ブロック（周期表）

sブロックは、sが「シャープ」を意味し、方位量子数が0であることから、従来の周期表の左側に位置し、最初の2列の元素と最右列の1つの元素、非金属の水素とヘリウム、アルカリ金属（第1族）とアルカリ土類金属（第2族）から構成されます。これらの元素の一般的な価電子配置はn s ^1–2です。ヘリウムはs元素ですが、ほとんどの場合、第18族 の最右端、p元素のネオンの上に位置します。周期表の各行には2つのs元素があります。

sブロック（第2周期以降）の金属は、ほとんどが軟らかく、融点と沸点が低い。また、その多くは炎に色を付ける。

化学的に見ると、ヘリウムを除くすべてのs元素は反応性が高い。sブロックの金属は電気陽性度が高く、非金属、特に電気陰性度の高いハロゲン非金属と本質的にイオン結合性の化合物を形成することが多い。

pブロックは、pが「主」を意味し、方位量子数1を表す元素で、標準周期表の右側に位置し、13族から18族までの元素を含みます。これらの元素の一般的な電子配置はn s ² n p ^1–6です。ヘリウムは18族の最初の元素ですが、pブロックには含まれません。周期表の各行には、最初の行を除いて6つのp元素が配置されています（最初の行にはp元素はありません）。

アルミニウム（金属）、Z = 13

ケイ素（半金属）、Z = 14

リン（非金属）、Z = 15

このブロックは、金属、非金属、半金属の3 種類の元素すべてを含む唯一のブロックです。p ブロック元素は、グループごとに次のように記述できます。13 グループ、トリエル。14 グループ、テトレル。15 グループ、プニクトゲン。16 グループ、カルコゲン。17 グループ、ハロゲン。18 グループ、ヘリウムグループ（希ガス（ヘリウムを除く）とオガネソンから構成）。あるいは、p ブロックは、遷移後金属、半金属、ハロゲンを含む反応性非金属、希ガス（ヘリウムを除く）を含むものとして記述することもできます。

pブロック元素は、価電子（最外殻電子）がp軌道にあるという共通点を持つ。p軌道は、中心点から等間隔の角度で伸びる6つの葉状の形状から構成される。p軌道には最大6個の電子を収容できるため、pブロックには6つの列が存在する。pブロックの第1列である第13列の元素は、p軌道に1個の電子を持つ。第2列である第14列の元素は、p軌道に2個の電子を持つ。この傾向は、p軌道に6個の電子を持つ第18列まで続く。

このブロックは、最初の周期ではオクテット則が厳格に守られているが、それ以降の周期の元素はしばしば超原子価を示す。pブロック元素は、通常2の倍数だけ異なる可変酸化状態を示す。同族元素の反応性は、一般的に周期が進むにつれて低下する。（ヘリウムは18族においてネオンよりも反応性が高いため、この傾向を破るが、ヘリウムは実際にはsブロック元素であるため、pブロック元素に関する傾向はそのまま維持される。）

金属と非金属の結合は、電気陰性度の差に依存します。電気陰性度の差が十分に大きい場合、イオン結合が可能になります（例：Li ₃ N、NaCl、PbO）。比較的高い酸化状態の金属は共有結合構造を形成する傾向があり（例：WF ₆、OsO ₄、TiCl ₄、AlCl ₃）、より貴な金属は低い酸化状態でも同様です（例：AuCl、HgCl ₂ ）。また、 RuO ₂、ReO ₃、IrO ₂のように、電気伝導性（金属伝導性）を示す金属酸化物もあります。^{[ 4 ]}半金属は金属と共有結合化合物または合金を形成する傾向がありますが、その場合でも、最も電気陽性の金属（例：Mg ₂ Si）ではイオン結合が可能です。

dブロック元素は、dが「拡散」を意味し、方位量子数が2であることから、周期表の中央に位置し、第3族から第12族までの元素を含みます。これは第4周期から始まります。第4周期以降には、10個のdブロック元素のためのスペースがあります。これらの元素のほとんどまたはすべては、第1族と第2族の強い電気陽性金属と、第13族から第16族の弱い電気陽性金属との間の性質の遷移領域を占めるため、遷移金属としても知られています。第3族または第12族は、dブロック金属として数えられますが、遷移金属に特徴的な化学的性質（例えば、複数の酸化状態や有色化合物）をあまり示さないため、遷移金属として数えられない場合もあります。

dブロック元素はすべて金属であり、そのほとんどが1つ以上の化学的に活性なd軌道電子を持っています。異なるd軌道電子のエネルギー差は比較的小さいため、化学結合に関与する電子の数は変化する可能性があります。dブロック元素は、1の倍数で異なる2つ以上の酸化状態を示す傾向があります。最も一般的な酸化状態は+2と+3です。クロム、鉄、モリブデン、ルテニウム、タングステン、オスミウムは形式酸化数が-4まで低くなることがあります。イリジウムは、標準とはかけ離れた条件下でのみ+9の酸化状態を達成できるという特異な特徴を持っています。

d軌道（4つは四つ葉のクローバーの形をしており、5つ目はダンベルにリングが付いた形をしている）には、最大で5対の電子を収容できる。

一部の資料では、d軌道が完全に満たされている第11族および第12族元素をdsブロック元素として別々にリストしている。 ^{[ 5 ]}

fブロックは、fが「基本」を意味し、方位量子数3を表します。標準的な18列の表では脚注として表示されますが、32列の全幅表では、第2族と第3族の間の中央左に位置します。第6周期以降には、14個のfブロック元素が配置されます。これらの元素は、一般的にどのグループにも属さないと考えられています。これらは、第6周期と第7周期でsブロックとdブロックの間の遷移を提供するため、第4周期と第5周期でdブロック遷移金属がsブロックとpブロックの間の遷移の架け橋となるのと同様に、内部遷移金属と呼ばれることがあります。

fブロック元素は、周期6のランタンからイッテルビウムまでと、周期7のアクチニウムからノー​​ベリウムまでの2つの系列に分けられます。これらはすべて金属です。周期6のfブロック元素の化学ではf軌道電子の活性は低いですが、多少の寄与はあります。 ^{[ 6 ]}これらは互いにかなり似ています。周期7の初期のfブロック元素では、5f、7s、6d殻のエネルギーが非常に似ているため、f軌道電子の活性が高くなります。その結果、これらの元素は遷移金属の類似元素と同じくらい化学的変動を示す傾向があります。周期7のキュリウム以降の後期のfブロック元素は、周期6の対応する元素とよく似た振る舞いをします。

fブロック元素は、主に内殻f軌道に1つ以上の電子を持つという共通点を持つ。f軌道のうち6つはそれぞれ6つのローブを持ち、7つ目はダンベルとドーナツ、そして2つのリングで構成されている。f軌道には最大7対の電子を収容できるため、周期表では14列を占める。2つの元素からなる「グループ」では縦方向の周期的な傾向が見られないという理由から、fブロック元素には族番号は割り当てられていない。

fブロック元素の2つの14元素周期は、ランタノイドとアクチノイドと混同されることがある。ランタノイドとアクチノイドは、電子配置よりも化学的性質に基づいて分類された元素群である。これらの元素群は14元素ではなく15元素からなり、それぞれの周期においてdブロック元素の最初の元素であるルテチウムとローレンシウムまで広がっている。

多くの周期表では、fブロックが1つ右にずれているため、ランタンとアクチニウムはdブロック元素となり、Ce-LuとTh-Lrがfブロックを形成し、dブロックは2つの非常に不均等な部分に引き裂かれています。これは、初期の誤った電子配置測定の名残であり、4f殻はルテチウムでのみ充填が完了すると考えられていました。^{[ 7 ]}実際には、イッテルビウムが4f殻を完成させており、このことから、レフ・ランダウとエフゲニー・リフシッツは1948年に、ルテチウムは正しくはfブロック元素とはみなせないと考えました。^{[ 8 ]}それ以来、物理的、化学的、電子的証拠は、fブロックにはLa～YbとAc～Noの元素が含まれていることを圧倒的に支持しており、^{[ 7 ] [ 9 ]ここに示したように、また1988年[ 9 ]}と2021年^{[ 10 ]}の国際純正・応用化学連合の報告書によって裏付けられています。

方位量子数4のgブロックは、元素121付近で始まると予測されている。g軌道は元素124～126付近まで基底状態で満たされ始めるとは予想されていないが（拡張周期表を参照）、4f軌道や5f軌道と同様に、元素121では既に化学的に関与し始めるのに十分なほどエネルギーが低いと考えられる^{[ 11 ]}。

前の行の傾向が続くとすれば、gブロックには18個の元素が含まれることになる。しかし、計算によると、第8周期では周期性が非常に強くぼやけ、個々のブロックを区別するのが難しくなると予測されている。第8周期は前の行の傾向に完全には従わない可能性が高い。^{[ 12 ]}