muut kemialliset ja fysikaaliset luokitukset

tietyt alkuaineiden luokittelumenetelmät kemiallisten ominaisuuksien perusteella eivät liity tiukasti ryhmiin, joissa alkuaineet esiintyvät. Tällaiset luokittelujärjestelmät osoittavat, että jaksollisessa järjestelmässä on hyödyllisiä sekä horisontaalisia että vertikaalisia suhteita. Näin ollen siirtymäelementtejä, joko kokonaisuutena tai kolmena horisontaalisena sarjana, tarkastellaan usein yhdessä, kun käsitellään kemiallisia ominaisuuksia. Siirtymäalkioilla on kussakin horisontaalisessa sarjassa paljon vähemmän vaihtelua atomikoossa kuin alkuaineilla samojen jaksojen muissa osissa, mikä johtaa samankaltaisuuteen kemiallisissa ja fysikaalisissa ominaisuuksissa. Lantanoidin ja aktinoidin alkuaineilla on vielä suurempi samankaltaisuus samasta syystä. Ryhmien Ia ja IIa metalliset alkuaineet luokitellaan usein yhteen, koska ne ovat selvästi muita metallisia alkuaineita reaktiivisempia. Toisessa ääripäässä platinaryhmän alkuaineet—mukaan lukien rutenium, rodium, palladium, osmium, iridium ja platina-ovat kemiallisesti inerttejä, samoin kuin hopea ja kulta; näitä alkuaineita kutsutaan yhteisesti jalometalleiksi, koska ne eivät helposti pääse yhdistymään muiden alkuaineiden kanssa.

kaikista tunnetuista 118 alkuaineesta 11 on kaasumaisia, 3 nestemäisiä ja loput kiintoaineita tavallisissa olosuhteissa. Vetyä ja elohopeaa lukuun ottamatta kaasumaiset ja nestemäiset alkuaineet esiintyvät jaksollisen järjestelmän oikeassa osassa, alueella, joka liittyy epämetallisiin alkuaineisiin.

alkuaineiden fyysiset ominaisuudet tarjoavat kätevän tunnistustavan. Eri alkuaineiden sulamispisteet vaihtelevat -272 °C: sta (heliumin osalta) yli 3 500 °C: seen (timantin muodossa olevan hiilen osalta). Ominaisuuksia, kuten kiehumispisteitä, sähkönjohtavuutta ja lämmönjohtavuutta voidaan myös käyttää tunnistamiseen, koska ne ovat yksilöllisiä kullekin alkuaineelle. Ehkä hyödyllisin yksittäinen ominaisuus alkuaineen tunnistamisessa on sen valon absorptio-tai emissiomalli, jota kutsutaan spektriksi. Alkuaineella on oma ominaisspektrinsä riippumatta siitä, onko se vapaassa tilassa, seoksessa vai kemiallisessa yhdistelmässä muiden alkuaineiden kanssa. Koska spektrin voimakkuus riippuu otoksen sisältämän alkuaineen määrästä, spektriä voidaan käyttää myös alkuaineiden kvantitatiivisen analyysin välineenä. Näytteen sisältämän alkuaineen prosenttiosuuden arviointiin on useita kemiallisia menetelmiä, jotka kuitenkin edellyttävät kyseisen alkuaineen kemian yksityiskohtaista tuntemusta (KS.analyysi).

kaikki luonnossa esiintyvät alkuaineet, joiden järjestysluku on 84 tai suurempi, ovat radioaktiivisia. Lisäksi useat luonnossa esiintyvät kevyempien alkuaineiden isotoopit ovat radioaktiivisia. Kaikkien radioaktiivisten alkuaineiden atomiytimet ovat epävakaita ja emittoivat erittäin energisiä hiukkasia. Prosessissa protonien määrä ytimessä muuttuu, ja atomi muuttuu yhdeksi eri alkuaineesta. Radioaktiivisen isotoopin puoliintumisaika on aika, joka kuluu siihen, että puolet kaikesta isotoopin määrästä hajoaa radioaktiivisessa hajoamisessa. Tavallisia radioaktiivisten isotooppien hajoamistapoja ovat beeta-tai alfahiukkasten häviäminen tai elektronin sieppaus. Beetahiukkasen eli elektronin häviäminen ytimestä lisää järjestyslukua yhdellä yksiköllä; alfahiukkasen eli heliumytimen (kaksi protonia ja kaksi neutronia) häviäminen pienentää järjestyslukua kahdella yksiköllä; ja elektronien sieppausprosessi, jossa sisemmästä kuoresta johdetaan elektroni ytimeen, vastaa järjestysluvun vähenemistä yhdellä yksiköllä. Alkuaineet, joiden järjestysluku on suurempi kuin 92, niin sanotut transuraanielementit, on valmistettu synteettisesti ja ne ovat kaikki radioaktiivisia. Myös kahta radioaktiivista ei—transuraanielementtiä—prometiumia ja teknetiumia-tuotettiin ensin keinotekoisesti, ja transuraanielementtien tavoin niitä esiintyy luonnossa (jos lainkaan) vain vähäisiä määriä. Vaikka jäljellä olevia alkuaineita ei yleensä pidetä radioaktiivisina, joillakin on radioaktiivisia isotooppeja, joita esiintyy luonnostaan hyvin pieninä pitoisuuksina, ja näiden alkuaineiden radioaktiivisia isotooppeja on valmistettu laboratoriossa yli 1 000 kappaletta.

J. J. Lagowski Encyclopaedia Britannican toimittajat