四、元素周期表简介
元素周期表是学习和研究化学元素的工具,它反映了一百多种元素之间的内在联系和规律。
我们知道,元素的性质是由原子结构决定的。科学家将元素按原子核电荷数——又称原子序数递增的顺序排队,同时考察它们的核外电子排布情况,结果发现,随着元素原子序数的递增,原子核外电子的排布呈周期性的变化,元素的性质也呈周期性的变化。例如从第一册第五章表 5—1 可以看出:
原子 序数 |
电子 层数 |
最外层 电子数 |
元素性质的变化 |
||
---|---|---|---|---|---|
金属 |
非金属 |
稀有气体 |
|||
1 — 2 |
1 | 1 — 2 |
H |
He |
|
3 — 10 |
2 | 1 — 8 |
Li Be |
B C N O F |
Ne |
11 — 18 |
3 | 1 — 8 |
Na Mg Al |
Si P S Cl |
Ar |
于是科学家根据这个规律,把具有相同电子层数的元素按原子序数递增的顺序排成了 7 个横列,每个横列叫做一个周期;把最外层电子数相同的元素按核外电子层数递增的顺序排成纵行,每个纵行叫做一个族。这样,就得到了元素周期表。周期表上一种元素占一格(Ⅲ B 族镧系和锕系虽都有 15 种元素,但因它们性质相近, 均各只占一格。为了清楚起见,就又把它们各种元素按原子序数递增的顺序分别排成两列,放在周期表的下方),每格内各种符号和数据的含义,图例上已有说明。
元素周期表为我们学习和研究化学带来了很大方便。
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利用周期表可以判断元素大体的性质。因为同族元素最外层电子数相同,所以它们的化学性质相似。我们只要知道了一种元素的性质,就可以大致了解与它同族的其它元素的性质。例如知道氦是 O 族元素,它呈化学惰性, 就可以推及 O 族的其它元素氖、氩、氪、氙、氡均呈化学惰性。
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利用周期表可以了解各种元素金属性和非金属性变化的情况。在周期表里,同周期元素从左到右金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强。例如第 3 周期元素,钠是很活泼的金属,镁的金属性比钠差一些,铝就更差一些,硅、磷、硫已是非金属元素,氯是很活泼的非金属。同族元素从上到下金属性逐
渐增强,非金属性逐渐减弱①。例如ⅥA 族,最上方的氧是很活泼的非金属元素,硫、硒、碲的非金属性逐渐减弱,到了最下方的钋已是一种金属元素了。为了便于区分,周期表上沿硼、硅、砷、碲、砹几种元素画了一条粗折线, 折线的左边是金属元素,右边是非金属元素。这样,根据某元素在周期表里的位置,就可以判断它是金属元素还是非金属元素,以及它的金属性或非金属性是强还是弱。
问题 哪种元素金属性最强、哪种元素非金属性最强? 3.利用周期表可以查出元素原子的核电荷数和原子量。元素周期表还有许多用途,今后可以陆续学到。