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周期表の一つの欄には、通常左上(または上部)に原子番号、中央に大きく元素記号(例:炭素はC、酸素はO)、その下に元素名と原子量(平均質量)が併せて表示されます。原子量は自然界に存在する同位体の比率を反映した平均値のため、ほとんど整数ではなく小数で表されます。
周期表の横列を周期(period)と呼び、同じ周期に属する元素は電子殻の数が互いに同じです。第1周期は電子殻が1個、第2周期は2個というように、下に行くほど電子殻の数が一つずつ増え、現在の周期表は全部で7つの周期からなります。
縦列は族(group)と呼ばれ、1族から18族まであります。同じ族に属する元素は最外殻電子(最も外側の殻の電子)の数が同じため、化学的性質が似ている傾向があります。例えば1族(リチウム、ナトリウム、カリウムなど)は反応性の高いアルカリ金属で、18族(ヘリウム、ネオン、アルゴンなど)はほとんど反応しない希ガスです。
周期表は階段状の境界線を基準に、左側の大部分は金属、右上は非金属に分かれ、その境界線付近にはホウ素・ケイ素・ゲルマニウムのように金属と非金属の性質を少しずつ併せ持つ半金属(準金属)が位置します。金属は概ね光沢があり電気・熱をよく伝え、非金属はその逆の性質を持つ場合が多いです。
周期表は電子が満たされるオービタルの種類によって、s、p、d、fブロックにも分けられます。1族・2族はsブロック、13族~18族はpブロック、中央の遷移金属はdブロック、一番下に別に離れているランタノイド・アクチノイドはfブロックに該当し、これは各元素の最後の電子がどのオービタルに入るかを示しています。
元素の化学的性質は主に最外殻電子の数によって決まります。同じ族の元素は電子殻の数(周期)が異なっていても最外殻電子の数が同じであるため、他の原子と結合する方式や反応性が似た形で現れます。これが、メンデレーエフが初めて元素を周期的性質に従って表に整理できた核心原理です。
周期表において電気陰性度(他の原子と結合する際に電子を引き寄せる力)は概ね左下から右上に行くほど大きくなり、フッ素(F)が最も大きい値を持ちます。逆に原子半径は右上から左下に行くほど大きくなる傾向を示しますが、これは同じ周期では核電荷が大きくなり電子をより強く引き寄せ、同じ族では電子殻の数が増えるためです。
周期表は1869年、ロシアの化学者メンデレーエフが当時知られていた元素を原子量順に並べる中で発見した周期的性質の規則を表に整理したことから始まりました。その後、原子番号(陽子数)順に再配列され今日の形に整えられ、現在は118個の元素がすべて埋まっています。
各欄に表示された原子番号と最外殻電子の意味がよくつかめない場合は、原子構造の基礎知識を先に見てみることをおすすめします。
元素ごとの詳細情報が気になる方は、118個全元素のデータを収めたインタラクティブ周期表ツールもあわせて利用してみてください。このページは周期表を「読む方法」自体に焦点を当てた案内です。
3族から12族までの遷移金属はほとんどdブロックに属し、これらの元素は複数の酸化数を持つことができ、色のついた化合物を作る場合が多いという共通の特徴があります。