| 词条 | 化学元素周期表 |
| 释义 | § 基本介绍 化学元素周期表 元素周期表是元素周期律用表格表达的具体形式，它反映元素原子的内部结构和它们之间相互联系的规律。元素周期表简称周期表。元素周期表有很多种表达形式，目前最常用的是维尔纳长式周期表。元素周期表有7个周期，有16个族和4个区。元素在周期表中的位置能反映该元素的原子结构。周期表中同一横列元素构成一个周期。同周期元素原子的电子层数等于该周期的序数。同一纵行（第Ⅷ族包括3个纵行）的元素称“族”。族是原子内部外电子层构型的反映。例如外电子构型，IA族是ns1，IIIA族是ns2np1，O族是ns2np4，IIIB族是（n-1）d1·ns2等。元素周期表能形象地体现元素周期律。根据元素周期表可以推测各种元素的原子结构以及元素及其化合物性质的递变规律。当年，门捷列夫根据元素周期表中未知元素的周围元素和化合物的性质，经过综合推测，成功地预言未知元素及其化合物的性质。现在科学家利用元素周期表，指导寻找制取半导体、催化剂、化学农药、新型材料的元素及化合物。 现代化学的元素周期律是1869年俄国科学家德米特里·伊万诺维奇·门捷列夫（DmitriIvanovichMendeleev)首先整理，他将当时已知的63种元素依原子量大小并以表的形式排列，把有相似化学性质的元素放在同一行，就是元素周期表的雏形。利用周期表，门捷列夫成功的预测当时尚未发现的元素的特性(镓、钪、锗)。1913年英国科学家莫色勒利用阴极射线撞击金属产生X射线，发现原子序越大，X射线的频率就越高，因此他认为核的正电荷决定了元素的化学性质，并把元素依照核内正电荷(即质子数或原子序)排列，经过多年修订后才成为当代的周期表。在周期表中，元素是以元素的原子序排列，最小的排行最先。表中一横行称为一个周期，一列称为一个族。周期，是指元素周期表上某一横列元素最外层电子从1到8的一个周期循环；族，是指某一竖列元素因最外层电子数相同而表现出的相似的化学性质主族元素是只有最外层电子没有排满的，但是副族有能级的跃迁，次外层电子也没排满。这张表揭示了物质世界的秘密，把一些看来似乎互不相关的元素统一起来，组成了一个完整的自然体系。 § 创始人介绍 门捷列夫门捷列夫出生于1834年，他出生不久，父亲就因双目失明出外就医，失去了得以维持家人生活的教员职位。门捷列夫14岁那年，父亲逝世，接着火灾又吞没了他家中的所有财产，真是祸不单行。1850年，家境困顿的门捷列夫藉着微薄的助学金开始了他的大学生活，后来成了彼得堡大学的教授。幸运的是，门捷列夫生活在化学界探索元素规律的卓绝时期。当时，各国化学家都在探索已知的几十种元素的内在联系规律。 1865年，英国化学家纽兰兹把当时已知的元素按原子量大小的顺序进行排列，发现无论从哪一个元素算起，每到第八个元素就和第一个元素的性质相近。这很像音乐上的八度音循环，因此，他干脆把元素的这种周期性叫做“八音律”，并据此画出了标示元素关系的“八音律”表。显然，纽兰兹已经下意识地摸到了“真理女神”的裙角，差点就揭示元素周期律了。不过，条件限制了他作进一步的探索，因为当时原子量的测定值有错误，而且他也没有考虑到还有尚未发现的元素，只是机械地按当时的原子量大小将元素排列起来，所以他没能揭示出元素之间的内在规律。可见，任何科学真理的发现，都不会是一帆风顺的，都会受到阻力，有些阻力甚至是人为的。直到1869年，他将当时已知的仍种元素的主要性质和原子量，写在一张张小卡片上，进行反复排列比较，才最后发现了元素周期规律，并依此制定了元素周期表。 化学元素周期表 元素周期表的发现，是近代化学史上的一个创举，对于促进化学的发展，起了巨大的作用。看到这张表，人们便会想到它的最早发明者——门捷列夫。德米特里·伊万诺维奇·门捷列夫生于一八三四年二月七日俄国西伯利亚的托波尔斯克市。这个时代，正是欧洲资本主义迅速发展时期。生产的飞速发展，不断地对科学技术提出新的要求。化学也同其它科学一样，取得了惊人的进展。门捷列夫正是在这样一个时代，诞生到人间。门捷列夫从小就热爱劳动，热爱学习。他认为只有劳动，才能使人们得到快乐、美满的生活；只有学习，才能使人变得聪明。门捷列夫在学校读书的时候，一位很有名的化学教师，经常给他们讲课。热情地向他们介绍当时由英国科学家道尔顿始创的新原子论。由于道尔顿新原于学说的问世，促进了化学的发展速度，新元素被发现了。化学这一门科学正激动着人们的心。这位教师的讲授，使门捷列夫的思想更加开阔了，决心为化学这门科学献出一生。门捷列夫在大学学习期间，表现出了坚韧、忘我的超人精神。疾病折磨着门捷列夫，由于丧失了无数血液，他一天一天的消瘦和苍白了。可是，在他贫血的手里总是握着一本化学教科书。那里面当时有很多没有弄明白的问题，缠绕着他的头脑，似乎在召呼他快去探索。他在用生命的代价，在科学的道路上攀登着。 1862年，他对巴库油田进行了考察，对液体进行了深入研究，重测了一些元素的原子量，使他对元素的特性有了深刻的了解。1867年，他借应邀参加在法国举行的世界工业展览俄罗斯陈列馆工作的机会，参观和考察了法国、德国、比利时的许多化工厂、实验室，大开眼界，丰富了知识。这些实践活动，不仅增长了他认识自然的才干，而且对他发现元素周期律，奠定了雄厚的基础。实践证实了门捷列夫的论断，也证明了周期律的正确性。在门捷列夫编制的周期表中，还留有很多空格，这些空格应由尚未发现的元素来填满。门捷列夫发现了元素周期律，在世界上留下了不朽的光荣，人们给他以很高的评价。恩格斯在《自然辩证法》一书中曾经指出元素周期律经过后人的不断完善和发展，在人们认识自然，改造自然，征服自然的斗争中，发挥着越来越大的作用。门捷列夫除了完成周期律这个勋业外，还研究过气体定律、气象学、石油工业、农业化学、无烟火药、度量衡等。由于他总是日以继夜地顽强地劳动着，在他研究过的这些领域中，都在不同程度上取得了成就。1907年2月2日，这位享有世界盛誉的科学家，因心肌梗塞与世长辞了。元素周期律的发现是许多科学家共同努力的结果。 1789年，安托万-洛朗·拉瓦锡出版的《化学大纲》中发表了人类历史上第一张《元素表》 ，在该表中，他将当时已知的33种元素分四类。1829年，德贝莱纳在对当时已知的54种元素进行了系统的分析研究之后，提出了元素的三元素组规则。他发现了几组元素，每组都有三个化学性质相似的成员。并且，在每组中，居中的元素的原子量，近似于两端元素原子量的平均值。1850年，德国人培顿科弗宣布，性质相似的元素并不一定只有三个；性质相似的元素的原子量之差往往为8或8的倍数。1862年，法国化学家尚古多创建了《螺旋图》 ，他创造性地将当时的62种元素，按各元素原子量的大小为序，标志着绕着圆柱一升的螺旋线上。他意外地发现，化学性质相似的元素，1863年，英国化学家欧德林发表了《原子量和元素符号表》 ，共列出49个元素，并留有9个空位。上述各位科学家以及他们所做的研究，在一定程度上只能说是一个前期的准备，但是这些准备工作是不可缺少的。而俄国化学家门捷列夫、德国化学家迈尔和英国化学家纽兰兹在元素周期律的发现过程中起了决定性的作用。1865年，纽兰兹正在独立地进行化学元素的分类研究，在研究中他发现了一个很有趣的现象。当元素按原子量递增的顺序排列起来时，每隔8个元素，元素的物理性质和化学性质就会重复出现。由此他将各种元素按着原子量递增的顺序排列起来，形成了若干族系的周期。纽兰兹称这一规律为“八音律”。门捷列夫生于1834年，10岁之前居住于西伯利亚，在一个政治流放者的指导下，学习科学知识并对其产生了极大兴趣。1847年，失去父亲的门捷列夫随母亲来到披得堡。 1850年，进入中央师范学院学习，毕业后曾担任中学教师，后任彼得堡大学副教授。1867年，担任教授的门捷列夫为了系统地讲好无机化学课程中，正在着手著述一本普通化学教科书《化学原理》 。在著书过程中，他遇到一个难题，即用一种怎样的合乎逻辑的方式来组织当时已知的63种元素。门捷列夫仔细研究了63种元素的物理性质和化学性质，又经过几次并不满意的开头之后，门捷列夫准备了许多类似扑克牌一样的卡片，将63种化学元素的名称及其原子量、氧化物、物理性质、化学性质等分别写在卡片上。门捷列夫用不同的方法去摆那些卡片，用以进行元素分类的试验。最初，他试图像德贝莱纳那样，将元素分分为三个一组，得到的结果并不理想。从头至尾看一遍排出的“牌阵”，门捷列夫惊喜地发现，所有的已知元素都已按原子量递增的顺序排列起来，并且相似元素依一定的间隔出现。第二天，门捷列夫将所得出的结果制成一张表，这是人类历史上第一张化学元素周期表。在这个表中，周期是横行，族是纵行。但是，迈尔未能对该图解进行系统说明，而该图解侧重于化学元素物理性质的体现。。最后一列上都是稀有气体，化学性质稳定中学化学就讲这些，过渡元素不要求。根据各周期内所含元素种数的不同，将只有2种元素的第1周期和各有8种元素的第2、3周期命名为“短周期”，第4、5、6周期命名为“长周期”，其中4、5周期各有18种元素，第6周期有32种元素，第7周期现有26种元素，由于第七周期尚未填满，所以又叫“未完成周期”。 § 元素介绍 化学元素周期表 1.元素周期表中各部分代表的意义（以右图为例）：47表示元素的原子序数，Ag为元素符号，silver为元素名称，107.87为元素的相对原子质量。 2、1H氢1.00792He氦4.0026 3、3Li锂6.9414Be铍9.01225B硼10.8116C碳12.0117N氮14.0078O氧15.9999F氟18.99810Ne氖20.17 4、11Na钠22.989812Mg镁24.30513Al铝26.98214Si硅28.08515P磷30.97416S硫32.0617Cl氯35.45318Ar氩39.94 5、19K钾39.09820Ca钙40.0821Sc钪44.95622Ti钛47.923V钒50.9424Cr铬51.99625Mn锰54.93826Fe铁55.8427Co钴58.933228Ni镍58.6929Cu铜63.5430Zn锌65.3831Ga镓69.7232Ge锗72.533As砷74.92234Se硒78.935Br溴79.90436Kr氪83.837 6、Rb铷85.46738Sr锶87.6239Y钇88.90640Zr锆91.2241Nb铌92.906442Mo钼95.9443Tc锝(99)44Ru钌161.045Rh铑102.90646Pd钯106.4247Ag银107.86848Cd镉112.4149In铟114.8250Sn锡118.651Sb锑121.752Te碲127.653I碘126.90554Xe氙131.3 7、55Cs铯132.90556Ba钡137.3357-71La-Lu镧系57La镧138.958Ce铈140.159Pr镨140.960Nd钕144.261Pm钷(147)62Sm钐150.363Eu铕151.9664Gd钆157.2565Tb铽158.966Dy镝162.567Ho钬164.968Er铒167.269Tm铥168.970Yb镱173.0471Lu镥174.96772Hf铪178.473Ta钽180.94774W钨183.875Re铼186.20776Os锇190.277Ir铱192.278Pt铂195.0879Au金196.96780Hg汞200.581Tl铊204.382Pb铅207.283Bi铋208.9884Po钋(209)85At砹(201)86Rn氡(222) 8、87Fr钫(223)88Ra镭226.0389-103Ac-Lr锕系89Ac锕(227)90Th钍232.091Pa镤231.092U铀238.093Np镎(237)94Pu钚(239,244)95Am镅(243)96Cm锔(247)97Bk锫(247)98Cf锎(251)99Es锿(252)100Fm镄(257)101Md钔(258)102No锘(259)103Lr铹(260)104Rf钅卢(257)105Db钅杜(261)106Sg钅喜(262)107Bh钅波(263)108Hs钅黑(262)109Mt钅麦(265)110Ds钅达(266)111Rg钅仑(272)112Uub(285)113Uut(284)114Uuq(289)115Uup(289)116Uuh(292)117Uus(*)/*尚未被发现*/118Uuo(293)…… § 元素周期律 化学元素周期表元素的物理、化学性质随原子序数逐渐变化的规律叫做元素周期律。元素周期律由门捷列夫首先发现，并根据此规律创制了元素周期表。结合元素周期表，元素周期律可以表述为：随着原子序数的增加，元素的性质呈周期性的递变规律：在同一周期中，元素的金属性从左到右递减，非金属性从左到右递增，在同一族中，元素的金属性从上到下递增，非金属性从上到下递减；同一周期中，元素的最高正氧化数从左到右递增（没有正价的除外），最低负氧化数从左到右逐渐增高；同一族的元素性质相近。以上规律不适用于稀有气体。此外还有一些对元素金属性、非金属性的判断依据，可以作为元素周期律的补充：元素单质的还原性越强，金属性就越强；单质氧化性越强，非金属性就越强。元素的最高价氢氧化物的碱性越强，元素金属性就越强；最高价氢氧化物的酸性越强，元素非金属性就越强。元素的气态氢化物越稳定，非金属性越强。还有一些根据元素周期律得出的结论：元素的金属性越强，其第一电离能就越小；非金属性越强，其第一电子亲和能就越大。门捷列夫在创制周期表时，没有完全按照原子量的大小排列，而是严格遵守了“同族元素性质相近”这一规律。在周期表中留下的空位后来都被填上（如钪、镓等），而且性质也与门氏的预言吻合。他还根据周期律更正了铟等元素的原子量。时至今日，人们还在用元素周期律来推测已发现和未发现的放射性元素的性质。 元素周期律的本质： 电子构型是元素性质的决定性因素，而元素周期律是电子构型呈周期性、递变性变化规律的体现。为了达到稳定状态，不同的原子选择不同的方式。同一周期元素中，轨道越“空”的元素越容易失去电子，轨道越“满”的越容易得电子。随着从左到右价层轨道由空到满的逐渐变化，元素也由主要显金属性向主要显非金属性逐渐变化。同一族元素中，由于周期越高，价电子的能量就越高，就越容易失去，因此排在下面的元素一般比上面的元素更具有金属性。具有同样价电子构型的原子，理论上得或失电子的趋势是相同的，这就是同一族元素性质相近的原因。 § 递变规律 化学元素周期表1、原子半径 （1）除第1周期外，其他周期元素（惰性气体元素除外）的原子半径随原子序数的递增而减小； （2）同一族的元素从上到下，随电子层数增多，原子半径增大。 2、元素化合价 （1）除第1周期外，同周期从左到右，元素最高正价由碱金属+1递增到+7，非金属元素负价由碳族-4递增到-1（氟无正价，氧无+6价，除外）； （2）同一主族的元素的最高正价、负价均相同 3、单质的熔点 （1）同一周期元素随原子序数的递增，元素组成的金属单质的熔点递增，非金属单质的熔点递减； （2）同一族元素从上到下，元素组成的金属单质的熔点递减，非金属单质的熔点递增 4、元素的金属性与非金属性 （1）同一周期的元素从左到右金属性递减，非金属性递增； （2）同一主族元素从上到下金属性递增，非金属性递减。 5、最高价氧化物和水化物的酸碱性 元素的金属性越强，其最高价氧化物的水化物的碱性越强；元素的非金属性越强，最高价氧化物的水化物的酸性越强。 6、非金属气态氢化物 元素非金属性越强，气态氢化物越稳定。同周期非金属元素的非金属性越强，其气态氢化物水溶液一般酸性越强；同主族非金属元素的非金属性越强，其气态氢化物水溶液的酸性越弱。 7、单质的氧化性、还原性 一般元素的金属性越强，其单质的还原性越强，其氧化物的氧离子氧化性越弱；元素的非金属性越强，其单质的氧化性越强，其简单阴离子的还原性越弱。 § 位置规律 化学元素周期表1、元素周期数等于核外电子层数。 2、主族元素的序数等于最外层电子数。 阴阳离子的半径大小辨别规律由于阴离子是电子最外层得到了电子而阳离子是失去了电子所以，总的说来： 1、阳离子半径小于原子半径，阴离子半径大于原子半径 2、核外电子排布相同的离子，核电荷数越多，离子半径越小。 3、电子层数越多，半径越大。 以上不适合用于稀有气体。 § 周期表口诀 化学元素周期表一价请驴脚拿银，（一价氢氯钾钠银） 二价羊盖美背心。（二价氧钙镁钡锌） 一价钾钠氢氯银二价氧钙钡镁锌 三铝四硅五价磷二三铁、二四碳 一至五价都有氮铜汞二价最常见 正一铜氢钾钠银正二铜镁钙钡锌 三铝四硅四六硫二四五氮三五磷 一五七氯二三铁二四六七锰为正 碳有正四与正二再把负价牢记心 负一溴碘与氟氯负二氧硫三氮磷 初中常见原子团化合价口决： 负一硝酸氢氧根，负二硫酸碳酸根，还有负三磷酸根，只有铵根是正一 氢氦锂铍硼，碳氮氧氟氖。钠镁铝硅磷，硫氯氩钾钙。 记化合价，我们常用下面的口诀： 一价氢氯钾钠银，二价钙镁钡氧锌。二铜三铝四七锰，二四六硫二四碳，三价五价氮与磷，铁有二三要记清。 记金属活动性顺序表可以按照下面的口诀来记： 钾钙钠镁铝、锌铁锡铅氢、铜汞银铂金。 § 推断元素位置的规律： 判断元素在周期表中位置应牢记的规律： （1）元素周期数等于核外电子层数； （2）主族元素的序数等于最外层电子数。 阴阳离子的半径大小辨别规律 由于阴离子是电子最外层得到了电子 而阳离子是失去了电子 所以, 总的说来 (1) 阳离子半径<原子半径 (2) 阴离子半径>原子半径 (3) 阴离子半径>阳离子半径 (4)或者一句话总结，对于具有相同核外电子排布的离子，原子序数越大，其离子半径越小。 以上不适合用于稀有气体! § 最新进展 元素周期表再添两“新丁” 是现在元素周期表中最重的元素，原子量分别为289和292 据美国《连线》杂志网站2011年6月6日报道，元素周期表家族再添两名“新丁”：超重元素114和116，原子量分别为289和292。它们现在是元素周期表中最重的元素，取代了以前的“霸主”——原子量为285的第112号元素“鎶”和原子量为272的第111号元素“錀”。 这两种新元素的放射性极强，会在不到一秒的时间内衰减成更轻的原子，116号元素会快速衰减为114号元素，紧接着又会转变为更轻的元素鎶。 几年前，科学家就宣称发现了这两种元素，例如，1999年，俄罗斯物理学家用高能粒子钙-48冲击钚-244，产生了一个很快衰变的第114号元素的原子。 第116号元素于2000年被科学家发现。经过长达10年的进一步研究以及长达3年的审查，国际纯粹化学和应用化学联合会（IUPAC）于2011年6月1日正式将这两种新元素添加到元素周期表中。 目前这两种元素还没有正式的名称，此前有科学家建议将第114号元素命名为flerovium，以纪念苏联原子物理学家乔治·弗洛伊洛夫；将第116号元素命名为moscovium，以莫斯科为名。 [1] |
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