族 (化学)

在化学中，族（英语：group，family^[1]）是元素周期表中每一竖向栏所有化学元素的集合；同族元素有相似的价层电子结构，自上而下有相似的但渐变的物理和化学性质。

长式周期表共分成18族^[2]，而f区元素的栏位（在第3族和第4族之间）没有编号。同一族中的元素（尤其是主族元素）具有相似的物理性质和化学性质，因为它们的价电子构型相似，而价电子构型一般都会决定元素的性质。当然，由于元素处在不同的周期，它们的性质也会有一定的递变性。

元素周期表的族号，有三种不同的编号系统，即IUPAC族号、CAS族号、旧IUPAC族号；根据所使用的系统，可以将相同的编号分配给不同的族。国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）从1990年左右开始就推荐使用“第1族”到“第18族”的现代编号系统，取代化学文摘社（CAS，在美国更受欢迎），以及IUPAC在1990年之前（在欧洲更受欢迎）的编号系统。化学界普遍接受十八族的编号系统，但对几种元素从属于哪一族仍存在一些争议，其中对第1周期元素（即氢和氦）和内过渡金属的分歧较大。

族也可以使用其最上面的元素来标识，或具有特定名称。例如，第16族也被称为氧基或氧族元素。铁系元素是个例外，通常是指第8族，但在化学上也可能表示铁、钴、镍，或其他具有相似化学性质的元素集合。在天体物理学和核物理中，通常指铁、钴、镍、铬和锰。

族号

在历史上，已经使用了几组族名：^[3]^[4]

IUPAC族号	1	2	^[A]	3^[A]	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
门德列夫族号 (I–VIII)	IA	IIA		IIIB	IVB	VB	VIB	VIIB	VIIIB			IB	IIB	IIIB	IVB	VB	VIB	VIIB	^[B]
CAS族号 (美, A-B-A)	IA	IIA		IIIB	IVB	VB	VIB	VIIB	VIIIB			IB	IIB	IIIA	IVA	VA	VIA	VIIA	VIIIA
中国大陆惯用族号	IA	IIA		IIIB	IVB	VB	VIB	VIIB	VIIIB			IB	IIB	IIIA	IVA	VA	VIA	VIIA	0
旧IUPAC族号 (欧, A-B)	IA	IIA		IIIA	IVA	VA	VIA	VIIA	VIIIB			IB	IIB	IIIB	IVB	VB	VIB	VIIB	0
惯用名（英语：Trivial name）	碱金属	碱土金属^[C]										制币金属		Triels	Tetrels	Pnictogens^[C]	Chalcogens^[C]	卤素^[C]	稀有气体、钝气^[C]
以元素命名^[C]	锂族	铍族		钪族	钛族	钒族	铬族	锰族	铁族	钴族	镍族	铜族	锌族	硼族	碳族	氮族	氧族	氟族	氦或氖族
第1周期	^h 氢 H^[D]																		氦 He
第2周期	锂 Li	铍 Be												硼 B	碳 C	氮 N	氧 O	氟 F	氖 Ne
第3周期	钠 Na	镁 Mg												铝 Al	硅 Si	磷 P	硫 S	氯 Cl	氩 Ar
第4周期	钾 K	钙 Ca		钪 Sc	钛 Ti	钒 V	铬 Cr	锰 Mn	铁 Fe	钴 Co	镍 Ni	铜 Cu	锌 Zn	镓 Ga	锗 Ge	砷 As	硒 Se	溴 Br	氪 Kr
第5周期	铷 Rb	锶 Sr		钇 Y	锆 Zr	铌 Nb	钼 Mo	锝 Tc	钌 Ru	铑 Rh	钯 Pd	银 Ag	镉 Cd	铟 In	锡 Sn	锑 Sb	碲 Te	碘 I	氙 Xe
第6周期	铯 Cs	钡 Ba	镧系 Ln	镥 Lu	铪 Hf	钽 Ta	钨 W	铼 Re	锇 Os	铱 Ir	铂 Pt	金 Au	汞 Hg	铊 Tl	铅 Pb	铋 Bi	钋 Po	砹 At	氡 Rn
第7周期	钫 Fr	镭 Ra	锕系 An	铹 Lr	𬬻 Rf	𬭊 Db	𬭳 Sg	𬭛 Bh	𬭶 Hs	鿏 Mt	𫟼 Ds	𬬭 Rg	鿔 Cn	鿭 Nh	𫓧 Fl	镆 Mc	𫟷 Lv	鿬 Ts	鿫 Og

碱金属碱土金属过渡金属贫金属类金属其他非金属稀有气体

注：

^ ^1.0 ^1.1 第3族包含钪 (Sc) 和钇 (Y)。该族其他的元素就使用周期表的不同，而分为以下的三种： (1) 镧（La）和锕（Ac）、(2) 镥（Lu）和铹（Lr）、(3) 整组镧系与锕系元素均列入第3族。2015年，IUPAC启动一计划，将第3族的定义标准化为(1) 钪钇镧锕或者(2) 钪钇镥铹。^[i]
^ 门捷列夫最初的周期表刚创作之时，第18族（钝气族）尚未被发现。不久后（1902年），门捷列夫接受其存在的证据，并将其放入他周期表内新增的“第0族”，如此便不会打破周期表的规律。
^ ^3.0 ^3.1 ^3.2 ^3.3 ^3.4 ^3.5 IUPAC建议的族名。
^ 氢 (H)，虽然位于第1族，但其显现的化学性质和碱金属相差甚远，因此通常不被认为是碱金属。

参考：

^ The constitution of group 3 of the periodic table. IUPAC. 2015-12-18.

根据IUPAC最新的规定，周期表的族应从左到右用阿拉伯数字编为1-18族。

但目前还有两种方法也很常用，旧的IUPAC法和CAS法：

旧IUPAC法把前10族编为A族（主族），其余为B族（副族），稀有气体被分在0族；数字采用罗马数字，8-10族都是ⅧB族。
CAS法把主族元素编为A族，过渡元素编为B族，数字也采用罗马数字，而8-10族成了ⅧB族。

欧洲国家常用前者，而美国常用后者。IUPAC为了防止族号出现错乱，出台了用阿拉伯数字连续编号的办法。

新 IUPAC 族号	旧IUPAC 族号（欧洲）	CAS 族号 (U.S.)	以顶列元素命名	IUPAC 建议常用名称	其他常用名称
01 !第1族	1A !IA	1A !IA	锂族	氢和碱金属*
02 !第2族	2A !IIA	2A !IIA	铍族	碱土金属*
03 !第3族	3A !IIIA	3B !IIIB	钪族
04 !第4族	4A !IVA	4B !IVB	钛族
05 !第5族	5A !VA	5A !VB	钒族
06 !第6族	6A !VIA	6B !VIB	铬族
07 !第7族	7A !VIIA	7B !VIIB	锰族
08 !第8族	80 !VIII	8B1 !VIIIB	铁族
09 !第9族	81 !VIII	8B2 !VIIIB	钴族
10 !第10族	82 !VIII	8B3 !VIIIB	镍族
11 !第11族	1B !IB	1B !IB	铜族		造币金属（英语：coinage metals）
12 !第12族	2B !IIB	2B !IIB	锌族
13 !第13族	3B !IIIB	3B !IIIA	硼族	铝族元素	triels：源自希腊文tri（三、III）^[5]^[6]
14 !第14族	4B !IVB	4A !IVA	碳族		tetrels：源自希腊文tetra（四、IV）^[5]^[6]
15 !第15族	5B !VB	5A !VA	氮族	氮族元素*	pentels：源自希腊文penta （五、V）^[6]
16 !第16族	6B !VIB	6A !VIA	氧族	氧族元素*
17 !第17族	7B !VIIB	7A !VIIA	氟族	卤素*
18 !第18族	00 !0	8A !VIIIA	氦族或氖族	稀有气体*

上述第3族元素的第四、五、六周期者为稀土元素（第六周期者为镧系元素）、第七周期者为锕系元素、第八、九周期者为超锕系元素；而第8、9、10族元素合称为ⅧB族，第四周期者为铁系元素、第五、六周期者为铂系元素、第七、八周期者则不属于任何一类。

此外，已经提出使用但并未获得广泛接受的其他名称有：第12族为“挥发性金属”^{[来源请求]}；第13族为“icosagens”^[7]；第14族为“结芯片素”^[5]、“adamantogens”^[8]和“merylides”^{[来源请求]}；和第18族为“aerogens”^[6]。

CAS与旧IUPAC族号 (A/B)

现时仍有两组较旧的族号仍在使用，分别是 CAS（化学文摘社）和旧IUPAC族号。两组族号皆使用了数字（不论是阿拉伯或罗马数字）和字母“ A”和“ B”。两组系统在数字上一致。数字表示该族元素的最高氧化数，因此与具有相同数字的其他元素表现出相似的化学反应。大多数情况下，该数字以线性增加的方式进行，一次在周期表的左侧，一次在右侧（参见元素氧化态列表），其中过渡金属存在一些不规则性。但是，两个系统使用字母的方式有所不同。例如，钾（K）具有一个价电子。因此，它位于第1族中。钙（Ca）处于第2族中，因为它包含两个价电子。

在旧IUPAC系统中，字母A和B代表周期表的左（A）、右（B）两部分，而在CAS系统中，字母A和B代表主族元素（A）和过渡元素（B）。旧IUPAC系统在欧洲经常被使用，而CAS在美国最常见。由于它们使用相同名称来表示不同的含义造成了混乱，因此便开发新的IUPAC方案，以替换这两个系统。新系统简单地在标准周期表中从左到右对族进行递增编号。 IUPAC提案于1985年首次发表，以征询公众意见，^[3]，后来被纳入于1990年版的“无机化学命名法”。^[9]

其他

在化学中，族一概念还表示有机化合物中的大类，如芳香族化合物、甾族化合物等。

参考文献

^ The Periodic Table Terms. www.shmoop.com. [2018-09-15]. （原始内容存档于2019-04-06）（英语）.
^ 元素周期表18族标法的由来 http://www.hitecloud.net/res/EntranceRescource/sourceview/?rid=161001&type=res （页面存档备份，存于互联网档案馆）
^ ^3.0 ^3.1 Fluck, E. New Notations in the Periodic Table (PDF). Pure Appl. Chem. (IUPAC). 1988, 60 (3): 431–436 [24 March 2012]. doi:10.1351/pac198860030431. （原始内容存档 (PDF)于2012-03-25）.
^ IUPAC. Nomenclature of inorganic chemistry (PDF). 2005 [2020-02-16]. （原始内容存档 (PDF)于2019-12-19）.
^ ^5.0 ^5.1 ^5.2 Liu, Ning; Lu, Na; Su, Yan; Wang, Pu; Quan, Xie. Fabrication of g-C₃N₄/Ti₃C₂ composite and its visible-light photocatalytic capability for ciprofloxacin degradation (PDF). Separation and Purification Technology. 2019, 211: 782–789 [17 August 2019]. doi:10.1016/j.seppur.2018.10.027.
^ ^6.0 ^6.1 ^6.2 ^6.3 Rich, Ronald. Inorganic Reactions in Water. Springer. 2007: 307, 327, 363, 475. ISBN 9783540739616. doi:10.1007/978-3-540-73962-3.
^ Greenwood, Norman Neill; Earnshaw, Alan. Chemistry of the elements. 2016: 227. ISBN 978-0-7506-3365-9. OCLC 1040112384 （英语）.
^ W. B. Jensen, The Periodic Law and Table （页面存档备份，存于互联网档案馆）
^ Leigh, G. J. Nomenclature of Inorganic Chemistry: Recommendations 1990. Blackwell Science, 1990. ISBN 0-632-02494-1.

外部链接

Scerri, E. R. The periodic table, its story and its significance . Oxford University Press. 2007. ISBN 978-0-19-530573-9.

参见

[group3-5] 1.0 ^1.1 第3族包含钪 (Sc) 和钇 (Y)。该族其他的元素就使用周期表的不同，而分为以下的三种： (1) 镧（La）和锕（Ac）、(2) 镥（Lu）和铹（Lr）、(3) 整组镧系与锕系元素均列入第3族。2015年，IUPAC启动一计划，将第3族的定义标准化为(1) 钪钇镧锕或者(2) 钪钇镥铹。^[i]

[group0-6] 门捷列夫最初的周期表刚创作之时，第18族（钝气族）尚未被发现。不久后（1902年），门捷列夫接受其存在的证据，并将其放入他周期表内新增的“第0族”，如此便不会打破周期表的规律。

[IUPAC-7] 3.0 ^3.1 ^3.2 ^3.3 ^3.4 ^3.5 IUPAC建议的族名。

[hydrogen-8] 氢 (H)，虽然位于第1族，但其显现的化学性质和碱金属相差甚远，因此通常不被认为是碱金属。

[9] The constitution of group 3 of the periodic table. IUPAC. 2015-12-18.

[1] The Periodic Table Terms. www.shmoop.com. [2018-09-15]. （原始内容存档于2019-04-06）（英语）.

[2] 元素周期表18族标法的由来 http://www.hitecloud.net/res/EntranceRescource/sourceview/?rid=161001&type=res （页面存档备份，存于互联网档案馆）

[Fluck_1988-3] 3.0 ^3.1 Fluck, E. New Notations in the Periodic Table (PDF). Pure Appl. Chem. (IUPAC). 1988, 60 (3): 431–436 [24 March 2012]. doi:10.1351/pac198860030431. （原始内容存档 (PDF)于2012-03-25）.

[4] IUPAC. Nomenclature of inorganic chemistry (PDF). 2005 [2020-02-16]. （原始内容存档 (PDF)于2019-12-19）.

[crystal-10] 5.0 ^5.1 ^5.2 Liu, Ning; Lu, Na; Su, Yan; Wang, Pu; Quan, Xie. Fabrication of g-C₃N₄/Ti₃C₂ composite and its visible-light photocatalytic capability for ciprofloxacin degradation (PDF). Separation and Purification Technology. 2019, 211: 782–789 [17 August 2019]. doi:10.1016/j.seppur.2018.10.027.

[pentel-11] 6.0 ^6.1 ^6.2 ^6.3 Rich, Ronald. Inorganic Reactions in Water. Springer. 2007: 307, 327, 363, 475. ISBN 9783540739616. doi:10.1007/978-3-540-73962-3.

[12] Greenwood, Norman Neill; Earnshaw, Alan. Chemistry of the elements. 2016: 227. ISBN 978-0-7506-3365-9. OCLC 1040112384 （英语）.

[13] W. B. Jensen, The Periodic Law and Table （页面存档备份，存于互联网档案馆）

[14] Leigh, G. J. Nomenclature of Inorganic Chemistry: Recommendations 1990. Blackwell Science, 1990. ISBN 0-632-02494-1.

[1]

[2]

[3]

[4]

[A]

[B]

[C]

[D]

[i]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]