元素周期表
yuán sù zhōu qī biǎo
元素周期表按原子序数递增的顺序，以行和列排列所有已知元素，使性质相似的元素排在同一列。
Definition
元素周期表是按原子序数顺序排列全部元素的图表，性质相近的元素被排在同一列中。它把已知的 $118$ 种元素组织成 $7$ 个横向周期和 $18$ 个纵向族；同一族的元素价电子数相同，化学性质相似；金属位于左侧和中部，非金属位于右侧，类金属则沿着两者之间的阶梯状分界线分布。周期表是周期律的表格化表达：元素性质随原子序数呈周期性重复，因为电子排布本身就是周期性重复的。周期表按正在填充的亚层分为 $s$、$p$、$d$、$f$ 区，镧系和锕系（$f$ 区）通常单独列在下方；原子半径、电离能、电子亲和能和电负性的周期性变化趋势，都源于有效核电荷和电子屏蔽效应。
Example
氢位于左上角第 $1$ 格，氦位于右上角第 $2$ 格，金则在中部偏下的第 $79$ 格。锂、钠、钾都位于第 $1$ 族，各有一个价电子，都能与水剧烈反应；而第 $17$ 族的氟、氯、溴各有七个价电子，都能形成 $-1$ 价离子。在第 $3$ 周期从左到右，原子半径从钠的 $186\text{ pm}$ 缩小到氯的 $100\text{ pm}$，因为核电荷从 $11$ 增加到 $17$，而屏蔽效应几乎不变；沿第 $1$ 族从上到下，第一电离能从锂的 $520\text{ kJ/mol}$ 降到铯的 $376\text{ kJ/mol}$，因为价电子离原子核越来越远。
Key Insight
周期表是一张地图，而不仅仅是一份清单；一种元素在表中的位置，在你查阅具体数据之前就已经透露出它的许多行为特征。门捷列夫在1869年的周期表中，为当时尚未发现的元素留下了空位，并预测了它们的性质；后来镓和锗被发现，其性质与他的预测高度吻合，这让化学家们确信这张表格是真实可靠的。周期表的形状直接映射了量子力学：$s$ 轨道对应两列，$p$ 轨道对应六列，$d$ 轨道对应十列，$f$ 轨道对应十四列；而这一结构早在能够解释它的理论出现之前几十年，就已经通过经验总结出来了。