovne okside (Be je amfoteričen). Alkalijske kovine so lahke, mehke, visoko reaktivne z nizko temperaturo tališč in vrelišč. Zemljoalkalijske kovine imajo višja tališča, vrelišča in gostoto od alkalijskih kovin, po reaktivnosti so takoj za njimi.
Prehodne kovine Srednje do zelo goste kovine, z visoko temperaturo tališč in vrelišč; nekatere so zelo trde, so trdni in žilavi in odporni na korozijo. Elementi od Rf naprej so sintetizirani. Značilne lastnosti so spremenljiva valenca, barva in tvorba kompleksnih ionov. Oksidi so bazični, amfoterni ali kislinski, odvisno od oksidacijskega stanja.
Lantanoidi So zelo podobni Ca, Sr in Ba, vendar so mnogi težji in tvorijo večinoma bledo obarvane spojine. Lantanoidi so si podobni in jih je zato težko ločiti. Obstaja jih veliko, ampak so razpršeni; komercialne koncentracije so zato redke. Oksidi so močno do zmerno bazični.
Aktinoidi So mehke, goste in reaktivne kovine, tiste od Am naprej pa so sintetitizirane. Začetni aktinoidi (Th to Am) kažejo nekaj podobnosti s prehodnimi kovinami in imajo bazične ali amfoterne okside; kasnejši aktinidi so bolj podobni lantanoidom. Številni aktinoidi tvorijo obarvane spojine.
Šibke kovine Mehke (ali krhke) kovine z nizko trdnostjo in s tališči nižjimi od prehodnih kovin (daleč nižje v primeru Hg, ki je kapljevina). Kemijsko kažejo značilno nagnjenosti k kovalentni vezavi, kislinsko-bazični amfoterizmu in anionskim vrstam, kot so aluminati, stanati in bizmutati. Lahko tvorijo tudi Zintlove faze (običajno krhke, obarvane in polprevodniške intermetalne spojine).
Polkovine Med kovinami in nekovinami se nahajajo elementi z mešanico kovinskih, nekovinskih ali vmesnih lastnostih. Izgledajo kot kovine, so krhke in so običajno polprevodniki, in ne pravi prevodniki. Večinoma se kemijsko obnašajo kot nekovine. Polkovine tvorijo šibko kisle ali amfoterne okside.
Reaktivne nekovine So brezbarvne, obarvane ali pa imajo (pod belo svetlobo) kovinski izgled. Večinoma so trdnine ali plini. Medtem ko so trdnine krhke, je večina le-teh znana tudi v prožnih ali gnetljivih oblikah.