دیمتری مندلیفدر 8 فوریه سال 1834 در سیبری به دنیا آمد و در 2 فوریه سال 1907 در سن پترزبورگ فوت کرد. او در سال 1856 تحصیلات آکادمیک خود را به پایان رساند و موفق شد در سال 1864 به درجه استادی انستیتو تکنولوژی سن پترزبورگ نائل شود و در سال 1865 استاد دانشگاه ایالتی سن پترزبورگ شد. او اولین کتاب خود را در زمینه اسپکتروسکوپی در سال 1861 نوشت. بیشترین معروفیت مندلیف به دلیل ارائه جدول تناوبی می باشد که در آن 63 عنصر شناخته شده را بر اساس وزن اتمی شان به شکل یک جدول تناوبی مرتب کرد و با عنوان اصول شیمی در سال 1869 به چاپ رساند.
 
تاریخچه جدول تناوبی عناصر
جدول تناوبی به شکلی که امروزه در دسترس می باشد، از ابتدا به این صورت نبوده و طی سال های بسیاری گسترش یافته است.
گرچه منابع، دیمتری مندلیف را اولین دانشمندی معرفی کردند که عناصر را بر اساس وزن اتمی شان به صورت جدول مرتب کرد اما تا قبل از آنچه مندلیف ارایه کرده بود، تاریخچه ای در این مورد وجود دارد که در زیر خلاصه ای از آن آورده شده است.
در سال 1669 بازرگان آلمانی و کیمیاگر مبتدی به نام Hennig Brand تلاش کردند سنگ فیلسوف را کشف کنند، چیزی که ظاهرا می توانست فلزات را به طلای خالص تبدیل کند. او اولین نفری بود که فسفر را کشف کرد. در سال 1680 Robert Boyle، نیز فسفر را کشف کرد و این عنصر به عموم شناخته شد.
در سال 1809 ، حداقل 47 عنصر کشف شده بود که دانشمندان سعی می کردند آنها بر اساس مشخصاتشان دسته بندی کنند.
در سال 1863 شیمیدان انگلیسی John Newlands ، عنصر کشف شده را بر اساس مشخصاتشان به 11 گروه تقسیم کرد.
در سال 1869 شیمیدان روسی Dimitri Mendeleev، بر اساس وزن اتمی عناصر را رده بندی کرد. او کشف سایر عناصر را نیز پیش بینی کرد و فضایی را برای آنها در جدول تناوبی خود در نظر گرفت.
در سال 1886 فیزیکدان فرانسوی Antoine Bequerel ، اولین بار رادیو اکتیویته را کشف کرد. Marie  و  Pierre Curie روی تابش اورانیم و توریوم تحقیق کردند و در  ادامه رادیم و پولونیم را کشف کردند.
در سال 1894 Sir William Ramsay و Lord Rayleigh گازهای نجیب را کشف کردند که به عنوان گروه 0 به جدول تناوبی اضافه شدند.
در سال 1897 فیزیکدان انگلیسی J. J. Thomson اولین بار الکترون (ذره با بار منفی در یک اتم) را کشف کرد.
در سال 1913 Bohr کشف کرد که الکترون ها به دور یک هسته با انرژی های مختلف می چرخند که آنها را اربیتال نامید. تابش در حین حرکت آنها از یک اربیتال به اربیتال دیگر ساتع می شود.
و در سال 1945 Glenn Seaborg لانتانیدها و آکتنیدها (عدد اتمی > 92) را شناسایی کرد که معمولا در زیر جدول تناوبی گذاشته می شوند.
 
 
 
 
 
 
                         جدول مندلیف
 
گروه
1
2
 
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
 
ردیف
 
1
1 H
 
2 He
 
2
3 Li
4 Be
 
 
5 B
6 C
7 N
8 O
9 F
10 Ne
 
3
11 Na
12 Mg
 
 
13 Al
14 Si
15 P
16 S
17 Cl
18 Ar
 
4
19 K
20 Ca
 
21 Sc
22 Ti
23 V
24 Cr
25 Mn
26 Fe
27 Co
28 Ni
29 Cu
30 Zn
31 Ga
32 Ge
33 As
34 Se
35 Br
36 Kr
 
5
37 Rb
38 Sr
 
39 Y
40 Zr
41 Nb
42 Mo
43 Tc
44 Ru
45 Rh
46 Pd
47 Ag
48 Cd
49 In
50 Sn
51 Sb
52 Te
53 I
54 Xe
 
6
55 Cs
56 Ba
*
71 Lu
72 Hf
73 Ta
74 W
75 Re
76 Os
77 Ir
78 Pt
79 Au
80 Hg
81 Tl
82 Pb
83 Bi
84 Po
85 At
86 Rn
 
7
87  Fr 
88 Ra
**
103 Lr
104 Rf
105 Db
106 Sg
107 Bh
108 Hs
109 Mt
110 Ds
111 Uuu
112 Uub
113 Uut
114 Uuq
115 Uup
116 Uuh
117 Uus
118 Uuo
 
 
* لانتانیدها
57 La
58 Ce
59 Pr
60 Nd
61 Pm
62 Sm
63 Eu
64 Gd
65 Tb
66 Dy
67 Ho
68 Er
69 Tm
70 Yb
 
 
 
** آکتینیدها
89 Ac
90 Th
91 Pa
92 U
93 Np
94 Pu
95 Am
96 Cm
97 Bk
98 Cf
99 Es
100 Fm
101 Md
102 No
 
 
 
 
 
گروههای شیمیایی جدول تناوبی
قلیائی فلزیها
قلیائی خاکیها
لانتانیدها
آکتینیدها
فلزات انتقالی
فلزات ضعیف
شبه فلزات
غیر فلزات
هالوژنها
گازهای کامل
 
 
جدول تناوبی عناصر مندلیف (Periodic Element Table)
نمایشی نموداری (جدولی) از عناصر شیمیایی بوده که بر اساس افزایش عدد اتمی طراحی شده است. این جدول دارای 7 تناوب (دوره) و 18 گروه بوده که در آن عناصر با خواص مشابه در یک ستون و عناصر با تعداد یکسان الکترون در لایه آخر، در یک دوره (تناوب) قرار می گیرند.
تعداد 118 عنصر در جدول تناوبی قرار داشته که از این تعداد، 114 عنصر شناخته شده است. هر دوره با یک فلز قلیایی آغاز و به یک گاز بی اثر ختم می گردد، برخی از خواص عناصر جدول تناوبی به صورت متناوب و دارای روندی خاص هستند. عناصر موجود در جدول بر اساس خواص فیزیکی و شیمیایی شان به چند دسته طبقه بندی شده اند که عبارت است از:
1- فلزات قلیایی
2- فلزات قلیایی خاکی
3- فلزات واسطه داخلی
4- فلزات واسطه خارجی
5- شبه فلزات
6- فلزات ضعبف
7- هالوژن ها
8-گازهای نجیب
8 گروه عناصر اصلی را با پسوند A و 10 گروه فلزات واسطه خارجی را با پسوند B کد گذاری کرده اند.
 
  انرژی یونش     
انرژی یونش:مقدار انرژی لازم جهت جداکردن یک الکترون از سست ترین الکترون ها یک اتم گازی وتبدیل آن به یک یون مثبت.
A(g) → A(g)+ + e(g)
 
علامت انرژی‌های یونش
در تعیین انرژی‌های یونش عناصر برای بیرون کشیدن الکترون از اتم ، انرژی مصرف می‌شود، زیرا این امر متضمن فائق آمدن بر جاذبه متقابل 98389هسته و الکترون است. پس چون سیستم ، در این فرآیند ، انرژی جذب می‌کند، انرژیهای یونش علامت مثبت دارند. مثلا می‌توان 83889انرژی اولین یونش سدیم را به صورت زیر نمایش داد: Na(g) → Na(g)+ + e(g)
::496Kj+ = اولین یونش سدیم
واحد انرژی یونش
انرژی یونش برای هر الکترون منفرد بر حسب الکترون ولت (اتم/ev) و برای یک مول الکترون (6.02x1023 الکترون) که از یک مول اتم (6.02x1023 اتم) عنصر جدا شود، Kj/mol بیان می‌گردد.
ترتیب انرژی یونش در عناصر یک دوره
انرژی یونش در یک دوره از چپ به راست بتدریج افزایش می‌یابد. به آن قسمتهایی از منحنی که به عناصر دوره دوم (از Li تا Ne) ، دوره سوم (ازNa تا Ar) و الی آخر تعلق دارد. توجه کنید که انرژی یونش به این سبب افزایش می‌یابد که اتمها بتدریج کوچکتر می‌شوند و بار مؤثر هسته بتدریج افزایش می‌یابد، در نتیجه جدا کردن الکترون بتدریج دشوارتر می‌شود.
ترتیب انرژی یونش در عناصر یک گروه
در عناصر نماینده ، بطور کلی انرژی یونش بین عناصر یک گروه از بالا به پایین کاهش می‌یابد. عناصر گروه (Cs ، Rb ، K ، Na ، Li) و عناصر گروه صفر (Rn ، Xe ، Kr، Ar، Ne ، He) بصورت مینیمم و ماکسیمم منحنی نشان داده شده‌اند. در هر گروه بتدریج از اتمی به اتم پایینتر می‌رویم ، بار هسته ، افزایش می‌یابد، اما اثر آن تا حد زیادی از طریق افزایش تعداد 8281878848799881998899878581الکترونهای پوسته زیرین که اثر پوششی دارند، حذف می‌شود. در حالیکه اتمها بزرگتر می‌شوند، الکترونی که باید یونیده شود، در فاصله‌ای دورتر از هسته قرار می‌گیرد، در نتیجه جدا شدن الکترون آسانتر شده ، انرژی یونش کاهش می‌یابد. انرژی یونش عناصر واسطه در یک دوره به سرعت مشابه با عناصر نماینده افزایش پیدا نمی‌کند. انرژی یونش عناصر واسطه درونی ، کم و بیش ثابت می‌ماند. در این دو دسته عناصر ، الکترون متمایز کننده به پوسته‌های درونی اضافه می‌شود. افزایش اثر پوششی حاصل ، وضعیت انرژی یونش در عناصر واسطه و واسطه درونی را توجیه می‌کند. اتم فلزات در واکنشهای شیمیایی معمولا الکترون از دست می‌دهند و به یونهای مثبت تبدیل می‌شوند. اتم غیرفلزات معمولا به این ترتیب عمل نمی‌کنند. بنابراین فلزات عناصری با انرژی یونش نسبتا کم و غیرفلزات عناصری با انرژی یونش نسبتا زیادند.
انرژی دومین یونش
بحثهای ما تاکنون مربوط به انرژی اولین یونش بوده است. انرژی دومین یونش هر عنصر انرژی لازم برای جدا کردن یک الکترون از یون +1 آن عنصر است
A(g) → A(g)2+ + e(g)
 
انرژی سومین یونش
انرژی سومین یونش بیان کننده انرژی مورد نیاز برای جدا کردن یک الکترون از یون +2 آن عنصر است. جدا کردن یک الکترون منفی از 8789اتم خنثی طبعا آسانتر از جدا کردن الکترون از ذره دارای یک بار مثبت و آن هم به نوبه خود آسانتر از جدا کردن 879988199الکترون از ذره دارای دو بار مثبت است. در نتیجه انرژی سومین یونش بزرکتر از انرژی دومین یونش و آن هم بزرگتر از انرژی اولین یونش است.
انرژی چهارمین یونش و بالاتر
از آنجا که انرژی چهارمین یونش و بالاتر ، به غایت زیاد است، یونهای بالاتر از +3 بندرت در شرایط عادی وجود دارند. همانگونه که انتظار می‌رود برای هر عنصر انرژی یونش از اولین تا چهارمین زیاد می‌شود.
جهش
در تمام مراحل پس ازجدا شدن الکترونهای والانس ، افزایش انرژی مورد نیاز برای یونش بعدی بصورت جهشی است.
واکنش پذیری فلزات
واکنش پذیری فلزات در گوشه پایین سمت چپ 889989879888جدول تناوبی دیده می‌شوند. واکنش پذیری ، بر حسب از دست دادن الکترون ، بتدریج که از این گوشه به طرف بالا یا به سمت راست حرکت می‌کنیم، کاهش می‌یابد.
 
عدد اتمی
 Z که با نماد
 نشان داده می‌شود، تعداد واحدهای بار مثبت 98389هسته است و چون پروتون بار 1+ دارد، پس عدد اتمی ، تعداد پروتونهای موجود در هسته اتم است. از طرف دیگر ، اتم از لحاظ بار الکتریکی ، خنثی است.
بنابراین عدد اتمی ، تعداد الکترونهای خارج از هسته یک اتم ترکیب نشده را نیز نشان می‌دهد
عدد اتمی و گارهای نجیب
بعضی از گروههای عناصر از لحاظ خواص شیمیایی و فیزیکی بسیار به هم شبیه‌اند. یکی از این گروهها 9989هلیم (He) ، نئون (Ne) ، آرگون (Ar) ، کریپتون (Kr) ، زنون (Xe) و 8187899رادون (Rn) است که همگی گازهایی بی‌رنگ‌اند و واکنش‌پذیری کمی دارند. این عناصر ، گازهای نجیب نامیده می‌شوند و عدد اتمی آنها به ترتیب 2 ، 10 ، 18 ، 36 ، 54 و 86 است.
عدد اتمی و فلزات قلیایی
گروه دیگر عناصر که فلزاتی نرم و بسیار واکنش پذیرند، عبارتند از: 98889لیتیم (Li) ، سدیم (Na) ، پتاسیم (K) ، روبیدیم (Rb) ، سزیم (Cs) و 9818798389فرانسیم (Fr). اعداد اتمی این عناصر که 99828789988788فلزات قلیایی نامیده می شوند، به ترتیب 3 ، 11 ، 19 ، 37 ، 55 و 87 است.
قانون تناوبی و جدول تناوبی
مقایسه اعداد اتمی عناصر در دو گروه گازهای نجیب و 99828789988788فلزات قلیایی نشان می‌دهد که اگر فهرستی از عناصر به ترتیب افزایش عدد اتمی تنظیم شود، به دنبال هر گاز نجیب ، یک فلز قلیایی قرار می‌گیرد. از بررسی گروههای دیگر عناصر ، علاوه بر این دو گروه ، معلوم می‌شود که وقتی عناصر بنابر عدد اتمی مرتب است شده باشند، خواص عناصر یک الگوی تکراری را نشان می‌دهند. قانون تناوبی می‌گوید که هرگاه عناصر به ترتیب افزایش عدد اتمی مورد بررسی قرار گیرند، شباهتهای خواص عناصر به‌طور تناوبی تکرار می‌شود. جدول تناوبی بر مبنای این قانون تنظیم شده است. طرح جدول به گونه ای است که عناصر مشابه باهم گروه‌بندی شده‌اند و خواص عناصر را می‌توان از مکانی که در جدول دارند، پیشگویی کرد.
 
ویژگیهای جدول تناوبی
دوره
عناصری که در یک ردیف افقی جدول دیده می‌شوند، بر روی هم یک دوره می‌نامند. دوره اول تنها شامل دو عنصر هیدروژن (Z=1) و هلیم (Z=2) است. دوره دوم مرکب از 8 عنصر است که از لیتیم (Z=3) به نئون (Z=10) می‌رسد. دوره‌های بعدی به‌ترتیب شامل 8 ، 18 ، 18 . 32 عنصر است. عناصری که اعداد اتمی آنها از 58 تا 71 است، در پایین جدول دیده می‌شوند و آنها را 9879887988987لانتانیدها یا لانتونوئیدها می‌نامند. این عناصر متعلقند به دوره ششم (که مرکب از 32 عنصر است) و در واقع باید در بدنه جدول پس از لانتان (Z=58) آمده باشند. اما برای این کار باید جدول را به‌طور عمودی برید، دو قسمت بریده را از هم جدا کرد و لانتانیدها را در مکان مناسب خود جاگذاری کرد. این آرایش ، معمول نیست، زیرا جدول طویل می‌شود و نسخه‌برداری یا چاپ آن مشکل است. همین نکات درباره عناصری با اعداد اتمی 89 تا 103 ملحوظ می‌شود. این عناصر را آکتینید یا آکتینوئید می‌نامند و در زیر لانتانوئیدها ، در ته جدول تناوبی جای دارند. آنها متعلق به دوره هفتم هستند و باید پس از آکتینیوم (Z=89) جاگذاری شوند. به استثنای دوره اول ، هر دوره با یک فلز قلیایی آغاز می‌شود و با یک گاز نجیب پایان می‌یابد. عنصر پیش از گاز نجیب ، در هر دوره کامل (به جز نخستین دوره) ، یک هالوژن که نافلزی بسیار واکنش پذیر است، جای دارد. این 987999987هالوژنها عبارتند از: 99986981فلوئور ، کلر ، برم ، ید و استاتین
گروه
عناصری که در یک ستون عمودی جدول ظاهر می‌شوند، یک گروه یا خانواده نامیده می‌شوند. عناصر یک گروه ، خواص شیمیایی مشابهی دارند. سه گروهی که از آنها نام بردیم، گروههای گازهای نجیب ، فلزات قلیایی و 987999987هالوژنها هستند. هر گروه ، با عنوان خاص مشخص می‌شود که معمولا مرکب از یک عدد رومی است و به دنبال آن ، حرف A یا B می‌آید. اما برای مشخص کردن گروهها چند سیستم متداول است.
عدد جرمی عدد جرمی عددی صحیح می باشد که مجموع تعداد 9819899پروتون ها و 9988199نوترون های هسته یک 8789اتم را مشخص می کند. به عبارتی دیگر عدد جرمی عبارت است از تعداد نوکلئون های هسته اتم. عدد جرمی اتم های عناصر با یکدیگر متفاوت می باشد. اختلاف میان 898888198عدد جرمی و 898887898عدد اتمی برابر است با تعداد نوترون های آن هسته. خواص شیمیایی و فیزیکی عناصر توسط 898887898عدد اتمی و 898888198عدد جرمی مشخص می شود. تمام اتم های یک عنصر دارای عدد اتمی یکسان می باشند که این 898887898عدد اتمی، ماهیت شیمیایی عنصر را مشخص می کند. اما ممکن است اتم های یک عنصر عدد جرمی متفاوتی داشته باشند که در این حالت به آن ایزوتوب آن عنصر می گویند. علت تفاوت عدد جرمی در اتم های یک عنصر ، تغییر تعداد نوترون های آن می باشد. پس عدد جرمی اتم های یک عنصر می تواند در خواص فیزیکی عنصر مانند : 8798چگالی، جرم و ... تغییر ایجاد کند. در نماد گذاری عدد جرمی را با A سمت راست و در بالا و عدد اتمی را با Z سمت راست ، پایین نماد عنصر می نویسند . عدد جرمی بیشتر در 98799849878983892%878واکنش های هسته ای مورد تحلیل قرار می گیرد ، زیرا عناصری وجود دارند که در برخی از ایزوتوپ هایشان پایدار و در برخی دیگر فعالیت رادیواکتیو از خود نشان می دهند. مثلا هیدروژن دارای سه ایزوتوپ ( عدد جرمی 1،2و3)می باشد که در دو ایزوتوپ 1 و2 ( پریتیم و دوتریم ) دارای هسته پایداری می باشد ، اما ایزوتوپ تریتیم ( ایزوتوپ3) دارای هسته ناپایداری می باشد . در طبیعت 878829899ایزوتوپ های فراوانی از عناصر مختلف وجود دارند . امروزه با پیشرفت علم هسته ای ، در آزمایشگاه ها توانسته اند ایزوتوپ های جدیدی از عناصر مختلف تولید کنند بطوری برخی از آن ها در طبیعت وجود دارند.
فلز
عنصری است که به‌طور کلی جلای خاصی دارد، گرما و الکتریسیته را به‌خوبی هدایت می‌کند و با کوبش ، بدون شکسته شدن به شکلهای گوناگون در می‌آید. اما نافلز ، عنصری است که جلای فلزی ندارد، رسانای ضعیفی برای گرما و الکتریسیته و در حالت جامد شکننده است. خواص شیمیایی فلزات با نافلزات نیز تفاوت دارد. در حدود 80% عناصر شناخته شده ، فلز هستند. خط مورب پله‌وار 889989879888جدول تناوبی ، مشخص کننده تقسیم تقریبی میان فلزات و نافلزات است. نافلزات در طرف راست این خط قرار می‌گیرند، اما این تقسیم‌بندی ، دقیق و کامل نیست. عناصر نزدیک به این خط ، گاهی شبه فلزات و نیمه فلزات نامیده می‌شوند.. این عناصر ، خواصی میان فلزات و نافلزات دارند در یک دوره ، گستره ای از خواص متفاوت مشاهده می‌شود. هر دوره ، به استثنای دوره اول ، با یک فلز بسیار واکنش‌پذیر یعنی یک فلز قلیایی آغاز می‌شود. خواص عناصر بعدی ، از یک عنصر به عنصر دیگر تغییر می‌کند. خواص فلزی کاسته می‌شود و جای آن را خواص نافلزی می‌گیرد. هر دوره به جز دوره اول ، با یک نافلز بسیار واکنش‌پذیر یعنی یک هالوژن که یک گاز نجیب به دنبال آن می‌آید، پایان می‌پذیرد.
فلز ماده‌ای است که می‌توان آن را صیقل داده و براق کرد، یا به طرح‌های گوناگون در آورد و از آن مفتول‌های سیمی ظریف تهیه کرد. فلز جسمی است که آزمایش‌های مربوط به گرما و مهمتر از همه 88188798799881898جریان الکتریکی را به خوبی هدایت می‌کند. فلزات با یکدیگر فرق زیادی دارند، از جمله در رنگ و سختی و نرمی ، تعدادی از آنها ممکن است به آسانی خم شده و یا خیلی محکم و مقاوم باشند
 
دید کلی
امروزه ، بازتاب اثرات فلزات در زندگی انسان ، بقدری محسوس است که هر گاه از فلز نام می‌بریم ، ساختمانهای بدیع و 88818آسمان خراشهای عظیم در برابر 849چشم مجسم می‌شود، همچنین هواپیماها و موشک‌های غول پیکری به خاطر می‌آید که در دل آسمان و کهکشانها راه می‌پویند و با پرواز خود فاصله و زمان مسافرت را کوتاهتر ساخته ، انسان را در رسیدن به کرات دیگر یاری می‌کنند. راستی اگر فلز نبود، زندگی و تمدن بشری به چنین مرحله‌ای می‌رسید؟ گروهی از عناصر هستند که خواص مشترک معینی دارند. این مواد ، گرما و 8799881883889الکتریسیته را به خوبی هدایت می‌کنند، و به همین دلیل ظروف آشپزی و سیمهای برق از فلز ساخته می شود. فلزها همچنین محکم‌اند و بآسانی می‌توان آنها را شکل داد؛ به همین دلیل است که از آنها برای ساختن سازه هایی از قبیل پلها استفاده می شود. اگر چه شباهتهای زیادی بین فلزها وجود دارد، تفاوتهایی نیز دارند که مشخص می‌کند یک فلز تا چه حد برای یک کاربرد خاص مناسب است. از 109 عنصری که امروزه شناخته شده است، 87 عنصر فلز است. از فلزها بندرت به شکل خالص استفاده می‌شود؛ معمولا با مخلوط کردن یک فلز با فلزهای دیگر یا 88819982878غیر فلزها آلیاژی از آن را تشکیل می‌دهند.
 
 
شکل واقعی فلزات
شکل واقعی فلزات به اندازه یون و تعداد الکترون‌هایی که هر یون در حوزه اشتراکی دارد و انرژی یون‌ها و 879988199الکترون‌ها بستگی دارد. هر قدر فلز گرمتر شود این انرژی زیادتر خواهد شد. پس فلزات گوناگون ممکن است طرح‌های گوناگونی به خود بگیرند. یک فلز ممکن است در حرارت‌های مختلف ، طرح‌های متنوعی را اختیار کند، اما در بیشتر آرایش‌ها ، یون‌ها کاملا پهلوی هم قرار دارند، و معمولا تراکم در فلزات زیادتر از دیگر مواد است.
اختلافات عمده فلزات و دیگر جامدات و مایعات
فلزات هادی خوب برق هستند. چون الکترون‌های آنها برای حرکت مانعی ندارند. همه فلزات 88798جامد و 987889مایع گروهی 8799881998282878الکترون آزاد دارند، طبعا همه فلزات هادی‌های خوب 8799881883889الکتریسیته می‌باشند. به این سبب فلزات از دیگر گروه‌های عناصر ، کاملا متفاوت دارد.
اختلاف عمده فلزات و دیگر جامدات و مایعات ، در توانایی 8798987981987هدایت گرما و الکتریسیته است. هادی خوب آزمایش‌های مربوط به گرما جسمی است که ذرات آن طوری تنظیم شوند که بتوانند آزادانه نوسان یافته و به ذرات مجاور خود نیز امکان نوسان آزاد را بدهند. "گرم شدن" همان نوسانات سریع یون‌ها و الکترون‌ها است. در فلزات چون گروه الکترون‌ها ، غبار مانند یون‌ها را احاطه می‌کنند، طبعا هادی‌های خوبی برای حرارت هستند (رسانش گرمایی فلزات).
مقاومت فلز
مقصود آن مقدار باری است که فلز می‌تواند تحمل کرده ، نشکند. بسیاری از فلزات ، وقتی گرم هستند، اگر تحت فشار قرار گیرند، شکل خود را زیادتر از موقعی که سرد هستند، تغییر می‌دهند. بسیاری از فلزات در زیر 9848781فشار متغییر مانند نوسانات ، آسانتر از موقعی که سنگین باری را تحمل می‌کنند، می‌شکنند.
چرا فلزات ظاهر درخشنده یا براق دارند؟
دلیل اول آن است که با طرح ریزی و براق کردن صحیح می‌توان فلزات را به شکل خیلی صاف تهیه کرد. گر چه آنها نیز تصاویر را خوب منعکس می‌کنند، ولی ظاهر سفید و درخشان بیشتر قطعات فلزی صیقلی شده را ندارند. بطور کلی جلا و درخشندگی فلز بستگی دارد به گروه الکترون‌های آن دارد. الکترون‌ها می‌توانند هر نوع 879818انرژی را که به روی فلزات می‌افتد جذب کنند؛ زیرا در حرکت آزاد هستند. بیشتر انرژی الکترون‌ها از تابش نوری است که به آنها می‌افتد، خواه نور آفتاب باشد یا نور برق. اکثر فلزات همه انرژی جذب شده را پس می‌دهند، به همین دلیل ، نه تنها درخشان بلکه سفید به نظر می‌آیند.
چرا فلزات تغییر شکل می‌دهند؟
بسیاری از فلزات در حرارت ویژه‌ای ، آرایش یون‌های خود را تغییر می‌دهند. با تغییر ترتیب آرایش یون‌های بسیاری از خصوصیات دیگر فلز نیز دگرگون می‌شود و ممکن است فلز کم و بیش شکننده ، قردار ، بادوام و قابل انحنا شود یا اینکه انجام کار با آن آسان گردد. بسیاری از فلزات در هنگام سرد بودن ، به سختی تغییر شکل می‌پذیرند. بیشتر فلزات جامد را به زحمت می‌توان در اثر کوبیدن به صورت ورقه و مفتو‌ل‌های سیم در آورده ، ولی اگر فلز گرم شود، انجام هر دو آسان است.
 
فلزهای قلیایی
 درگذشته انسان به این نکته پی برده که اگرخاکسترباقی‌مانده ازسوختن چوب راباآب مخلوط کند،محلولی به دست می آیدکه می تواندچربی هارادرخودحل کند.آنهااین محلول راقلیانامیدند.امروزه می دانیم که درخاکسترچوب برخی ازترکیب های عنصرهای گروه اول جدول تناوبی وجودداردازاین روعنصرهای این گروه رافلزهای قلیایی نامیدند
نام عنصر
نشانه اتمی
آرایش الکترونی
عدداتمی
جرم اتمی
نقطه ذوب
چگالی
شعاع اتمی
شعاع یونی
رنگ شعله
لیتیم
Li

3
6.94
453.7
0.534
0.152
0.068
قرمز
سدیم
Na

11
22.99
371
0.971
0.185
0.098
زرد
پتاسیم
k

19
39.10
336.8
0.862
0.227
0.133
بنفش
اوبیدیم
Rb

37
85.47
312.2
1.532
0.247
0.148
قرمز
سزیم
CS

55
132.91
301.6
1.873
0.265
0.167
آبی
فرانسیم
Fr

 
 
گروه اول _ فلزهای قلیایی
عنصرهای گروه اول همگی فلزهایی نرم و بسیار واکنش پذیرند . این فلزها آنچنان نرم هستند که با چاقوبریده می شوند و سطح براق آن ها به سرعت با اکسیژن هوا وارد واکنش شده ، تیره می شود . در آزمایشگاه معمولاً این فلزها را زیر نفت نگهداری می کنند تا از تماس مستقیم با اکسیژن هوا و رطوبت در امان باشند . زیرا فلزهای قلیایی حتی با آب سرد به شدت واکنش می دهند و محلولی با خاصیت قلیایی یا بازی به وجود می آورند.
در گذشته انسان به این نکته پی برده بود که اگر خاکستر با قی مانده از سوختن چوب را با آب مخلوط کند ، محلولی به دست می آید که می تواند چربی ها را در خود حل کند . آنها این مخلوط را قلیا نام نهادند. امروزه می دانیم که در خاکستر چوب برخی از ترکیب های عنصرهای گروه اول جدول تناوبی وجود دارد، از این رو عنصر های این گروه را فلزهای قلیایی نامیده اند.
گروه دوم _ فلزهای قلیایی خاکی
در این گروه فلزهایی جای دارند که نسبت به گروه فلزهای قلیایی سخت تر و چگال تر هستند و دمای ذوب آنها نیز بیشتر است . کلیه فلزهای قلیایی خاکی .اکنش پذیرند اما واکنش پذیری شیمیایی آنها به اندازه عنصرهای گروه اول نیست زیرا عنصرهای گروه قلیایی خاکی در لایه ظرفیت خود دو الکترون دارند و برای  رسیدن به آرایش الکترونی گاز نجیب پیش از خود باید دو الکترون از دست بدهند در حالی که عنصر های قلیایی برای رسیدن به آرایش الکترونی گاز نجیب پیش از خود تنها یک الکترون از دست می دهند.    گروه های سوم تا دوازدهم _ عناصر واسطه
این عنصرها مانند گروه های اول و دوم جدول تناوبی همگی فلز هستند اما واکنش پذیری شیمیایی آنها کمتر است . بجز جیوه ، این فلزها از فلزهای گروه های اول و دوم سخت تر ، چگال تر و دیر ذوب تر هستند . بی نظمی های متعددی نیز در آرایش الکترونی عنصرهای واسطه به چشم می خورد . در لایه ظرفیت عنصرهای گروه های 3تا 12 بر خلاف عنصرهای گروه های اول و دوم جدول تناوبی تعداد الکترون ها متغیر هستند . همچنین بسیاری از انها دو الکترون و برخی دیگر یک الکترون در اوربیتال s لایه های ظرفیت خود دارند
می دانید که در عنصرهای واسطه اوربیتال های زیر لایه  d در حال پر شدن هستند ازاین رو به آنها عنصرهای دسته d نیز گفته می شود . با مراجعه به جدول تناوبی عنصرها ، ملاحظه می شود که دو دسته دیگر از عنصرها که عنصرهای واسطه داخلی نامیده می شوند ، در زیر جدول جای داده شده اند . این دو دسته از عنصرها به ترتیب لانتانیرها و اکتینیدها نامیده می شوند . لانتا نیرها عنصرهای 58تا71 جدول تناوبی را تشکیل می دهند . نام این دسته از عنصرها از فلز لانتان گرفته شده است . لانتانیرها فلزهایی براق هستند و واکنش پذیری شیمیایی قابل توجهی دارند.
عنصرهای 90تا103 دسته اکتینیدها را تشکیل می دهند . نام این دسته نیز از عنصر 89 اکتینیم گرفته شده است . در این عنصرها ساختار هسته نسبت به آرایش الکترونی از اهمیت کار بردی بیشتری بر خوردار است . همه اکتینیدها ،هسته نا پایداری دارند ، به این علت از جمله عنصرهای پرتوزا به شمار می آیند. شاید مشهورترین اکتینیدها اورانیوم باشد که از فروپاشی هسته آن انرژی لازم برای تولید برق در نیروگاه ها ، زیردریایی ها وناوهای هواپیما بر فراهم می شود. 
عنصرهای گروهای 13تا 18 جدول تناوبی
عنصرهای این گروها را به عنوان عنصرهای دسته P جدول می شناسیم ، زیرا در آن ها اوربیتال های P در حال پر شدن هستند . این عنصرها برخی فلزها ، نافلزها، شبه فلزها و گازهای نجیب را شامل می شوند . احتمالاً با برخی از این عنصرها از جمله کربن ، نیتروژن ، اکسیژن ، آلومینوم ، قلع و سرب آشنا هستید . دو عنصر سیلیسیم از گرو 14 و اکسیژن از گرو 16 جزو فراوانترین عنصرهای موجود در پوسته زمین هستند . از میان گروه های 13 تا 18 گروه هالوژن ها گروه گازهای نجیب نام های اختصاصی دارند . گروه هالوژن ها عنصرهای گروه 17 و گاز های نجیب عنصرهای گروه 18 را تشکیل می دهند
هالوژن ها به آسانی با فلزها ، بویژه فلزهای قلیایی ، واکنش می دهند و نمک ها را می سازند هالوژن در زبان لاتین به معنی نمک ساز اس می دانید که نمک خوراکی از یک هالوژن به نام کلرویک فلز قلیایی بنام سدیم تشکیل می شود. 
از نظر شیمیایی هالوژن ها واکنش پذیرترین نافلزها هستند و در بیرونی ترین لایه الکترونی تنها یک الکترون کم تر از اتم گاز نجیب پس از خود دارند . از این رو هنگامی که هالوژن ها در واکنش شیمیایی شرکت می کنند تنها الکترون مورد نیاز خود را برای رسیدن به آرایش الکترونی گاز نجیب پس از خود ، دریافت می کنند وپایدار می شوند.
عنصرهای گروه 18 یا گازهای نجیب در گذشته به گازهای بی اثر معروف بودند  این عنصرها را از آن جهت بی اثرمی نامیدند که تامدتها تصورمی شد درهیچ واکنش شیمیایی شرکت نمی کنند درواقع تاکنون هیچ ترکیب شیمیایی پایداری ازعنصرهای هلیم ، نئون وآرگون شناخته نشده است . عنصرهای دیگراین گروه کریپتون، زنون ورادون نام دارند. این گازهاواکنش پذیری بسیارکمی دارندودرسالهای اخیر چندترکیب شیمیایی ازآنها ساخته شده است. 
خواص فلزهای قلیایی
این عناصر ها بشدت با آب و هوا واکنش نشان می‌دهند و به همین علت آنهارا در نفت یا پارافین نگهداری می‌کنند.این عناصر بترتیب تمایل واکنش پذیری -کمبود الکترون در لایه آخر-واکنش پذیری بیشتری را دارا هستند وبه همین ترتیب نرم تر می‌شوند، و به همین ترتیب واکنش پذیریشان هم بیشتر می شوند.
خواص فیزیکی فلزهای قلیایی
فلزات قلیایی از چند جهت با بقیه فلزات تفاوت دارند. آنها نرم بوده و دارای نقطه ذوب و نقطه جوش پایین هستند. چگالی پایینی دارند، بطوریکه چگالی K و Na و Li از چگالی آب پایین‌تر است. آنتالپی استاندارد ذوب و تبخیر کمتری دارند. به علت داشتن فقط یک الکترون در لایه ظرفیت معمولاً پیوندهای فلزی ضعیفی ایجاد می‌کنند. این فلزات وقتی در معرض شعله قرار می‌گیرند، رنگ آن را تغییر می‌دهند. وقتی عنصری در مقابل شعله قرار می‌گیرد، حرارت شعله انرژی کافی برای برانگیختن الکترون لایه ظرفیت را به لایه‌های بالاتر فراهم می‌کند.
منابع فلزات قلیایی
این فلزات بدلیل واکنش‌پذیری زیاد بطور آزاد در طبیعت یافت نمی‌شوند و معمولاً بصورت ترکیب با سایر عناصر هستند. منبع اصلی سدیم، هالیت یا NaCl است که بصورت محلول در آب دریا یا بصورت رسوب در بستر دریا یافت می‌شود. پتاسیم بصورت فراوان در اکثر معادن بصورت کانی سیلویت یافت میشود. (KCl)  و همچنین از آب دریا هم استخراج می‌گردد
فلزات قلیایی بسیار واکنش‌پذیر هستند و آنها را نمی‌توان با جانشین کردن سایر فلزات بصورت آزاد تهیه کرد. فلزات قلیایی بصورت فلز آزاد را می‌توان از الکترولیز نمکهای مذاب آنها تهیه کرد.
نگاه کلی
عناصر گروه اول جدول تناوبی که به فلزات قلیایی معروفند، در لایه ظرفیت الکترونی دارای آرایش هستند که n، شماره دوره آنها است. آخرین عنصر به نام فرانسیم، رادیواکتیو است که در اینجا مورد بحث قرار نمی‌گیرد. این عناصر، فلزات نقره‌فام رنگی هستند. آنها بسیار نرم بوده و به آسانی با چاقو بریده می‌شوند. سطح درخشان آنها در معرض هوا به علت اکسیداسیون کدر می‌شود
این عناصر بشدت واکنش پذیر هستند. واکنش پذیری آنها از بالا به پایین گروه یعنی از Li به Cs افزایش می‌یابد و از این لحاظ شبیه عناصر سایر گروهها هستند.این فلزها آن چنان نرم هستند که با چاقو بریده می‌شوند و دارای سطح براقی هستند.
 
هیدروژن ، یک خانواده تک عضوی
هیدروژن عنصری است که درجدول تناوبی یکه وتنهاست .این عنصرازآن جهت دریک خانواده ی جداگانه قرارمی گیرد که به لحاظ شیمیایی به عنصرهای دیگرشباهت ندارد.. وجود یک الکترون دراطراف هسته ی این اتم که تنهاازیک پروتون تشکیل شده است ،سبب می شودکه این عنصر به آسانی بابش تر عنصرها ازجمله بااکسیژن واکنش دهد. به دلیل واکنش پذیری زیاد هیدروژن با عنصرهای گوناگون آن را نمی توان به حالت آزاد در طبیعت یافت در صورتی که ترکیب های آن به فراوانی یافت می شوند . آب فراوانترین ترکیب هیدروژن دار است .
به طور کلی ، پیشرفت شیمی عمومی ، از انتشار جدول طبقه بندی تناوبی عنصرها سر چشمه گرفت . با توجه به این که طبقه بندی در هر زمینه ای ، مطالعه را آسان می کند . آنان که صاحب اندیشه ای در شیمی بودند ، برای به نظم در آوردن و آسانکردن بررسی خواص عناصر ، همواره فکر طبقه بندی آنها و احتمالاً کشف روابط و یا قوانین در این زمینه را ، در سر می پروراندند . بدون شک ، لاو وازیه نخستین کسی بود که در این راه گام برداشت . او عناصر را براساس خواص شیمیایی آنها به دو دسته کلی فلز و غیر فلز تقسیم کرد . او فلز را عنصری می دانست که در ترکیب با اکسیژن باز تولید می کند و غیر فلز را عنصری می دانست که در ترکیب با اکسیژن ، اسید تولید می کند .
بر سلیوس نیز مانند لاووازیه ، عنصرها رابه دو دسته کلی فلز و غیر فلز تقسیم کرده بود .
وی براساس خواص الکتروشیمیایی عنصرها ، معتقد بود ، فلز عنصری است که تمایل تشکیل یون مثبت داشته ، در فرآیند الکترولیز به قطب منفی می رود و غیر فلز عنصری است که تمایل به تشکیل یون منفی داشته ، در فر آیند الکترولیز ، به قطب مثبت می رود . به بیان دیگر تشکیل کانیون  را از ویژگی های فلز و تشکیل آنیون را از ویژگی های غیر فلز می دانست . بدیهی است که این نوع تقسیم بندیها ، صرف نظر از موارد استثنایی زیاد ، به علت کلی بودن اهمیتی پیدا نکرد و مورد توجه قرار نگرفته بود .
از سال 1817 به بعد ، شیمیدانان بر خلاف لاووازیه و برسلیون که بر خواص شیمیایی عنصرها تأکید داشتند ، در مسیر طبقه بندی عنصرها بر اساس ارتباط بین جرم اتمی و خواص آنها کوششهایی به عمل آوردند و تلاش آنها در این راه کم یا بیش با موفقیتهایی همراه بود ، از جمله :
دوبراینر (Dobreiner'J.W/1840-1780) دانشمند آلمانی ، در سال 1817 دریافته بود که دربسیاری از موارد می توان نمونه هایی سه تایی از عنصرها در نظر گرفت که اگر به ترتیب جرم اتمی کنار یکدیگر قرار داده شوند ، جرم اتمی عنصرمیانی ، برارب میانگین تقریبی جرم اتمی دو عنصر طرفین خواهد بود . همچنین ، معلوم داشت که در مودر برخی از خواص دیگر نیز همین ارتباط برقرار است : مثلاً در مورد سه عنصر لیتیم ، سدیم و پتاسیم ، این واقعیت با توجه به جدول 12 مشهود است : 
جدول 12- برخی از خواص سه فلز اول گروه قلیایی
عنصر
جرم اتمی
دمای ذوب(0C)
دمای جوش (0C)
لیتیم
94/6
179
1317
سدیم
99/22
8/97
892
پتاسیم
10/39
65/63
774
او توانسته بود در سالهای بین 1817-1829 دسته های سه تایی دیگری از عنصرها را منظم کند ، اما به علت این که تا سال 1860جرم اتمی پیشنهادی برای بسیاری از عنصرها درست و یا دقیق نبود ، به علاوه بسیاری از عنصرها ، شناخته نشده بودند ، طبقه بندی او که به طبقه بندی سه تاییها (Triads) شهرت یافته بود ، فراگیر نشد . حتی دوما دانشمند فرانسوی نیز به پیروی از او کوششهایی در این زمینه به عمل آورد که نتایج رضایت بخشی از آنها حاصل نشد .
دوشان کورترآ(de  Chancourtois) دانشمند فرانسوی در سال 1862 طبقه بندی ویژه ای به نام « پیچ تلوریک» ، ارائه داد. او برای تنظیم جدول خود ، استوانه ای در نظر گرفت و محیط آن را به 16 قسمت برابر تقسیم کرده (مطابق شکل 13) ، از هر کدام از آنها خطی عمود بر قاعده استوانه عبور داد. سپس خطی با شیب از محل تقاطع یال اول با قاعده رسم کرد تا یالها رایکی پس از دیگری قطع کند
 آنگاه عنصرهای شناخته شده آن زمان را به ترتیب جرم اتمی در محل تقاطع یالها با این خط شیب دار ، قرار داد و مشاهده کرد ، عنصرهایی که بر روی یک یال قرار می گیرند ، جرم آنها به اندازه 16 واحد و یا مضربی از آن ، با یکدیگر تفاوت دارد ، خواص مشابهی خواهند داشت .  در این طبقه بندی تشابه خواص عنصرها واقع بر روی یک یال ، فقط تا عنصر بیستم ( یعنی کلسیم ) ، رعایت می شد . مثلاً تیتان در بالای اکسیژن و گوگرد قرار می گرفت که تشابهی با آنها ندارد .
با توجه به این نارسایی وقابل درک نبودن ارتباط بین جرم و خواص عنصرها در آن زمان ، این طبقه بندی پذیرفته نشد و رد شد . تا این که پس از کشف بسیاری از عنصرهای ناشناخته و کشف ساختار اتم ، جدول طبقه بندی دوشان کورتوآ ، اهمیت خود را باز یافت و به صورتجدید بر حسب عدد اتم ی، مطابق (جدول 14) منظم و منتشر شد که امروزه در برخی از منابع به چشم می خورد
ادلینگ (Odling) دانشمند انگلیسی در سال 1864 جدولی از عنصرها در 5 ستون و 15سطر منظم کرد . او در یافته بود که اگر با کنار گذاشتن هیدروژن ، عناصر دیگر به ترتیب صعودی جرم اتمی ، مطابق (جدول 15) کنار یکدیگر قرار گیرند ، ملاحظه خواهد شد که عناصر واقع در هر سطر ، خواص مشابهی خواهند داشت.
با توجه به این که ، وی نتوانسته بود برخی از عنصرها مانند آهن ، کبالت و نیکل را در این جدول جای دهد و چون در هر سطر ، تشابه قابل توجهی بین عنصرهای ستون اول و دوم با عنصرهای ستون های دیگر و جود نداشت ، علاوه بر آن ، چون نتوانسته بود مفهوم و کابرد جامعی ا زآن ارائه دهد ، این طبقه بندی منسوخ شد.
 
اكتنيدها
 
دورة هفتم از جدول كه هنوز تكميل نيافته با فلز راديو اكتيو فرانسيم(عنصر فرانسيم به مقدار بسيار ناچيز هم در زنجيره تباهي و تجزيه هسته‌اي مواد راديواكتيو طبيعي وجود دارد و هم در واكنشهاي هسته‌اي بوجود مي‌آيد..) در خانه 87 آغاز مي‌گردد
 سه عنصر اوليه و راديو اكتيو اين دوره بلند يعني فرانسيم، راديم و اكتينيم به ترتيب داراي آرايشهاي سطح ظرفيتي و بوده كه نظير آرايش سه عنصر اوليه دورة قبلي يعني و مي‌باشد. انتظار ما اين است كه ساختمان الكتروني عناصر بعد از اكتينيم مشابه عناصر دوره قبلي باشد كه به پيدايش 14 عنصر لانتانيد مانند انجاميد. به عبارت ديگر، در لانتانيدها چهارده الكترون متوالياً وارد اوربيتالهاي شدند، و در اينجا نيز اين توقع را داريم كه آنها متوالياً وارد. شوند
متأسفانه حدس علمي ما درست از آب در نمي‌آيد. زيرا نياز به اطلاعات بيشتري داريم. در دوره ششم وضع روشن‌تر بود . تـرازضمن اينكه نزديـك بود ولي در اغلب جاها قاطعانه پايين‌تر از آن بود. در دوره هفتم، ترازهاي انرژي به اندازه‌اي به يكديگر نزديك مي‌شوند كه توازن ميان آن دو يادآور عمليات بندبازي است! كوچكترين تغيير در شرايط، به نفع يك طرف و به ضرر ديگري تمام مي‌شود، در نتيجه الكترونها گاهي در و زماني در وارد مي‌گردند. در مواردي از قبيل در خانه 91، چنان توازني بر قرار مي‌شود كه نمي‌توان به دقت گفت كه آرايش حالت پايه اين عنصر ،، و يا است! شايد بتوان گفت كه در نيمه دوم اين سري جديد معروف به اكتينيدها، تراز انرژي اغلب، پايين‌تر از است. (نوسانات و آرايشهاي غير قابل پيش بيني عناصر اين دوره) با وجود اينها مي‌توان گفت كه روند كلي تغييرات اكتينيدها و لانتانيدها، كم و بيش مشابه است.
لورنسيم كه آرايش را دارد، آخرين عنصر اكتينيد است. انتظار مي‌رود عناصري كه اخيراً كشف شده مانند عنصر شمارة 104 معروف به كورچاتوويم و عنصر 105 معروف به هانيم ، به علت ورود متوالي آخرين الكترونهاي آنها در، به تدريج چهارمين سري عناصر واسطه جدول تناوبي را تشكيل دهند.
هرگاه نمودارهاي را مقايسه كنيم، به نتيجة جالبي مي رسيم. شيب نزولي تراز اوربيتالهاي خيلي كمتر از است. علت را بايد در كاهش شديد قابليت نفوذ آنها نسبت به رقيبان خود يعني اوربيتالهاي جستجو كرد. مسئله ديگر اين است كه در روندي مشابه روند قبلي، ديده مي‌شود كه اوربيتالهاي و اوربيتالهاي توانايي نفوذ خوبي به سوي خارج يعني در جهت اوربيتال ندارند. از اين‌رو و با اين در هم آميختن با اوربيتالهاي دروني، به پايداري بيشتري مي‌رسند. به عبارت ديگر، تراز انرژي آنها نسبت به اوربيتال است ، پايين‌تر است و الكترونها در آنها وارد مي‌شوند.

لانتانیدها
معرفی
لانتانیدها عنصرهای 58 تا 71جدول تناوبی را تشکیل می‌دهند و جزو عناصر واسطه داخلی می‌باشند. وجه تسمیه لانتانیدها از عنصر 57 جدول یعنی لانتان (La) گرفته شده است. باید توجه داشت که خواص شیمیایی این دسته از عناصر مشابه خواص لانتان می‌باشد همچنین به این گروه از عناصر ، عناصر خاکهای کمیاب "Rare-earth elements"نیز اطلاق می‌شود. در واقع اطلاق نام خاکهای نادر یا کمیاب ، از آنجائیکه این عناصر نه کمیابند و نه به آن دسته از اکسیدهای خاکی مانند (اکسیدهای) آلومینا، زیرکونیا و ایتریا تعلق دارند، غلط مصطلح است. زمانیکه نخستین اعضای این گروه برای اولین بار کشف شد، بصورت اکسید مجتمع گردیده بودند و از آنجائیکه این اکسیدها تا اندازه‌ای به اکسیدهای 998389کلسیم ، منیزیم و 8299989899آلومینیوم که بعدها به آنها عنوان اکسیدهای خاکی اطلاق گردید، شباهت دارند، لذا این عناصر به نام خاکهای کمیاب معروف گردیدند. در هر صورت باید توجه داشت که سریم در پوسته زمین بسیار فراوان تر از سرب بوده و نیز ایتریم از قلع بسیار فراوان‌تر است و حتی باید اذعان نمود که کمیاب ترین خاکهای کمیاب ، به استثنای پرومتیم ، بسیار از عناصر گروه 9987889پلاتین فراوان‌ترند.
منابع طبیعی
اگرچه لانتانیدها بصورت بسیار گسترده در طبیعت پخش می‌باشند، لکن بطور کلی در غلظتهای کم یافت می‌شوند. همچنین در برخی از مواد کانی بصورت مخلوط و در غلظتهای زیاد ملاحظه شده اند. جدول زیر نمایانگر برخی از کانیهای معروف لانتانیدها می‌باشد.
 
ماده کانی
شکل بلور
ترکیب فرمولی
مونازیت (monazite)
تک شیب
CePO4 با Th3(PO4)4
زنوتیم (xenotime)
چهارگوش
YPO4
گادولینیت (gadolinite)
تک شیب
2BeO.FeO.Y2O3.2SiO2
بستناسیت (bastnasite)
شش‌گوش
CeFCO3
سامارسکیت (samarskite)
مکعب مستطیل
Ca٫Fe٫UO2)3O.Y2O3.3(Nb٫Ta)2O5)
فرگوزونیت (fergusonite)
چهارگوش
Y2O3.3(Nb٫Ta)2O5
اوکسنیت (euxenite)
مکعب مستطیل
Y2(NbO3)3.Y2(TiO3)3.1½H2O
ایتروفلوئوریت (yttrofluorite)
مکعب
2YF3.3CaF3
مهمترین 98798کانی‌های خاکهای کمیاب عبارتند از:مونازیت ، زنوتیم ، بستناسیت. معمولا این مواد بوسیله اعمال مکانیکی مانند شناورسازی و یا استفاده از روشهای مغناطیسی تغلیظ می‌شوند. سپس لانتانیدها در حالتیکه بصورت کانیهای فسفات یا سیلیکات می‌باشند، بوسیله اسید مورد شستشو قرار می‌گیرند. برخی از کانیها مانند کولومبوتانتالاتها با 981889کربن حرارت داده شده و یا تحت تاثیر کاستیک قوی قبل از سنگ شویی قرار داده می‌شوند.
تجزیه و جداسازی لانتانیدها
لانتانیدهای مخلوط شده را می‌توان از محلولهای اسیدی با استفاده از رسوب اگزالات جدا کرد. اشتعال اگزالات باعث تولید اکسیدهای لانتانیدهای مخلوط خواهد گردید. سپس این اکسیدها غالبا با استفاده از روشهای تبادل یونی و استفاده از خیساندن در اسید تغلیظ می‌شوند. در این حال لانتانیدها در محلول بصورت یونهای سه ظرفیتی هیدراته که دارای خواص بسیار مشابه می‌باشند، درمی‌آیند. بنابراین آنها تمایل به تشکیل رسوبهای بلوری مخلوط یا محلولهای جامد نشان می‌دهند. استفاده از یک ماده شیمیایی واحد به منظور افزایش غلظت یکی از عناصر خاکهای کمیاب لزوم تکرار عملیات را ایجاب می‌نماید. یکی از روشهایی که در گذشته و حال مورد استفاده بوده و هست، استفاده از فرایندهای جزء به جزء مانند تبلور جزء به جزء و یا تجزیه جزء به جزء به منظور خالص کردن عناصر می باشد. در این شرایط ، مقدار کار بسیار زیاد به منظور جداکردن مقدار بسیار کمی از عناصر ، باعث بالارفتن هزینه های خلوص خاکهای کمیاب و برشمردن آنها بدین صنعت خواهد بود. اکنون نیز از روشهای جزء به جزء هنوز در زمینه جداسازی این خاکها در حالت خام و بویژه عناصر لانتان و سریم استفاده می‌شود، زیرا 838189سریم را می توان از لانتان با استفاده از حالت چهار ظرفیتی سریم جدا کرد. در حال حاضر سایر اعضای خانواده خاکهای کمیاب را با استفاده از فرآیندهایی تبادل یونی خالص می نمایند مضافا چنانچه درجه خلوص بالا مدنظر نباشد، می توان از روش 87838881878استخراج مایع- مایع بدین منظور استفاده کرد.
خواص لانتانیدها
لانتانیدها 9982فلزهایی براق هستند و واکنش پذیری شیمیایی قابل توجهی دارند. خواص شیمیایی این دسته از عناصر مشابه خواص لانتان با عدد اتمی 57 می باشد. کلیه این عناصر قادر به تشکیل املاح سه ظرفیتی می باشند و زمانیکه این املاح در آب حل می شوند، خواص شیمیایی بسیار مشابه از خود نشان می دهند. لانتانیدها ، نظر به وضعیت جدو!ل تناوبی، بدین صورت هستند که همچنانکه 898887898عدد اتمی آنها افزوده می شود، بار افزوده شده روی هسته آنها بوسیله پر شدن لایه های ناقص داخلی آنها با الکترونها ، موازنه می‌شود. ولی به هر حال باید توجه داشت که این لایه ها نقشی در نیروهای والانس ما بین اتمها ایفا نمی نمایند. لانتانیدها به علت برخوردار بودن از خواص اختصاصی دارای پتانسیل باارزشی در زمینه استفاده بعنوان عوامل آلیاژی میباشند. این عناصر با استفاده از احیاء گرمایی بوسیله اثر کلسیم ، لیتیم و یا سایر 99828789988788فلزات قلیایی برهالید بی آب آنها و سپس ذوب مجدد در خلا به منظور 8888881تبخیر نشانه های باقیمانده از مواد احیا کننده، احیا می شوند. همچنین می‌توان آنها را بصورت الکترولیتی از حمامهای ملح ذوب شده مانند آنچه در زمینه سریم و میش متال (مخلوط فلزات خاکهای کمیاب ، اساسا سریع با مقدار بسیار کمی از آهن) صورت می پذیرد، احیا کرد. باید توجه داشت که مواد 88798جامد بدون آب همچنین نشان دهنده تغییر زیادتری در خواص ما بین عناصر نسبت به املاح هیدراته هستند. خاکهای کمیاب با بعضی از ترکیبات آلی ، املاح آلی تشکیل می‌دهد. این کیلیت ها که در اطراف این یونها ، آب جایگزین می نمایند، باعث زیاد شدن تغییر در خواص ما بین هر یک از خاکهای کمیاب می‌شوند. سودمندی این تکنیک در روشهای جدید تبادل یونی ، در زمینه جداسازی این عناصر کاملا قابل ملاحظه است.
موارد کاربرد لانتانیدها
فلزات خاکهای کمیاب تمایل بسیار شدید برای ترکیب با ناخالصیهای غیر فلزی مانند اکسیژن ، نیتروژن ، کربن و 9888199هیدروژن دارند. لذا با توجه به خاصیت فوق ، مقدار قابل ملاحظه ای از مخلوط فلزات خاکهای کمیاب بعنوان مواد تصفیه کننده (getler) در صنایع متالوژی مورد استفاده واقع می شود.
عناصر خاکهای کمیاب ، هنگامیکه تحت تاثیر حرارت واقع می گردند نمایانگر طیف بسیار پیچیده ای بوده و نور شدید سفید زدگی از آنها ساطع می شود، بنابراین از آنها در صنایع تصاویر متحرک و لامپ های تصویر تلویزیون های رنگی استفاده می گردد.
مصارف صنعتی فراوانی نیز برای هر یک از این عناصر متصور می باشد از جمله از برخی از آنها در سوزاندن سموم ناشی از راکتورهای هسته ای استفاده می شود.