元素周期表
现代元素周期表将元素组织到基于它们的网格中原子序数.元素在周期表中的水平和垂直位置都提供了该元素行为的线索,使元素周期表成为预测某些元素如何相互作用的快速和有用的参考。
阅读元素周期表
表格上的每个框代表一个元素。每个元素周期表上都有关于该元素的基本信息,包括以下内容:
- 的的名字元素的
- 一个或两个字母原子的象征
- 的原子序数,即原子核中的质子数
- 的相对原子质量以相对原子质量单位 或者是AMUs,一个AMU等于 碳-12原子的质量,约为1.66 × 10 公斤 (注意:原子质量和原子量这两个术语经常互换,但它们确实有不同的定义。原子量是根据所有自然存在的原子质量和相对丰度来计算的同位素一个元素)。
历史
19世纪,欧洲各地的科学家都在研究同一个难题:弄清化学元素中观察到的行为模式,并开发出一种组织这些元素的系统方法。
英国的约翰·纽兰兹、法国的亚历山大·Béguyer·德·尚库图瓦、德国的朱利叶斯·洛塔尔·迈耶和约翰·沃尔夫冈·Döbereiner等科学家对周期表的开发做出了贡献。他们注意到元素之间的趋势和相似性,并开始将它们分成不同的组,其中最著名的是Döbereiner的三和弦和纽兰兹的八度音阶。
虽然这些早期分类的特定部分非常适合,但没有一个系统能够容纳所有大约60个已知元素。
这些早期的化学家面临着两个障碍。首先,他们知道还有更多的元素有待发现,并被纳入元素周期表。第二,一些已经公布的关于这些元素的信息是错误的。这个谜题既有缺失的部分,也有支离破碎的部分,这使得把它拼起来更加困难。
俄国化学家门捷列夫常被称为“元素周期表之父”。1869年,他出版了一个版本,其中包含63个元素相对原子质量,表明当元素以这种方式排列时,某些特征会周期性地重复。
把这些元素放在桌子上正确的位置有时仍然需要修正它们的原子质量。有时,门捷列夫断定原子质量一定是错的,因为这些元素似乎以错误的顺序出现。例如,他把碲放在碘之前,尽管碲更重。与氧、硫和硒相比,碘的性质更类似于氟、氯和溴,而碲的性质则相反。
门捷列夫的表格具有令人印象深刻的预测能力。他在桌子上留了一些空白,他认为那些未被发现的元素可以放进去。他预测了其中五种元素的几个性质,包括原子量、熔点、固体密度和原子价。到1875年,法国、德国和瑞典的独立研究人员发现了其中的三种元素(镓、锗和钪),进一步证实了门捷列夫的元素周期表。
现代周期律
现代元素周期表是由亨利·莫斯利在1913年设计的。年轻的英国物理学家莫斯利进行了有关原子结构的研究,得出了这样的结论原子序数即原子核中质子的数量,是元素的基本属性,而不是元素的基本属性相对原子质量.这就解释了门捷列夫发现的一些不一致之处。例如,碲是52,碘是53。
Moseley的现代周期定律
元素的性质是其原子序数的周期函数。
现代元素周期表的优点包括:
- 元素的分类是基于它们原子序数的基本性质。
- 元素的位置是由外层价的电子排布决定的,外层价的电子排布自然地将化学性质相似的元素组合在一起。
- 已完全填满价层的惰性气体被放置在每个周期的末尾。
- 它提供了金属、非金属、类金属、过渡元素、惰性气体、镧系元素和锕系元素之间的明确区分。
现代元素周期表的不足之处包括:
- 氢的位置没有确定。
- 在表的主体部分没有镧系元素和锕系元素的位置。
- 这种排列不能反映过渡基团、镧系元素和锕系元素的电子构型。
组
表的垂直列被调用组.基团的最外层或最外层有相同的电子构型。用罗马数字表示基团数,也就是外层价电子的数目。有两组:A组和b组代表性的元素,有价电子在里面 或 子壳层。的非代表性元素B族的是过渡金属,它们已部分填充 亚壳层和镧系元素和锕系元素,它们被部分填充 子壳层。普通化学学生应该熟悉的性质不同的基团的讨论如下:
期
表的水平行被调用期.有七个句号,它们是按顺序填满的。他们代表委托人量子数 来 .当提到句号时,使用阿拉伯数字。
周期性是由原子序数的一定差距分开的一组元素的相似性质的重复。
换句话说,周期性是指一个基团中的元素具有相似的化学性质,因为它们有相同的价电子层电子配置.所有元素都将获得或失去电子以达到稳定八隅体,稀有气体的价态结构,导致了元素周期表上的一些普遍趋势。
从左到右,电子一次一个被加到外层的价电子上。外层的电子越多,原子核的引力就越强。垂直群的性质也考虑到周期趋势。最值得注意的是,随着元素周期表的向下,被填满的电子层数增加。外层价电子和原子核之间的电子越多,外层价电子的结合就越不紧密。这两个因素一起解释了以下情况周期性规律:
原子半径描述了电子绕原子核的轨道的大小。原子半径减少从左到右减少在一组中从下到上。
电离能是将电子从原子或离子中移除所需要的能量。电子离原子核越近,就越难移走。电离能增加在一个周期内从左到右,在一个组内从下到上。
电负性当原子形成化学键时,它被电子吸引的强度。电负性增加在一个时间段内从左到右,在一个组内也从下到上。
电子亲和能是一种测量原子接受电子的容易程度的方法。正的电子亲和能表明当电子加入时能量正在释放。通过观察元素周期表中的基团的价态,可以对它们的电子亲和能作概括。例如,卤素有一个高的电子亲和能因为它们需要一个电子来形成一个八重体,而稀有气体的电子亲和能在0左右因为它们已经有一个八重体了。
元素周期表中的方块
屏蔽效应
镧系收缩
新元素
2015年12月,国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)宣布,美国、俄罗斯和日本的实验室发现并合成了四种新元素。
有了这些新元素,该表的第七阶段现在已经完成。
命名这些元素并赋予它们两个字母符号的过程完成了,这些元素现在被标记为Nihonium (Nh,原子序数113),Moscovium (Mc,原子序数115),tennessee (Ts,原子序数117)和Oganesson (Og,原子序数118)。新元素可以以一个神话概念、一种矿物、一个地方或一位科学家的名字命名。[1]
其他安排
元素周期表的标准布局并没有捕捉到元素之间的所有模式和关系。在其他特性中,已经提出了几个突出电子构型或量子数的替代方案。圆形和三维版本已经绘制,这消除了一些关于放置氢和排除镧系元素和锕系元素的问题。
交互元素周期表
参考文献
- IUPAC新闻,我。原子序数为113、115、117和118的元素的发现与分配.从检索http://www.iupac.org/news/news-detail/article/discovery-and-assignment-of-elements-with-atomic-numbers-113-115-117-and-118.html
- 美国洛斯阿拉莫斯国家实验室元素周期表.从检索http://periodic.lanl.gov/index.shtml
- 英国诺丁汉大学周期性的视频.从检索http://www.periodicvideos.com