Металлы, неметаллы и металлоиды

Больше трёх четвертей элементов являются металлами. Неметаллы теснятся в правом верхнем углу.

Посмотри на то, что лежит на кухонном столе: стальной нож, алюминиевая банка, медное дно кастрюли, а рядом горка сахара и стакан воды. Первые три предмета сделаны из металлов. Сахар и вода состоят из неметаллов: углерода, водорода и кислорода. Их легко отличить на ощупь и на вид, и химики пользуются теми же простыми признаками, чтобы разделить элементы на две большие семьи с узкой пограничной полосой между ними.

Что делает металл металлом

Металлы блестят на свежем срезе, хорошо проводят электричество и тепло, их можно расплющить в лист или вытянуть в проволоку, и они не раскалываются. Почти все они твёрдые при комнатной температуре. Жидкая только ртуть, она плавится примерно при −39 °C. В реакциях металлы обычно отдают внешние электроны и становятся положительными ионами. Поэтому они занимают левую часть и середину таблицы: там у атомов немного внешних электронов, и оторвать их довольно легко.

Модель делит металлы на несколько семейств по раскраске PubChem. Щелочные металлы (группа 1, кроме водорода) и щелочноземельные металлы (группа 2) самые активные. Переходные металлы заполняют группы с 3 по 12, среди них железо, медь, серебро и золото. Постпереходные металлы, например алюминий, олово и свинец, стоят сразу слева от лесенки. Лантаноиды и актиноиды тоже металлы.

Неметаллы

Неметаллы тусклые или прозрачные, в твёрдом виде скорее ломаются, чем гнутся, и плохо проводят электричество. Многие из них газы: водород, азот, кислород, фтор, хлор и вся группа 18. Бром жидкий, а углерод, фосфор, сера, селен и йод твёрдые. В реакциях неметаллы обычно принимают электроны или делят их с другими атомами. Так они связываются друг с другом в молекулы, например воды и сахара. Галогены и благородные газы в модели окрашены отдельно, потому что это очень своеобразные семейства.

Лесенка и металлоиды

От бора вниз к астату тянется ломаная линия. Элементы вдоль неё, например бор, кремний, германий, мышьяк, сурьма и теллур, называют металлоидами. Они немного похожи на металлы, но хрупкие. Электричество они проводят лучше неметаллов, но гораздо хуже металлов. Самый известный пример: кремний. Его умеренную проводимость можно регулировать, добавляя крошечные количества других элементов, и на этом основан компьютерный чип. PubChem относит к металлоидам и полоний. В разных книгах границу проводят немного по-разному, особенно для полония и астата, так что не удивляйся, если в другой таблице они окрашены иначе.

Водород стоит особняком. Он находится над литием в группе 1, потому что у него один электрон, но это газ из молекул H₂, и ведёт он себя как неметалл. Его место определяется числом электронов, а не сходством с семейством.

Если посчитать цветные плитки в модели, PubChem относит к семействам металлов 91 из 118 элементов: 6 щелочных металлов, 6 щелочноземельных, 38 переходных, 11 постпереходных, 15 лантаноидов и 15 актиноидов. Это около 77%. Ещё 7 элементов являются металлоидами, а оставшиеся 20 делятся на 7 неметаллов, 6 галогенов и 7 благородных газов. Многие самые тяжёлые элементы получали лишь по нескольку атомов за раз, поэтому их семейство предсказано по положению в таблице, а не измерено.