第十一课化学

元素周期表

Dobereiner三合会:多别莱纳观察到,当某些元素以三位一体排列时,中间元素的原子量大致等于两个元素原子质量的平均值。由于它可能只适用于少数元素,因此多贝雷纳的三合律被认为是巧合而被驳回。

纽兰兹八度定律:根据这一定律,当元素按照原子量的升序排列时,每八个元素都具有与第一个元素相似的性质。

门捷列夫周期表:门捷列夫将元素按照原子量的递增顺序排列,并根据他观察到的化学性质的相似性,制作了元素周期表。门捷列夫周期律指出,元素的化学性质是其原子质量的周期函数。另一位科学家Lothar Mayor研究了类似的概念,并制作了类似的元素周期表。但由于门捷列夫的工作发表得更早,因此门捷列夫被认为是第一个元素周期表的作者。门捷列夫在原子量的顺序上做了一些调整,这样性质相似的元素就可以归入一个特定的组。此外,门捷列夫还大胆地预言未来会发现更多的元素。

现代周期律

在门捷列夫时代,人们对原子的内部结构知之甚少。但从20世纪初开始,关于亚组粒子的许多新发现是可能的。亨利·莫斯利(1913)在元素的特征x射线光谱中观察到了规律性。当绘制x射线光谱与原子序数的关系图时,可以观察到一条直线。当用原子质量代替原子序数时,情况就不一样了。因此,莫斯利证明了原子序数是比原子质量更基本的性质。据此,门捷列夫的周期法被修改为现代周期法。现代周期律如下:

元素的物理和化学性质是其原子序数的周期函数。”

原子序数为> 100的元素命名法

IUPAC元素命名法符号
数字 名字 缩写
0 n
1 联合国 u
2 bi b
3. t
4
5 被关闭的 p
6 十六进制 h
7 9月 年代
8 10月 o
9 新奥集团 e

元素周期表的电子组态

周期电子组态

分组电子配置:某一特定基团的元素在最外层轨道上具有相同的电子构型。

电子配置和元素类型

一组元素构成一组化学性质相似的元素。化学性质的相似性是因为它们最外层轨道上的电子分布相同。根据被填充轨道的类型,元素可以分为这些组:s区元素,p区元素,d区元素和f区元素。这个规则有两个例外,He和h。氦属于s族元素,但与p族元素保持在一起,因为氦已经完全充满了最外层的轨道。氢既具有电正性又具有电负性。因此,氢在元素周期表中占有特殊的位置。

  1. s区元素:这些是带有ns的元素1, ns2最外层轨道的电子构型。这些是低电离焓的活性金属。它们很容易失去电子,形成1+或2+离子。形成1+离子的金属称为碱金属,形成2+离子的金属称为碱土金属。基团越低,金属性质和反应性越强。它们在自然界中并不是以纯形式存在的。这些元素通常构成离子化合物,但锂和铍是例外。
  2. p轨道要素:这些元素属于第13至18组。与s区元素一起,它们被称为代表元素或主组元素。最外层电子排布从ns开始变化2np2以ns2np6在每个时期。每个周期都以惰性气体结束,惰性气体充满了最外层。由于惰性气体的最外层完全充满,所以化学反应性很低。卤素(第17族)和硫化物(第16族)先于惰性气体,是重要的非金属。卤素和硫化物具有较高的负电子获得焓,很容易获得1 - 2个电子以达到惰性气体构型。当我们在一个周期内从左向右移动时,非金属特征增加。当我们往下移动一组时,金属特征会增加。
  3. d区元素:这些元素位于元素周期表中心的第3组至第12组。d轨道的填充开始于这些元素,所以它们被称为d区元素。一般外层电子构型为(n-1)d1 - 10ns0 - 2。本族的所有元素都是金属。它们通常形成彩色离子,具有可变价(氧化态),顺磁性,常被用作催化剂。但Zn、Cd和Hg不表现出大多数过渡元素的性质。这些元素在化学活性的s区元素和活性较低的13族和14族元素之间形成了桥梁。它们被称为过渡元素。
  4. 至于元素:这些元素的外层电子排布是(n-2)f1 - 14d (n - 1)0 - 1ns2。由于每个元素的最后一个电子被填在f轨道上,因此它们被称为f区元素。它们也被称为内部过渡元素。它们都是金属。它们在元素周期表的底部分为两组,即锕类和镧类。由于早期锕系元素可能存在大量的氧化态,其化学性质比相应的镧系元素更为复杂。锕系元素是放射性元素。铀之后的元素称为超铀元素。

金属,非金属和类金属

金属:78%的已知元素是金属,它们出现在元素周期表的左边。金属在室温下一般是固体,熔点和沸点高,是热和电的良导体,具有延展性和延展性。

非金属:非金属元素位于元素周期表的右上角。非金属在室温下一般是固体或气体,熔点和沸点低,是热和电的不良导体,固体易碎。从金属到非金属的转变不是突然的;如元素周期表中粗粗的锯齿线所示。

金属:与之字形线相邻的是同时具有金属和非金属性质的元素。这些被称为半金属或类金属。硅、锗、砷、锑和碲是类金属。


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