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 | 零 | n |
1 | 联合国 | u |
2 | bi | b |
3. | 三 | t |
4 | 四 | 问 |
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
- 周期数与最外层价电子的n值有关。因此,在连续的周期中,一个能级更高的壳层被加入。每个周期中的元素数量是新能级中可用轨道数量的两倍。
- 第一个周期有s轨道,即1个轨道。所以第一周期的元素数是2 × 1 = 2
- 第二周期有两个新的轨道,即2s轨道和2p轨道。2s轨道有一个轨道,2p轨道有三个轨道。因此,第2周期的元素数为2 × 4 = 8
- 随后,轨道3s和3p被第三周期填满所以第三周期有8个元素。
- 第四个周期开始于4s轨道的填充。之后电子开始填充3d轨道(3d13 d10).它标志着三维过渡元素的开始,以钪(Z = 21)开始,以锌(Z = 30)结束。第4周期结束于氪,填满了4p轨道。
- 同样,第五个周期包含4-d过渡系列。
- 第六周期包含4-f过渡系列;也叫镧系。
- 第七期包含5-f过渡系列;或者锕系。
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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。