Властивості простих тіл, а також форми і властивості сполук елементів знаходяться у періодичній залежності від величини атомних ваг елементів.
Зі створенням теорії будови атомів стало зрозумілим, що фундаментальною властивістю елементу є не його атомна маса, а заряд ядра атома. Тому сучасне формулювання виглядає так:
Властивості елементів і утворених ними простих і складних речовин знаходяться у періодичній залежності від заряда ядра атомів елементів.
Проте зміст періодичного закону не зводиться до короткого формулювання і, як витікає з наукових праць Менделєєва, може бути викладений такими положеннями:
1) Усі види речовинної матерії складаються з хімічних елементів – різних видів атомів.
2) Хімічні елементи знаходяться у тісному взаємозв’язку і взаємозалежності так, що можуть бути розташовані в природній ряд, у якому кожний з них буде мати властивий тільки йому порядковий номер.
3) Знаючи місце елемента в природньому ряді можна достатньо точно описати його властивості, здійснити виправлення його атомної маси, валентності, передбачити можливість синтезу нових його сполук.
4) Властивості хімічних елементів зі збільшенням порядкового номера змінюються періодично так, що через певне, проте не завжди одне й теж число номерів, повторюються валентності елементів, форми хімічних сполук і деякі інші властивості.
5) Подібні елементи, крім періодичної віддаленості, можуть розташовуватися і поряд.
6) Періодичний закон має графічний вираз у вигляді періодичної системи елементів.
3. У 1871 році Д.І.Менделєєв об’єднав 17 стовпців у 8 груп, і цей варіант періодичної системи виявився найбільш вдалим і довговічним. Іноді користуються так званим довгим варіантом.
Основних структурних елементів періодичної системи два – період і група. Період – це ряд елементів, у якому вони розташовані у порядку зростання їх номерів і який починається з лужного металу (або водню) і закінчується інертним елементом. Усього періодів 7: перший найменший (2 елемента), два малих (по 8 елементів), два великих (по 18 елементів), шостий – найбільший (32 елемента) і останній сьомий – незакінчений.
Якщо прослідкувати за зміною властивостей елементів великих періодів, то можна помітити, так звану внутрішню періодичність, що не спостерігається в малих періодах. Так, у V періоді металічні властивості послаблюються від елемента до елемента і найбільш слабо вони виражені у Ru, Rh, Pd. Наступні елементи (Ag, Cd, In, Sn) мають більш високу металічну активність, особливо Cd. Від Cd до Te металічні властивості знову понижуються, і наступний І – типовий неметал. Закінчується період, як завжди, інертним газом Хе.
Дуже важливою структурною одиницею системи є група – ряд подібних за електронною структурою і властивостями елементів, що належать до різних періодів. Усього груп 8.
Великі періоди надають внесок у кожну групу (окрім ІІІ і VIII) по два елементи. Оскільки ці елементи суттєво відрізняються за своїми властивостями (наприклад K і Cu, Mn і Br), їх ще Менделєєв відніс до різних підгруп – головної і побічної (А і В). До складу побічної підгрупи ІІІ групи входять ще по 14 лантаноїдів і актиноїдів, а VIIIВ підгрупи – 6 платинових металів (платиноїдів) і Fe, Co, Ni. Завдяки близькості властивостей останніх, їх часто об’єднують при вивченні в так звані родини. Таким чином, родин всього 4: заліза, платини, лантану і актинію.
Подібність (аналогія) у властивостях елементів у підгрупах і родинах пояснюється їх електронною будовою. Це – вертикальна (класична, менделєєвська) і горизонтальна (лінійна) аналогія. Пізніше вчені помітили, що певну подібність у властивостях проявляють елементи, розташовані по діагоналі: Li–Mg, Be–Al, B–Si, In(I)–K, Nb–Ti, La–Ca.
4. Номер групи у більшості випадків вказує на максимально можливу валентність для цього елемента, але є винятки, наприклад, О – ІІ.
Сусідні елементи вказують на характер хімічних властивостей, так, наприклад, АІ – менш активний метал, ніж Мg, але Si – сусід вже неметал.
Порядковий номер елемента відповідає позитивному заряду його атома, тобто кількості протонів і електронів. Різниця між атомною масою дорівнює кількості нейтронів. Неціла атомна маса свідчить про існування цього елемента у природі у вигляді двох або більше ізотопів.
Період, у якому знаходяться елементи, вказує на кількість електронних оболонок.
Знаючи місце елемента в періодичній системі, можна скласти формулу водневої сполуки, оксида, кислоти або основи.
