周期表の種類

短い周期表は、およそ8列で構成されています。この形式は、1871年にメンデレーエフが8列の周期表を発表して以来、広く普及しました。

このセクションには、同じ表の現代版も掲載されています。

1860年代に化学周期性を発見したメンデレーエフらは、元素を原子量の順に並べると、8元素ごとに物理化学的性質がほぼ繰り返されることに気づいた。そこでメンデレーエフは、当時知られていた元素を8列の表に整理した。彼はその表を使って、当時まだ知られていなかった元素の性質を予測した。的中率は50%未満だったが、彼の成功が化学元素の周期表という考え方を広く受け入れるきっかけとなった。^{[ 8 ]} 8列の形式は、メンデレーエフの出身国であるロシアをはじめ、今日でも人気がある。

イギリスの化学者ジョン・ニューランズが1866年にロンドン化学会に同じ考えの核心を提示しようとした以前の試みは失敗に終わった。 ^{[ 9 ]}当時のイギリスの傾向として、会員たちは理論的な考えにあまり積極的ではなかった。^{[ 10 ]}彼は自分の考えをオクターブの法則と呼び、ある時点では8つのキーの音階との類推を示した。

同僚の化学者であるジョン・グラッドストンは、ニューランズの表は未発見の元素が残っていないことを前提としているとして異議を唱えた。「ここ数年でタリウム、インジウム、セシウム、ルビジウムが発見されたが、今やもう1つ発見されれば、この体系全体が覆されるだろう。」^{[ 9 ]}彼は、最後の縦列に挙げられている金属の間には、同じ横列に並んでいるどの元素にも劣らないほどの類似性があると信じていた。

同僚のイギリス人化学者キャリー・フォスターは、ニューランズに、元素を頭文字の順に調べたことがあるかと冗談交じりに尋ねた。フォスターは、どのような配列でも時折偶然の一致は見られるだろうと考えていたが、マンガンとクロム、あるいは鉄とニッケルとコバルトをあまりにも遠く離して並べるような配列は非難した。

周期表の簡略版の利点は、そのコンパクトなサイズと、典型元素と遷移金属元素の関係性を示している点である。

その欠点は、塩素とマンガンなどの異質な元素を一緒にグループ化しているように見えること、金属と非金属の分離が見分けにくいこと、「無色で反磁性のイオンを生成する元素と有色で常磁性のイオンを生成する元素を一緒にグループ化することに矛盾があること、水素、ランタノイド元素、アクチノイド元素の妥当な位置が欠如していること」である。^{[ 11 ]}

その他注目すべき短い周期表には以下のようなものがある。

• 1862年 — マイヤーのシステム: 6列に28要素^{[ 12 ]}
• 1895年 — レトガーの周期表：希土類元素の周期内配置（a）^{[ 13 ]}
• 1902年 — ブラウナーの表：希土類元素の周期内配置（b）^{[ 14 ]}
• 1906年 - メンデレーエフの周期表：HとHeの間に6つの元素が欠落しているとされる^{[ 15 ]}
• 1919年 — ハックの表。上半分に9列、下半分に11列ある。表内の要素の位置によってその特性が決まる。^{[ 16 ] [ n4 ]}
• 1923年 — デミングのもう一つの表：メンデレーエフ式で金属と非金属の間に境界線がある^{[ 17 ]}
• 1924年 — ハバードの原子図：アメリカの古典^{[ 18 ]}
• 1935年 — ライスベルゲの表：分離されたブロック^{[ 19 ]}
• 1945 — クラフトのテーブル: 10 グループ^{[ 20 ]}
• 1950年 — シジウィックの分類（メンデレーエフ）：ランタニドは共存し、アクチニドは断片化される^{[ 21 ]}
• 1960年 — インターナショナル・レクティファイアー・コーポレーションの表：レインボースタイル^{[ 22 ]}
• 1975年 — シュカレフのシステム：遷移金属は自分自身に戻る^{[ 23 ]}
• 2011年 — トレスヴィアツキーの表：ランタニドとアクチニドのグループへの割り当て^{[ 24 ]}

三角形の表の列幅は2-8-18-32程度である。初期の例は1882年にベイリーによって提供された。^{[ 27 ]}

接続線を用いることで、このような表は要素間の類似した特性をより容易に示すことができる。

ある意味では、これらは短い表と中くらいの表の中間的な形式を表していると言えるでしょう。なぜなら、完全に成熟したバージョンの平均幅（幅は2+8+18+32 = 60）は15列だからです。

この形式の初期の欠点は、対称性の考察に基づいて欠落した元素を予測することであった。例えば、ベイリーは希土類金属をジルコニウムやニオブなどの他の元素の間接的な類似物と考えたが、この仮定は大部分が根拠のないものであることが判明した。^{[ 28 ]}

この形式の利点は、見た目の美しさと比較的コンパクトなサイズである。欠点は、幅が広いこと、描画が難しいこと、そして従来の長方形形式に比べて特定の周期的な傾向や関係性を解釈するのがより困難になる可能性があることである。

その他、注目すべき三角形の周期表には以下のようなものがある。

• 1895年 — トムセンの体系的な配列: 電気陽性元素と電気陰性元素にラベルが付けられている^{[ 29 ]}
• 1911年 — アダムの表：ランタニド（左）と放射性元素（右）の分離^{[ 30 ]}
• 1922年 — ボーアのシステム：現代の原子理論に基づく^{[ 31 ]}
• 1935年 — ズマチンスキーの表：H-He の上の周期 0 ^{[ 32 ]}
• 1949年 — アントロポフの表現がフリッツ・シェーレによって改訂され、ランタニドとアクチニドが本体に含まれるようになった^{[ 33 ]}
• 1952年 — コーリエルの表：分岐群は3と13に限定される^{[ 34 ]}
• 1953年 — カプスティンスキーの表：周期0に電子と中性子が追加され、各周期は1回繰り返される。中性子（陽子、電子、反ニュートリノに崩壊する）と水素の間には二次的な対角関係がある。^{[ 26 ]}
• 1967年 — サンダーソンの表：2-8-10-14の積み重ねられた周期^{[ 35 ]}
• 1987年 — 周期表の階段ピラミッド形式：1882年のベイリー^{[ 36 ]の現代版}
• 1989年 — シーボーグの電子殻表：Z = 168まで^{[ 37 ]}
• 1995年 — クラインの表：各新しいブロックの開始時に区切りを入れる^{[ 38 ]}
• 2023 — マークスによるメンデレーエフの1869年の周期表の逆三角形バージョン：第1層にはHとHeだけではなくsp元素が含まれている^{[ 39 ]}

中型の表には約18列あります。この形式が人気なのは、作成の容易さとサイズのバランスが良く、原子の秩序と周期的な傾向を表現できるためと考えられています。^{[ 43 ]}

デミングが1923年に出版した教科書「一般化学：基本原理の産業応用を重視した初歩的な概論」の初版に掲載された中型の表は、18列の表を普及させたと言われている。^{[ 44 ] [ n6 ]}

ルロイ^{[ 45 ]}は、デミングの表について、「これは『18列』形式としてよく知られている」と述べ、「初級クラスへの提示という点では、オリジナルのメンデレーフ型よりも非常に顕著な改善である」と述べている。

メルク社は1928年にデミングの表の配布用資料を作成し、アメリカの学校で広く配布されました。1930年代までには、彼の表は化学のハンドブックや百科事典に掲載されるようになりました。また、サージェント・ウェルチ科学会社によって長年配布されました。^{[ 46 ] [ 47 ] [ 48 ]}

中間形式の利点は、元素の位置と電子構造を関連付け、元素の特徴である垂直、水平、斜めの傾向に対応し、金属と非金属を分離することである。欠点は、主族元素と遷移金属の関係を不明瞭にすることである。

その他注目すべき中規模テーブルには以下のようなものがあります。

• 1893年 — ラングの17列表：現代の18列表の先駆け^{[ 49 ]}
• 1920年 — スチュワートの配置: ランタニドは18列に収容されている^{[ 50 ]}
• 1945年 — シーボーグの表：ランタニドを補完するアクチニド系列を提案した^{[ 51 ]}
• 1956年 — レミーの「長」周期形態：ウラン化物とシーボーグのアクチニドが競合^{[ 52 ]}
• 1976年 — シーボーグの未来的な表：Z = 168までの元素^{[ 53 ]}
• 1980年 — ジョドニュのタブロー：逆さま^{[ 54 ]}
• 1990年 — IUPACレッドブック表：15幅のfブロック^{[ 55 ]}
• 2002 — 無機化学者の表：主要および副次的パターンを示す。^{[ 56 ]}
• 2006 — セッリのテーブル: 対称^{[ 57 ]}

長い表には約32列あります。初期の例としては、Bassett (1892) ^{[ 58 ]}による37列の表（水平方向ではなく垂直方向に配置）、Gooch & Walker (1905) ^{[ 59 ]}による25列の表、Werner (1905) ^{[ 60 ]}による33列の表などがあります。

このセクションの最初の画像は、いわゆる左ステップテーブルを示しています。

• グループ1とグループ2（Sブロック）は、表の右側に移動されました。
• sブロックが1行上にシフトされるため、sブロックに含まれていないすべての要素は、標準テーブルよりも1行下に移動します。例えば、標準テーブルの4行目の大部分は、このテーブルでは5行目に相当します。
• ヘリウムは第2族に分類される（第18族ではない）。

元素は原子番号（Z）の順に配置されている。

左側の階段状の表は、 1928年にチャールズ・ジャネットによって、当初は美的目的で開発されたものです。とはいえ、この表はマデルングのエネルギー順序規則と合理的な対応関係を示しています。マデルングのエネルギー順序規則とは、中性原子の基底状態における電子殻が満たされる概念的な順序のことです。

比較のために、より一般的な長周期の周期表も掲載しています。

長い形式のメリットは、ランタノイドとアクチノイドが周期表のどこに位置づけられるかが分かる点であり、デメリットはその幅の広さである。

その他注目すべき長表には以下のようなものがある。

• 1892年 - バセットの垂直配置: 横に37列^{[ 58 ]}
• 1905年 — グーチ＆ウォーカーのシステム：25列^{[ 61 ]}
• 1905年 — ヴェルナーの編曲: 33グループ^{[ 60 ]}
• 1927年 - ルロイの表：左ステップ前駆因子；3組の遷移要素^{[ 62 ]}
• 1928年 — コルビノの右ステップ表：要素間に隙間なし^{[ 63 ]}
• 1934年 - ロマノフのシステム：アクチニドをランタニドの下に置いた最初の長い形式（分割されたdブロックを含む）^{[ 64 ]}
• 1964年 — ターンストロムの周期表：ヴェルナー（1905年）による完全ブロックシステムと水平ボーア線システムの利点を活用した3つの組み合わせの表。その結果はジャネット（1928年）の左階段形に似ている^{[ 65 ]。}
• 1982 — Periodiska systems rätta form: Left step variation with novel placement of H-He ^{[ 66 ]}
• 2002 — Tabla Periódica de Los Elementos Químicos-Forma Armonica - Sistema A-2 (化学元素の周期表 - 調和形式): グループ 1 と 2 が再分配された左ステップのバリエーション^{[ 67 ]}
• 2018 — ベイルキンの表：ランタニドとアクチニドを組み込んだ対称表^{[ 68 ]}

円形、螺旋状、レムニスケート状、またはらせん状の表を含む。

このセクションに示されているクルックスのレムニスケート周期表では、以下の元素が互いに下に位置しています。

マンガンと鉄、ニッケル、コバルトとの共存については、この記事の分類されていないセクションにある、1918年のフォン・ビホフスキーの表の現代版で後述されている。

フランスの地質学者アレクサンドル＝エミール・ベギュイエ・ド・シャンクルトワは、原子量を用いて周期性の分類を行った最初の人物である。彼は元素を、16 分割された金属円筒の周囲に連続した螺旋として描いた。^{[ 71 ]}酸素の原子量は 16 とされ、他のすべての元素と比較される基準として使用された。テルルは中心に位置し、vis tellurique、つまりテルル螺旋を想起させた。

この形式の利点は、元素が連続した配列を形成していることを多かれ少なかれ強調できる点にある。とはいえ、連続表は、従来の長方形の周期表に比べて、作成、読み取り、記憶するのが難しい。

連続周期表のその他の注目すべき形式には、以下のようなものがある。

• 1867年 — ヒンリックスによる原子力学プログラム：現代の周期表に見られる多くの主要な周期関係を捉えつつ、二次的な関係を示す試みでごちゃごちゃしていない^{[ 72 ]。}
• 1886年 - シェパードの自然分類：螺旋状の形とそれをチューブに変える手順^{[ 73 ]}
• 1905年 — グーチとウォーカーによる元素の一次、二次、三次系列：Ln の二重周期性の初期の描写^{[ 74 ]}
• 1914年 — ハックスの周期表：モズレーの原子番号を考慮した最初の螺旋であり、連続的に大きくなる螺旋のペアを示した最初のもの。また、Hが中央に単独で位置している点も興味深い^{[ 75 ]。}
• 1925年 — クルティーヌによる周期表の模型：潜水艦や城のような外観の螺旋^{[ 76 ]}
• 1939年 — アーウィンの周期表：周期性のパターンの詳細な分析^{[ 77 ]}
• 1940年 - ガモフ[最初の]リボン周期表：希ガスを第0族として^{[ 78 ]}
• 1965年 - アレクサンダーの元素配置：原子の配置に関する教育がチャートに始まる時点を補完するように設計されており、地球儀が現実を確立するのと同様に、平面印刷された投影図や地図の重要性と便利さを強調している^{[ 79 ]。}
• 1999年 — モランの螺旋周期表：六角形^{[ 80 ]}
• 2003 — 化学銀河 II: 元素を結びつけ、化学の天文学的な広がりを表現し、想像力を刺激し、宇宙の根底にある秩序への驚きを呼び起こす星空の道筋^{[ 81 ]}
• 2010年 — ハリソン螺旋周期表：元素の配置は、H.G.デミングの1923年の周期表に非常に近いもので、AB番号付けが初めて使用され、「B」グループの特徴的な酸化物を「A」グループの酸化物に対応付けた。^{[ 82 ]}

折りたたみ機構を備えたこのようなテーブルは、比較的珍しい。

• 1895年 — 初期の例としては、デイビッド・オーム・マッソンによる周期表の「フラップ」モデルがある。^{[ 84 ]}
• 1915年 —ウィリアム・ラムゼイは著書『大気のガス』の中で、 220ページから221ページに移動できる折り目（またはフラップ）付きの周期表を掲載した。^{[ 85 ] [ 86 ]}
• 1950年 — マカッチョンは、dブロックとfブロックがsブロックとpブロックの上に折り畳まれたフラップとして描かれた短い表を公表した。^{[ 83 ]}
• 2015年 — 量子フォールド周期表。^{[ 87 ]}
• 2016年 — 伝統的な日本の「周期表」様式による左階段状の周期表。^{[ 88 ]}
• 2022 —六角形周期表。^{[ 89 ]}

このような表の利点は、その斬新さと、通常は空間周期表を必要とする関係性を表現できる点にあり、しかも二次元表の携帯性と利便性を維持している。欠点は、作成にやや手間がかかることである。

空間テーブルは3次元以上を横断する（らせんテーブルは連続テーブルに分類される）。このようなテーブルは比較的ニッチな分野であり、従来のテーブルほど広くは使用されていない。独自の利点がある一方で、その複雑さとカスタマイズの必要性から、多次元的な関係性をより深く理解する必要がある専門的な研究、高度な教育、または特定の研究分野に適している。

その他注目すべき空間周期表には以下のようなものがある。

• 1920年 — コールワイラーのシステム：最初の空間システム—遷移グループとランタニド元素の柱で接続された平行平面^{[ 91 ]}
• 1925年 — フレンドの周期球：最初の球形^{[ 92 ]}
• 1945年 — タルパンの元素のグノモン分類：二重ピラミッドの形をした空間図^{[ 93 ]}
• 1949年 — Wringleyのラミナシステム：初の2D/3Dハイブリッド^{[ 94 ]}
• 1954年 — サボとラカトシュによる周期表の体積モデル：モジュール式アパート複合施設の形態^{[ 95 ]}
• 1965年 —ジゲールの周期表：風見鶏の形^{[ 96 ]}
• 1972年 — 八角柱周期表^{[ 97 ]}
• 1982年 — セメント化学者の周期表^{[ 98 ]}
• 1983年 — 周期ピラミッド^{[ 99 ]}
• 1989年 — ストウの物理学者の周期表：4次元^{[ 100 ]}
• 1990年 — デュフォーの周期表^{[ 101 ]}
• 1992年 — Magarshak & Malinskyの3次元周期表：第3族をSc-Y-La-Acとする量子力学に基づく表^{[ 102 ]}
• 2003 — 周期系の図解表現：建物として^{[ 103 ]}
• 2003年 — 2つの円形劇場型ピラミッド周期表^{[ 104 ]}
• 2011 — アルダースリー 3D 周期表: 4 つのアパートとして^{[ 105 ]}
• 2014 — ADOMAH 周期表ガラスキューブ：立方体の中にある正四面体の中に分離された表^{[ 106 ]}
• 2019 — グレンジャーの「直交平面と交差する同心球」による基本周期性：部屋またはテーブルの隅にあるテーブル^{[ 107 ]}

分類されていない周期表は、容易に分類できない。

• 1891年 — ウェントの元素の生成ツリー^{[ 109 ]}
• 1893年 — ネチャエフの切頭円錐^{[ 110 ]}
• 1907年 — 屈折率を示すための元素のグループ分け：左から第12族から右の第13族まで続く^{[ 111 ]}
• 1918年 - チェルケソフ：2つの周期表：マンガンは第7族ではなく第8族にある^{[ 112 ]}
• 1920年 — スチュワートによる元素の配列: 14個のランタノイドが組み込まれています^{[ 50 ]}
• 1934年 — ロマノフのシステム：螺旋レムニスケートの組み合わせ^{[ 64 ]}
• 1944年 — ミュラーのツリーシステム^{[ 113 ]}
• 1950年 — クラークによる周期表の改訂：アリーナシステム^{[ 114 ]}
• 1971年 — クラーク、ジョン OE 周期表^{[ 115 ]}
• 2005年 — リッチの周期表は対角線の関係を明らかにしている：左側に非金属、右側に金属^{[ 116 ]}
• 2018 — ベイルキンの元素周期表: 4n ²周期、ここで n = 2,3...、対称性、規則性、優雅さがジャネットの左階段表よりも優れている^{[ 117 ]}
• 2019 — アレクサンダー配置の展開と再展開：3次元空間でsブロックから離れるp、d、fブロック^{[ 118 ]}
• 2023年 — デミングの1923年の周期表、更新版：25列幅^{[ 119 ]}
• 2023 — 陰陽周期表：左階段表と従来の表の融合^{[ 120 ]}
• 2026 — ペアと正方形の周期表：周期は線ではなく、二重の正方形として均一に配置されます。そのため、元素族は列のブロックではなく、色で強調された合同なC字型の縞を形成します。^{[ 121 ]}