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摘要:经典的周期表根据每个原子核中的质子数来组织化学元素。在150年后的今天,化学家正式识别出118种元素,并且仍然使用门捷列夫的元素周期表来组织它们。每一行代表一个周期;一个元素的周期数表示它有多少能级容纳电子。表中的列表示元素的组或族。根据洛斯阿拉莫斯国家实验室的数据,我们对周期表的描述使用了普遍接受的元素分组。锕系元素和镧系元素一起形成一个称为内部过渡金属的组。
19世纪末,俄罗斯化学家德米特里·门捷列夫发表了他第一次尝试根据化学元素的原子量进行分组。当时已知的元素只有大约60种,但门捷列夫意识到,当元素按重量排列时,某些类型的元素会以固定的间隔或周期出现。
在150年后的今天,化学家正式识别出118种元素(在2016年加入了4种新元素之后),并且仍然使用门捷列夫的元素周期表来组织它们。该表从最简单的原子氢开始,然后按原子序数(即每个原子包含的质子数)组织其余元素。除了少数例外,元素的顺序与每个原子质量的增加相对应。
表有7行18列。每一行代表一个周期;一个元素的周期数表示它有多少能级容纳电子。例如,钠位于第三个周期,这意味着钠原子通常具有前三个能级的电子。向下移动表时,周期会变长,因为填充更大更复杂的外层需要更多的电子。
表中的列表示元素的组或族。一组元素的外观和行为通常相似,因为它们的最外层有相同数量的电子——它们向世界展示的面孔。例如,在表的最右边的18族元素具有完全完整的外壳,很少参与化学反应。
元素通常分为金属或非金属,但两者之间的分界线是模糊的。金属元素通常是电和热的良导体。金属中的亚组是基于这些 ... 的相似特征和化学性质。根据洛斯阿拉莫斯国家实验室的数据,我们对周期表的描述使用了普遍接受的元素分组。
碱金属:碱金属构成了表的第一列第1组的大部分。这些金属有光泽,足够柔软,可以用刀切割,它们以锂(Li)开始,以铯(Fr)结束。它们也具有极强的反应性,遇水会燃烧甚至爆炸,所以化学家将它们储存在油或惰性气体中。氢及其单电子也存在于第1族中,但这种气体被认为是非金属。
碱土金属:碱土金属构成周期表的第2族,从铍(Be)到镭(Ra)。这些元素中的每一个都有两个处于其最外层能级的电子,这使得碱土具有足够的反应性,以至于它们在自然界中很少单独存在。但它们不像碱金属那样具有活性。与碱金属相比,它们的化学反应通常发生得更慢,产生的热量也更少。
镧系元素:第三组元素太长,无法放入第三列元素,因此它会被分解并侧翻,成为漂浮在桌子底部的岛的最上面一排元素。这是镧系元素,元素57到71-镧(La)到镥(Lu)。这类元素呈银白色,与空气接触时会失去光泽。
锕系元素:锕系元素排列在岛的最底层,由89元素锕(Ac)到103元素镧(Lr)组成。在这些元素中,只有钍(Th)和铀(U)在地球上自然大量存在。都是放射性的。锕系元素和镧系元素一起形成一个称为内部过渡金属的组。
过渡金属:返回到表的主体,组3到12的其余部分代表过渡金属的其余部分。坚硬但可塑,有光泽,导电性好,当你听到金属这个词时,你通常会想到这些元素。金属世界中许多最伟大的元素——包括金、银、铁和铂——都生活在这里。
后过渡金属:在进入非金属世界之前,共享的特征并不是沿着垂直的分组线整齐地划分的。过渡后金属为铝(Al)、镓(Ga)、铟(In)、铊(Tl)、锡(Sn)、铅(Pb)和铋(Bi),它们跨越13组到17组。这些元素具有过渡金属的一些典型特征,但它们往往比其他过渡金属更软,导电性更差。许多周期表的特点是在斜线下方有一个粗体的“阶梯”线,将硼与阿斯塔丁连接起来。后过渡金属簇在这条线的左下方。
类金属:类金属是硼(B)、硅(Si)、锗(Ge)、砷(As)、锑(Sb)、碲(Te)和钋(Po)。它们形成了楼梯,代表着从金属到非金属的逐渐过渡。这些元素有时表现为半导体(B,Si,Ge),而不是导体。类金属也被称为“半金属”或“劣质金属”。
非金属:楼梯右上角的其他所有东西——加上氢(H),在第1组中搁浅——是一种非金属。这些元素包括碳(C)、氮(N)、磷(P)、氧(O)、硫(S)和硒(Se)。
卤素:从氟(F)到阿斯塔汀(At)的第17组的前四个元素代表非金属的两个子集之一。卤素具有很强的化学反应性,容易与碱金属结合生成各种盐。例如,厨房里的食盐是碱金属钠和卤素氯之间的结合物。
惰性气体:无色、无嗅、几乎完全无反应的惰性气体或惰性气体,在第18组的桌子周围。许多化学家希望oganesson,这四种新命名的元素之一,能共享这些特性;然而,由于这种元素的半衰期是以毫秒为单位的,所以没有人能直接测试它。Oganesson完成了周期表的第七个周期,因此如果有人成功地合成了元素119(并且已经开始了这样做的竞赛),它将循环开始碱金属列中的第八行。
因为周期性产生了周期性,给表起了名字,一些化学家喜欢将Mendeleev的表可视化为一个圆。
其他资源:
观看这段简短的视频,内容是关于周期表和元素组,来自速成课程。浏览这个元素的交互周期表。查看此免费的在线教育资源,了解CK-12中的元素组特别申明:本文内容来源网络,版权归原作者所有,如有侵权请立即与我们联系(devmax@126.com),我们将及时处理。