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元素周期表

元素周期表知识解读

来源:作者:徐俊龙 点击:所属专题: 元素周期表应用
元素周期表是化学的所有工具中最常用也是最重要的一个,它反映的是在化学世界中元素结构的循环递变规律。1869年2月,俄国化学家门捷列夫将当时已发现的63种元素列成元素周期表,并留下一些空格,预示着这些元素的性质。今天,通过了科学家的不断努力,元素周期表中的空

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元素周期表是化学的所有工具中最常用也是最重要的一个,它反映的是在化学世界中元素结构的循环递变规律。1869年2月,俄国化学家门捷列夫将当时已发现的63种元素列成元素周期表,并留下一些空格,预示着这些元素的性质。今天,通过了科学家的不断努力,元素周期表中的空格一个一个的被填了进去。

在初高中化学中,所要求的只是元素周期表中的前二十号元素,还有同族元素的性质递推。前二十号元素的名称和顺序是必须要求的,一定要记牢,其余元素的性质都能够用周期表中的性质递变来推断出来。下面涉及到的内容都以前二十号的元素为例。

单个原子的结构。单个原子的结构是这样的。原子是由原子核和核外电子构成的。原子核是质子和中子的集合,所以它的密度比较大,原子的全部质量几乎都集中在原子核上。原子核外是核外电子,这是围绕原子核高速旋转的微小颗粒。电子的质量非常小,只有质子的八千分之一左右。电子在核外的排列不是杂乱无章的,而是有规律的。电子在核外都有一定的活动空间,这些活动空间是不连续的,每一个空间都可以叫做一个轨道。轨道数越大,电子的能量就越大。每层轨道能容纳的电子数也是一定的,它有一个公式,如果轨道数是n,那么这层轨道能容纳的电子数是2n*n(就是n的平方的二倍)。但是,作为最外层的电子轨道,她也是有规律的,是这样的,如果轨道是从外数的第n层,那么这个轨道能容纳的电子数也是2(n-1)*(n-1)。比如说,钠的核外电子排布是2,8,3,那么他的最外层应该能容纳2*3*3=18个电子。但是它的第三层是最外层,那么它只能容纳2*2*2=8个电子。

下面说说周期表中元素原子核的结构的递变规律。前十八号元素都在元素周期表的前三行,从左到右共有八行,一般来说,元素位于第几行,这种元素就叫第几主族的元素。例如,氢所在的是左数的第一行,那么氢就是第一主族的元素。而且,在同一周期中, 元素原子核中的质子数是从左到右依次递加的,例如,氢是第一号元素,它的质子数是1,氦是第二号元素,在氢的右边相邻的格子里,那么氦的质子数就是氢的质子数加一,是2。同样的,原子核中电子数和质子数相等,质子数加一,电子数也加一。同一周期中,原子的大小是从左到右递减的,比如说碳和氮,氮在碳的右边,氮的原子就比碳的要小。这是因为,在原子核中增加了一个质子,那么原子核对核外电子的引力就要变得大一点,这样就会导致最外层得电子向原子核塌缩一点,这种塌缩的幅度要大于最外层增加了一个电子使原子大小增大的幅度,所以总的来看,同一周期中,质子数越多,原子的个头越大。但是,在每一周期的末尾,也就是第八族的元素是不遵循这个规律的。第八族的元素的原子在同一周期中是最大的。在不同周期中,每一周期元素的原子都要比上一周期的元素的原子要大一点。这种现象是因为在元素周期表中增加了一个周期,原子核外的电子轨道就增加了一层,这样就会使原子突然增大,就好像是气球,气越足,个越大。

该说说性质了。每一种元素的原子,它的可讨论的性质都有两种,就是金属性和非金属性。简单的说,金属性就是原子失电子的能力,非金属性就是原子得电子的能力。在元素周期表中,金属性和非金属性递变的规律是:从上到下从右至左金属性逐渐递增,反之是非金属性递增。既然元素的原子得到了或者失去了电子,那么原子一定是带电性的了,失电子则带正电,得电子则带负电,带正电的离子和带负电的离子就会由于静电力相结合,这种静电力就是化学键。元素周期表最大的作用就是他用了一种很形象的方式说明了原子化合价的本质。原子间互相结合生成了化合物,为什么?氧为什么总是负二价的?这都可以用元素周期表来解释。原子间互相结合,其根本是化合价,或者说是化学键。它产生的强大的静电力能使原子可以紧紧的结合,不会轻易的分开。原子形成化学键,它的宗旨就是让原子的最外层电子达到稳定结构。什么是稳定结构?就是让最外层的电子轨道容纳它能容纳的最大的电子数,也就是说,其他原子要是最外层电子达到8电子或者2电子(生成的离子只有一层电子)所需要得到或者失去的电子数就是它的化合价。这是理论上的。从这个理论推断,任何元素都应该有正价和负价。但是实际上是不可能的。有些金属,比如说第一主族的碱金属,他们的金属性实在是太强了,以至于他们太难甚至是不可能得到七个电子形成负七价的稳定结构;氟和氧的非金属性也太强了,他们也不可能失去电子而显正价。

说完了元素的性质递变,再说说化合物的性质递变。其实,化合物的性质递变是基于元素的金属性和非金属性递变的规律的。先说非金属元素。它有两种非常重要的化合物,就是氢化物和氧化物。一种非金属元素的非金属性越强,她的氢化物就越稳定,氧化物就越不稳定。先说氢化物。由于氢在周期表中的特殊地位,使氢的金属性和非金属性都很强,这就导致了氢在和非金属元素化合的时候显正价,和金属元素化合时显负价。一种非金属元素和氢化合,那么他一定显负价,如果它的非金属性很强,那么他和氢形成的化学键就会很强,使氢化物不容易分解,从而导致这种元素的无氧酸就会很弱,因为氢化物不易分解,那么氢化物的溶液中氢离子也很难电离,所以酸性弱。而氧正好相反,氧的非金属性非常强,她几乎没有正价,那么一种非金属元素和氧化合时,如果它的非金属性也非常强,就会产生强强相遇的结果,使化合价的两端都不易失电子,从而导致化合价易断裂。如果氧化物不稳定,那么有氧酸的酸性也会很弱。因为非金属性强的元素与氧形成酸根对氢的影响很大,会使氢很难电离,从而酸性弱。下面再说说金属元素。金属元素就相对很简单,只需要讨论它的氧化物。很明显,金属的金属性越强,她和氧形成得化学键就越强,就越稳定。这样它的水化物——相应的碱就越强。

(责任编辑:化学自习室)
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