【选学】元素周期表简介
通过本章的学习,我们认识到元素的性质决定于元素的原子结构。元素
的化学性质跟它的原子的最外层电子数目关系密切。
如果把元素按照核电荷数由小到大的顺序从左到右排列(按照这个顺序给元素编号,叫做原子序数,原子序数在数值上跟这种原子的核电荷数相等),并将核外电子层数相同的元素排在一个横行上,再把不同横行中最外电子层排布相同的元素按电子层数递增的顺序由上而下排成纵行,这样得到的一个表叫做元素周期表(见书末附录Ⅲ),它反映了元素之间相互联系的规律。
在元素周期表里每一个横行叫做一个周期,每一个纵行叫做一个族(其中Ⅷ族有 3 个纵行)。在元素周期表里共有 7 个周期,16 个族。
元素周期表反映了元素的原子结构和性质间的联系,内容非常丰富,下面仅作简单说明。
- 同族元素性质相似
例如,0 族元素氦、氖、氩、氪、氙、氡都是稀有气体元素。它们原子的最外层都有 8 个电子(氦只有 2 个电子),化学性质比较稳定,一般不跟其它物质发生化学反应。ⅦA 族元素氟、氯、溴、碘、砹通称卤族元素,都是非金属元素,它们原子的最外层都有 7 个电子,在化学反应中易获得 1 个电子,它们的化合价常为-1 价,最高正价为+7 价(氟除外),它们的最高价氧化物的水化物都是较强的酸(氟除外)。ⅡA 族元素铍、镁、钙、锶、钡、镭通称碱土金属,都是金属元素。它们原子的最外层都有 2 个电子,在化学反应中较易失去,它们的化合价为+2 价,它们的氧化物的水化物都是较强的碱。
根据原子结构和性质的相似性,将元素分成不同的族,对我们学习元素及其化合物的知识将十分有利。
- 金属性和非金属性的递变
在同一周期中,从左向右,电子层数相同,核电荷数递增,金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强,最后以稀有气体元素结尾。例如第三周期中,钠的金属性最强,镁次之,氯的非金属性最强,末尾的氩是稀有气体。
在同一族(仅限于 A 族)中,从上到下,元素原子的电子层数递增,金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱。例如第ⅤA 族中,氮、磷、砷的非金属性逐渐减弱,到锑、铋已是金属元素。
由上述规律可推知,元素周期表左下角的元素的金属性最强,元素周期表右上角的元素的非金属性最强。
元素周期表右方的粗折线表明金属和非金属的分界线。3.化合价的变化
一般说来,元素的最高正化合价跟它的族序数相同。例如ⅡA 族的镁、钙的最高正化合价为+2;ⅦB 族的锰的最高化合价为+7;ⅤA 族的氮、磷、砷的最高正化合价为+5 等。非金属元素的负化合价跟它的最高正化合价绝对值的和等于 8。例如ⅤA 族的氮、磷、砷的最高正化合价为+5,负化合价为-3; ⅦA 族的氯、溴的最高正化合价为+7,负化合价为-1。
元素周期表是学习和研究化学的重要工具,以后进一步学习化学时,还将深入学习元素周期律和元素周期表的知识。
【家庭小实验】溶液导电性试验
参考图 6-8 试验物质的导电性装置,在家里用干电池、小灯泡(手电筒
用)、石墨棒(由废干电池中拆下)来试验食盐溶液、碳酸钠(纯碱)溶液、酒精溶液(可用烧酒)、糖水能不能导电。