周期表

読み：しゅうきひょう
外語：The periodic table of the elements

品詞：名詞

周期を横列、族を縦列として元素を並べた表のこと。

概要

周期表は、メンデレーエフにより提案された。

当初は横8族とした「短周期表」が使われたが、現在は横18族とした「長周期表」が用いられている。

かつての長周期表は、族を0とⅠ〜Ⅷで区分し、A・Bの亜族を置いて表現していた。亜族の置き方は、欧州式(旧IUPAC式)とアメリカ式(旧CAS式)で違っていた。日本は欧州式を使っていた。

現在は左から順に1、2、3…18と通し番号で表現する新IUPAC式を用いるのが通例である。

横18族とした長周期表が現在の主流で、少なくとも第7周期の118番元素あたりまでは綺麗に整理して表現できる。

長周期表

唯一特徴的なのは、3族の、第6周期にあるランタノイドと第7周期にあるアクチノイドで、これだけ表からはみ出している。

この理由は、いずれのグループに属する元素も、電子の数が増えても最外殻の電子数が変わらず互いに性質が似通っているためで、いずれも「3族」とするべき元素である。これを表に直接書くと横18に収まらず横長になってしまうため、このように欄外にまとめて記載されている。

拡張した周期表は様々な化学者により提唱されているが、中でもグレン・シーボーグのものが、もっとも無難で有名である。それまでの法則に合わせて、素直に、g軌道に対応するGブロック元素を追加したもので、第8周期と第9周期が付け加えている。

以下のグループ名称についてはシーボーグの提案とは別に暫定的に命名したもので、非公式である。

拡張長周期表

Superactinide (スーパーアクチニド、超アクチノイド) 121番から153番元素まで
- UB: Ubu-series (Unbiunoid) 121番から138番まで(5g殻)
- SA: Ute-series (Untrienoid) 139番から153番まで(6f殻、153番のみ7d殻)
Eka-Superactinide (エカスーパーアクチニド) 171から203番元素まで
- US: Usu-series (Unseptunoid) 171番から188番まで(6g殻)
- EA: Uoe-series (Unoctenoid) 189番から202番まで(7f殻、203番のみ8d殻)

但し、第8周期、第9周期の元素が存在できるかどうかは不明である。

例えば、リチャード・P・ファインマンによれば137番元素が限度で、138番以上ではボーアの原子模型で1s電子の速度が光速を超え、ディラック方程式での基底状態のエネルギーが虚数になってしまう、とする。

他に、174番元素以上では1s軌道の電子の束縛エネルギーが電子‐陽電子の対生成に必要なエネルギーを超えてしまい、電子殻が成立しなくなるとする説が存在する。

このように、様々な理由により、原子番号には上限が存在する。

2010(平成22)年、フィンランド・ヘルシンキ大学教授であり、国際量子分子科学アカデミー(IAQMS)の会長であるPekka Pyykköは、相対論効果を考慮した理論計算に基づくもの、として、172番まで拡張した周期表を提案した。

第8周期以降を素朴に拡張したシーボーグの拡張周期表とは明らかに違い、139番と140番が途中を飛ばしていきなり典型元素の所に出現したり、第8周期が埋まる前から第9周期に元素が並び始めたりと、かなり特殊な配列になっている。

日本では周期表の元素名を語呂合わせで覚えるという風習(奇習?)がある。

水素から順に「水兵リーベ僕の船、七曲がりシップスクラークか」などは殆どの高校で教わるが、縦の列の覚え方というものもあり、しかもどういうわけか揃いも揃ってスケベな語呂合わせばかりとなっている。

1族: H(えっちで) Li(リッチ) Na(な) K(かあちゃん) Rb(ルビー) Cs(せしめて) Fr(フランスへ)
2族: Be(ベッドに) Mg(もぐって) Ca(彼女と) Sr(するのは) Ba(バ) Ra(ラ色)
13族: B(僕に) Al(あるの) Ga(が) In(イン) Te(テリジェンス); B(僕にも) Al(あるの) Ga(が) In(いんきん) Te(たむし)
14族: C(く) Si(さい) Ge(芸) Sn(すん) Pb(な); C(Cを) Si(しすぎて) Ge(げっそり) Sn(すん) Pb(な)
15族: N(ニッ) P(ポンの) As(朝は) Sb(酢豚と) Bi(ビール); N(にっかつ) P(ポルノ) As(あす) Sb(サービス) Bi(び)
16族: O(おぉ) S(すげぇ) Se(世界は) Te(てんで) Po(ポルノだぜ); O(お) S(すきに) Se(せめ) Te(て) Po(ポルノじょう); O(オ) S(スの) Se(セックス) Te(鉄) Po(砲)
17族: F(ふっ) Cl(くら) Br(ブラジャー) I(愛の) At(痕)
18族: He(変な) Ne(ねーちゃん) Ar(ある) Kr(暗闇で) Xe(キスの) Rn(乱発); He(変な) Ne(ねーちゃん) Ar(あるとき) Kr(狂って) Xe(セックス) Rn(乱発); He(変な) Ne(ねーちゃん) Ar(あーん) Kr(カー) Xe(セックスで) Rn(ルンルン)