元素周期表
现在已知的元素有 118 种,独立研究所有这些元素的特征是相当具有挑战性的。结果,所有元素都被分成几组,使得同一组中的元素具有可比的质量。 Dobereiner 的三合会、Newlands 的八度定律和门捷列夫的元素周期表排列了一些元素,但所有这些排列都有很多缺点。我们现在使用的现代元素周期表是以前表格的更新和改进版本。
现代元素周期表
玻尔因开发了当前的元素周期表而受到赞誉。它在其扩展版本中也被称为元素周期表。在当代表格中,元素按原子序数递增的顺序排列在称为周期的水平行中。具有相同价电子数的所有其他元素排列在每个元素的下方,使得具有相同价电子数的所有元素在称为组的同一垂直列中。因为它们都包含相同数量的价电子,所以元素周期表特定组中的所有元素都具有可比的特性。元素的电子配置基于它们在现代(长形式)周期表中的排列。
什么是句号?
在元素周期表中,周期是元素的水平行。元素周期表的长形式有七个周期。元素周期表中的元素具有连续的原子序数。每个时期都有不同数量的元素,如下所示。
- 第一个周期包含 2 个元素。它被称为非常短的时期。
- 第二个时期包含 8 个元素。称为短周期。
- 第三个时期包含 8 个元素。它也被称为短期。
- 第四个周期包含 18 个元素。它被称为长期。
- 第五周期包含 18 个元素。它被称为长期。
- 第六期包含 32 个元素。它也被称为长期。
- 第七期包含其余元素。它是不完整的。
一个原子的各个壳层中可以容纳的最大电子数决定了一个周期内的元素数量。例如,第一个周期包含两个元素,因为原子的第一个电子壳(K 壳)只能包含 2 个电子。同样,元素周期表的第二个周期包括八个元素,因为原子的第二层(L 层)最多可以包含 8 个电子。数字 2、8、18、32 等表示特定周期内元素的数量,实际上表示每个原子壳层中可放置的最大电子数。
To decide whether an element comes first or last in a period?
The first period begins with hydrogen and finishes with a noble gas, helium. All other periods begin with alkali metals such as lithium, sodium, and potassium and end with noble gases such as neon, argon, and krypton. Every period’s first element has one valence electron, whereas the last element, commonly known as noble gas, has eight valence electrons (except the first period in which the last element helium has only 2 electrons). It can be concluded that the number of valence electrons in the atoms of elements determines which element is the first and which is the last in a period.
由于给定周期内的每种元素在其原子中具有不同数量的价电子,因此它们的电子配置也不同。由于一个周期内元素的电气配置不同,它们的特性也不同。因此,一个时期中的每个元素都有自己的一组属性。
什么是群组?
在元素周期表中,组是垂直列。在元素周期表的长形式中,有 18 个组。这些组的编号从一到十八。在特定组中,元素没有连续的原子序数。在元素周期表的左侧是第 1 组,而在周期表的右侧是第 18 组。
- 第 1 组和第 2 组以及第 13 组到第 17 组包含正常元素。所有的内壳都完全充满了电子,在这些正常元素中只有最外层的壳是不完整的。在它们的原子中,给定一组正常元素的所有元素都具有相同数量的价电子。可以说,一组中的所有元素都具有相似的电子构型并表现出相似的性质。
- 第 1 族元素的原子中只含有 1 个价电子,这些元素被称为碱金属,如锂、钠、钾等。由于所有碱金属的价电子数相同,因此它们表现出相似的化学性质。
- 第 2 族含有碱土金属,如铍、镁、钙等,有 2 个价电子。由于所有碱土金属具有相同数量的价电子,因此它们表现出相似的化学性质。
- 第 17 族含有卤素,如氟、氯、溴等,均具有 7 个价电子。由于它们含有相同数量的价电子,所以所有的卤素都表现出相似的性质。
- 第 18 族元素被称为惰性气体或惰性气体。这些元素是氦、氖、氩、氪等。除氦外,所有这些元素的价壳层中都有 8 个电子。因此,稀有气体的价层完全充满了电子。
- 过渡元素是从第 3 组到第 12 组的元素。 在这些元素中,最外层以及紧邻最外层的壳是不完整的,它们正在被电子填充。
从原子序数 57 到 71 的元素称为镧系(因为第一个元素是镧),从原子序数 89 到 103 的元素称为锕系(因为第一个元素是锕)。这两个系列的元素具有相似的属性。这两个系列被放置在元素周期表底部的两行中,以便元素周期表可以放在一个页面上。
现代元素周期表中的金属和非金属。
在现代元素周期表中,元素已大致分为金属和非金属。表格左侧的元素是金属,而表格右侧的元素是非金属。元素周期表中的金属和非金属被元素周期表中对角放置的一些元素分开,这些元素称为准金属。一些元素,如硼、硅、锗、砷、锑、碲和钋是准金属。这些元素的性质介于金属和非金属之间。金属位于准金属的左侧,非金属位于准金属的右侧。
氢在现代元素周期表中的位置。
由于氢具有与碱金属相似的电子结构,因此它被置于它们之上的第 1 组的顶部。氢和碱金属都有一个价电子。由于氢原子很小,它的许多性质与碱金属不同。因此,在讨论第 1 组碱金属时,从不包括氢。氢被视为一种独特的元素,它自己位于元素周期表的顶部。
已解决的问题
问题 1:举一些最外层只有一个电子的元素的例子。
回答:
The elements of group 1 has only single electron in their outermost shells. Some elements belonging to group 1 are lithium, sodium, potassium. So, the elements that have a single electron in their outermost shells are lithium, sodium, potassium.
问题2:原子序数为2.5的元素可以放在氦和锂之间吗?
回答:
Atomic number is a whole number. It can either be 2 or 3. There can not exist an element with atomic number 2.5. So, an element having atomic number 2.5 cannot be placed between helium and lithium.
问题 3:元素的原子具有 2,8,7 的电子构型。元素的原子序数和名称是什么?
回答:
The atomic number of an element can be obtained by adding all the electrons present in the electronic configuration. So, the atomic number is, 2+8+7=17. The element with atomic number 17 is chlorine.
问题 4:命名一个只有两个壳层的元素,并且这两个壳层都完全充满了电子。
回答:
All the shells of the noble gases (group 18) are completely filled with electrons. Since the element has only two shells, and the maximum occupancy of first shell is 2 and second shell is 8, so its electronic configuration is 2, 8. So its atomic number will be 2+8=10 and the element with atomic number 10 is Neon. Thus an element which has only two shells, having both these shells completely filled with electrons is Neon.
问题5:确定原子序数为20的钙是金属还是非金属。
回答:
Calcium has atomic number 20. So, its electronic configuration 2, 8, 8, 2. It has 2 electrons in its outermost shell, so it belongs to group 2. In the modern periodic table group 2 is on the left side of the table and all the elements on the left side of the table are metals. So calcium is a metal.
问题 6:命名一个元素,它的第二层电子数是第一层电子数的三倍。
回答:
Since the maximum occupancy of first shell is 2. So the number of electrons in first shell is 2. The second shell has three times the number of electrons as its first shell, this means, 3×2=6. So the number of electrons in the second shell is 6. There fore, the electronic configuration is 2, 6 and the atomic number of the element is 8 (2+6=8). The element with atomic number 8 is oxygen.