Металлы, неметаллы и металлоиды в периодической таблице

Металлы

Более 80 из 118 элементов — металлы, включая щелочные и щёлочноземельные металлы, переходные и постпереходные металлы, лантаноиды и актиноиды. Металлы блестят, хорошо проводят тепло и электричество, ковки (их можно расплющивать в листы) и пластичны (их можно вытягивать в проволоку). При комнатной температуре все они твёрдые, кроме ртути. В реакциях они склонны терять электроны и образовывать положительные ионы, а их оксиды обычно основные.

Неметаллы

В этом виде к неметаллам отнесены 18 элементов: водород, химически активные неметаллы углерод, азот, кислород, фосфор, сера и селен, галогены и благородные газы. Твёрдые неметаллы обычно тусклые и хрупкие, а большинство неметаллов плохо проводят тепло и электричество; заметное исключение — графит, форма углерода. Одиннадцать неметаллов при комнатной температуре — газы, а бром — жидкость. Неметаллы склонны принимать электроны или обобществлять их, образуя отрицательные ионы или ковалентные связи, а их оксиды обычно кислотные.

Металлоиды и ступенчатая линия

Шесть показанных здесь металлоидов — бор, кремний, германий, мышьяк, сурьма и теллур. Они расположены вдоль ступенчатой линии, идущей от бора вниз к полонию и астату, и их свойства промежуточные: они выглядят как металлы, но хрупки, и проводят электричество лишь умеренно. Поэтому они полезные полупроводники — материалы внутри компьютерных чипов и солнечных элементов.

Где провести границу, отчасти вопрос выбора. Полоний и астат иногда называют металлоидами; в этой таблице полоний показан как металл, а астат вместе с галогенами — как неметалл. Водород стоит над группой 1, но является неметаллом. Сверхтяжёлые элементы начиная с мейтнерия отмечены как неизвестные, потому что получено слишком мало атомов, чтобы их исследовать.

Закономерность металлических свойств

Металлический характер, то есть то, насколько легко элемент теряет электроны и ведёт себя как металл, усиливается вниз по группе и ослабевает слева направо вдоль периода. Группа 14 ясно показывает это изменение: углерод — неметалл, кремний и германий — металлоиды, а олово и свинец — металлы. Поэтому наиболее металлические элементы находятся внизу слева в таблице, а наиболее неметаллические — вверху справа.

Пример: кремний блестит и серый, как металл, но раскалывается при ударе, и, в отличие от металла, при нагревании проводит электричество лучше. Добавление крошечных количеств других элементов, процесс, называемый легированием, управляет тем, насколько хорошо он проводит ток, и именно так делают транзисторы.