化學元素周期表的簡介及發(fā)展歷程

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 高中化學 來源: 高中學習網


  在化學教科書中,都附有一張“元素周期表(英文:the periodic table)”。化學元素周期表根據原子序從小至大排序的化學元素列表。這張表揭示了物質世界的秘密,把一些看來似乎互不相關的元素統(tǒng)一起來,組成了一個完整的自然體系。它的發(fā)明,是近代化學史上的一個創(chuàng)舉,對于促進化學的發(fā)展,起了巨大的作用。

  列表大體呈長方形,某些元素周期中留有空格,使特性相近的元素歸在同一族中,如鹵素、堿金屬元素、惰性氣體、放射性元素等。這使周期表中形成元素分區(qū)。由于周期表能夠特性及其之間的關系,因此它在化學及其他科學范疇中被廣泛使用,作為分析化學行為時十分有用的框架。

  現代化學的元素周期律是1869年俄國科學家門捷列夫(Dmitri Mendeleev)首創(chuàng)的,他將當時已知的63種元素依相對原子質量大小并以表的形式排列,把有相似化學性質的元素放在同一列,制成元素周期表的雛形。經過多年修訂后才成為當代的周期表。在周期表中,元素是以元素的原子序排列,最小的排行最先。表中一橫行稱為一個周期,一列稱為一個族。

  原子半徑由左到右依次減小,上到下依次增大。

  按照元素在周期表中的順序給元素編號,得到原子序數。原子序數跟元素的原子結構有如下關系:

  質子數=原子序數=核外電子數=核電荷數

  利用周期表,門捷列夫成功的預測當時尚未發(fā)現的元素的特性(鎵、鈧、鍺)。1913年英國科學家莫色勒利用陰極射線撞擊金屬產生X射線,發(fā)現原子序越大,X射線的頻率就越高,因此他認為核的正電荷決定了元素的化學性質,并把元素依照核內正電荷(即質子數或原子序)排列。后來又經過多名科學家多年的修訂才形成當代的周期表。

  元素周期表中共有118種元素。將元素按照相對原子質量由小到大依次排列,并將化學性質相似的元素放在一個縱列。每一種元素都有一個序號,大小恰好等于該元素原子的核內質子數,這個序號稱為原子序數。在周期表中,元素是以元素的原子序排列,最小的排行最前。表中一橫行稱為一個周期,一列稱為一個族(8、9、10縱行為一個族)。

  原子的核外電子排布和性質有明顯的規(guī)律性,科學家們是按原子序數遞增排列,將電子層數相同的元素放在同一行,將最外層電子數相同的元素放在同一列。

  元素周期表有7個周期,16個族。每一個橫行叫作一個周期,每一個縱行叫作一個族。這7個周期又可分成短周期(1、2、3)、長周期(4、5、6)和不完全周期(7)。共有16個族,又分為7個主族(ⅠAⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA), 7個副族(ⅠB ⅡB ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB),一個第Ⅷ族(包括三個縱行),一個零族。

  元素在周期表中的位置不僅反映了元素的原子結構,也顯示了元素性質的遞變規(guī)律和元素之間的內在聯系。使其構成了一個完整的體系稱為化學發(fā)展的重要里程碑之一。

  同一周期內,從左到右,元素核外電子層數相同,最外層電子數依次遞增,原子半徑遞減(零族元素除外)。失電子能力逐漸減弱,獲電子能力逐漸增強,金屬性逐漸減弱,非金屬性逐漸增強。元素的最高正氧化數從左到右遞增(沒有正價的除外),最低負氧化數從左到右遞增(第一周期除外,第二周期的O、F元素除外)。

  同一族中,由上而下,最外層電子數相同,核外電子層數逐漸增多,原子序數遞增,元素金屬性遞增,非金屬性遞減。

  可見元素周期表的意義重大,科學家也正是用此來尋找新型元素及化合物的。


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