现代周期法
我们环境中的所有物质都是由称为元素的基本单位组成的。起初,1800 年仅发现了 31 种化学元素。1865 年技术进步后又发现了大约 63 种元素。这就需要对元素进行周期分类。目前我们已知的元素有 118 种。 118 种化学元素中有一些是由人类创造的。
当只有 31 种元素时,单独研究这些化学元素的性质相对简单。现在元素的数量为 118,单独研究每个元素的属性将非常耗时。科学家们开始考虑一种方法来简化元素的研究,以使他们的工作更容易。他们决定根据有关元素的可用信息及其表现出的各种特性,将元素排列在元素周期表中。
已观察到元素的属性具有周期性。为了研究固定模式中元素的属性,创建了许多表格以根据元素的特征以有序的方式排列元素。
元素周期分类的意义
- 将元素分类为组为我们提供了一种固定模式,其中元素的属性会定期变化。元素周期表简化和组织了对元素物理和化学性质的研究。如果我们知道同一组中其他元素的属性,我们现在可以简单地进入组并查看元素周期表元素的属性或预测元素的属性。
- 尽管已经发现了这么多元素,但仍有可能发现新元素。科学家可以使用元素周期表根据元素的特性了解元素的趋势特征,从而将新元素与现有元素区分开来。此外,研究人员一直在努力发现新元素并研究它们的特性。
现代周期法
现代元素周期表是基于门捷列夫的元素周期定律和元素周期表。门捷列夫在 18 世纪后期创建了他的元素周期表。那时,科学家们对原子的内部结构一无所知。量子理论的进步和各种原子模型的发展揭示了原子序数是化学元素最基本的性质。这导致了门捷列夫周期律的修改,现在被称为现代周期律。现代周期律可以表述如下:
Elements’ physical and chemical properties are periodic functions of their atomic numbers.
其中原子序数是中性原子中电子或质子的数量。科学家们在了解了元素的基本单位后,现在对周期表中元素的量子数和电子构型有了清晰的认识。化学家在了解了周期律后发现了 94 种天然存在的化学元素之间的类比。这个类比激起了人们对这些元素化学的兴趣。科学家们创造了各种各样的人造元素。通过修改门捷列夫的元素周期表,创建了基于现代元素周期律的新元素周期表。
现代元素周期表
元素周期表的长形式是目前在世界范围内广泛使用的形式。在这种形式的周期表中,水平行称为周期,垂直列称为组。基团由具有相似外壳电子配置的原子的元素组成。
这些组被标记为 1、2、3 等。周期是现代元素周期表的七个水平行。元素的周期由量子数n决定。四个量子数之一是主量子数 (n)(n、l、m 和 s)。它告诉我们基本的电子壳层。例如,如果 n=3,则主 shell 表示为 3。
元素周期表中元素的分类
- 惰性气体元素:惰性气体是现代元素周期表第 18 族的元素。因为这些元素的八位字节是完整的,所以它们非常稳定。
- 代表元素: S-block和P-block元素是代表元素的例子。第 1 组和第 2 组中的元素称为 s – 块元素。 p 区元素是第 13-17 组中的元素。
- 过渡元素:过渡元素是属于第 3 至 12 组的元素。这些元素也称为 d 区元素。
- 内过渡元素:内过渡元素是镧系和锕系,它们位于元素周期表的底部。这些元素中的一些轨道被部分填充,赋予它们独特的特性。
每个时期的元素数量:
- 第一个时期有 2 个元素。
- 第二个时期有 8 个元素。
- 第三期有8个元素。
- 第四个时期有18个元素。
- 第五期有18个元素。
- 第六期有 32 个元素。
- 第七期有其余的元素。
示例问题
问题1:元素分类的需要是什么?
回答:
The process of categorizing elements into different classes is known as periodic element classification. This method entails the arrangement of related elements as well as the separation of unlike elements. Elements’ properties are compared. It aids us in understanding how different compounds combine to form different elements.
问题2:元素分类有什么好处?
回答:
Chemists can predict the properties of elements and their compounds in the periodic table based on their positions, and vice versa. It becomes easier to study, comprehend, compare, and contrast the relative properties of elements and their compounds from various groups.
问题3:这两种合金是什么?
回答:
There are two types of alloys. Interstitial alloys and substitutional alloys are the terms for these. The atoms of the original metal are essentially substituted by atoms of a similar size from another element in substitute alloys. Brass, for example, is a copper and zinc replacement alloy.
问题 4:谁给出了现代周期律?
回答:
Dmitri Mendeleev and Lothar Meyer independently established the periodic law in 1869. Mendeleev created the first periodic table, which was quickly followed by Meyer. Each grouped the elements based on their mass and proposed that those properties reoccur on a regular basis.
问题5:原子质量是周期性属性吗?
回答:
Nuclear mass generally decreases from left to right and always increases from top to bottom. Because the atomic number was developed as the foundation for organizing the elements on the periodic table, it will always increase from left to right and top to bottom.
问题6:定义相对周期性属性?
回答:
The valence shell electronic configuration of any two elements during a given period is not the same. As a result, elements have different chemical properties over time, with a periodic gradation from left to right for their physical properties. This is known as the periodic property.