元素周期系名詞解釋

元素周期系，同時(shí)也稱元素周期表

1829年德國化學(xué)家德貝萊納（J.Dobereiner）發(fā)現(xiàn)當(dāng)時(shí)已知的44種元素中有15種元素可分為5組，每組的三個(gè)元素性質(zhì)相似，且中間元素的相對原子質(zhì)量約為較輕和較重的兩個(gè)元素相對原子質(zhì)量之和的一半，如鈣、鍶、鋇，滿足以上條件；氯、溴、碘，鋰、鈉、鉀等組元素的情況類似，由此提出“三素組”的概念，為發(fā)現(xiàn)元素性質(zhì)的規(guī)律打下了基礎(chǔ)。

現(xiàn)代化學(xué)的元素周期律是1869年俄國科學(xué)家門捷列夫(Dmitri Mendeleev)首創(chuàng)的，他將當(dāng)時(shí)已知的63種元素依原子量大小并以表的形式排列，把有相似化學(xué)性質(zhì)的元素放在同一行，就是元素周期表的雛形。利用周期表，門捷列夫成功的預(yù)測當(dāng)時(shí)尚未發(fā)現(xiàn)的元素的特性(鎵、鈧、鍺)。

1913年英國科學(xué)家莫色勒利用陰極射線撞擊金屬產(chǎn)生X射線，發(fā)現(xiàn)原子序越大，X射線的頻率就越高，因此他認(rèn)為核的正電荷決定了元素的化學(xué)性質(zhì)，并把元素依照核內(nèi)正電荷(即質(zhì)子數(shù)或原子序數(shù))排列，經(jīng)過多年修訂后才成為當(dāng)代的周期表。

在周期表中，橫行稱為一個(gè)周期，縱列稱為一個(gè)族。

1913年，英國物理學(xué)家莫斯萊發(fā)現(xiàn)，門捷列夫周期表里的原子序數(shù)實(shí)際是原子的核電荷數(shù)。

從此，元素周期律被表述為：元素的性質(zhì)隨著原子核電荷數(shù)的遞增發(fā)生周期性的遞變。

元素周期律是自然科學(xué)的基本規(guī)律，也是無機(jī)化學(xué)的基礎(chǔ)。各種元素形成有周期性規(guī)律的體現(xiàn)，成為元素周期律，元素周期表則是元素周期律的表現(xiàn)形式。

元素周期表是學(xué)習(xí)和研究化學(xué)的一種重要工具．元素周期表是元素周期律的具體表現(xiàn)形式，它反映了元素之間的內(nèi)在聯(lián)系，是對元素的一種很好的自然分類．我們可以利用元素的性質(zhì)、它在周期表中的位置和它的原子結(jié)構(gòu)三者之間的密切關(guān)系來指導(dǎo)我們對化學(xué)的學(xué)習(xí)研究。

過去，門捷列夫曾用元素周期律來預(yù)言未知元素并獲得了證實(shí)。此后，人們在元素周期律和周期表的指導(dǎo)下，對元素的性質(zhì)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，對物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展起了一定的推動(dòng)作用。不僅如此，元素周期律和周期表為新元素的發(fā)現(xiàn)及預(yù)測它們的原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)提供了線索。

元素周期律和周期表對于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也有一定的指導(dǎo)作用。由于在周期表中位置靠近的元素性質(zhì)相近，這樣就啟發(fā)了人們在周期表中一定的區(qū)域內(nèi)尋找新的物質(zhì)。

元素周期律的重要意義，還在于它從自然科學(xué)方面有力地論證了事物變化中量變引起質(zhì)變的規(guī)律性。

元素周期律和周期表，揭示了元素之間的內(nèi)在聯(lián)系，反映了元素性質(zhì)與它的原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系，在哲學(xué)、自然科學(xué)、生產(chǎn)實(shí)踐各方面，都有重要意義。

(1)在哲學(xué)方面，元素周期律揭示了元素原子核電荷數(shù)遞增引起元素性質(zhì)發(fā)生周期性變化的事實(shí)，從自然科學(xué)上有力地論證了事物變化的量變引起質(zhì)變的規(guī)律性。元素周期 表是周期律的具體表現(xiàn)形式，它把元素納入一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)，反映了元素間的內(nèi)在聯(lián)系，打破了曾經(jīng)認(rèn)為元素是互相孤立的形而上學(xué)觀點(diǎn)。通過元素周期律和周期表的學(xué) 習(xí)，可以加深對物質(zhì)世界對立統(tǒng)一規(guī)律的認(rèn)識。

(2)在自然科學(xué)方面，周期表為發(fā)展物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論提供了客觀依據(jù)。原子的電子層結(jié)構(gòu)與元素周期表有密切關(guān)系，周期表為發(fā)展過渡元素結(jié)構(gòu)，鑭系和錒系結(jié)構(gòu)理論，甚至 為指導(dǎo)新元素的合成，預(yù)測新元素的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)都提供了線索。元素周期律和周期表在自然科學(xué)的許多部門，首先是化學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)、地球化學(xué)等方面，都是重要的工具。

(3)在生產(chǎn)上的某些應(yīng)用

由于在周期表中位置靠近的元素性質(zhì)相似，這就啟發(fā)人們在周期表中一定的區(qū)域內(nèi)尋找新的物質(zhì)。

①農(nóng)藥多數(shù)是含Cl、P、S、N、As等元素的化合物。

②半導(dǎo)體材料都是周期表里金屬與非金屬交界處的元素，如Ge、Si、Ga、Se等。

③催化劑的選擇：人們在長期的生產(chǎn)實(shí)踐中，已發(fā)現(xiàn)過渡元素對許多化學(xué)反應(yīng)有良好的催化性能。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，這些元素的催化性能跟它們的原子的d軌道沒有充滿有密切關(guān)系。于是，人們努力在過渡元素（包括稀土元素）中尋找各種優(yōu)良催化劑。

④耐高溫、耐腐蝕的特種合金材料的制取：在周期表里從ⅢB到ⅥB的過渡元素，如鈦、鉭、鉬、鎢、鉻，具有耐高溫、耐腐蝕等特點(diǎn)。它們是制作特種合金的優(yōu)良材料，是制造火箭、導(dǎo)彈、航天飛機(jī)、飛機(jī)、坦克等的不可缺少的金屬。

⑤礦物的尋找：地球上化學(xué)元素的分布跟它們在元素周期表里的位置有密切的聯(lián)系?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)如下規(guī)律：原子量較小的元素在地殼中含量較多，原子量較大的元素在地 殼中含量較少；原子序數(shù)為偶數(shù)的元素較多，原子序數(shù)為奇數(shù)的元素較少。處于地球表面的元素多數(shù)呈現(xiàn)高價(jià)，處于巖石深處的元素多數(shù)呈現(xiàn)低價(jià)；堿金屬一般是強(qiáng)烈的親石元素，主要富集于巖石圈的最上部；熔點(diǎn)、離子半徑、電負(fù)性大小相近的元素往往共生在一起，同處于一種礦石中。在巖漿演化過程中，電負(fù)性小的、離子半徑較 的、熔點(diǎn)較高的元素和化合物往往首先析出，進(jìn)入晶格，分布在地殼的外表面。

有的科學(xué)家把周期表中性質(zhì)相似的元素分為十個(gè)區(qū)域，并認(rèn)為同一區(qū)域的元素往往是伴生礦，這對探礦具有指導(dǎo)意義。

第二周期比第一周期多了p區(qū)的元素，第三周期的元素與第二周期種類相同，第四周期比第三周期多了d區(qū)的元素，第五周期與第四周期的元素種類又相同，第六周期比第五周期多了f區(qū)元素，第七周期與第六周期的元素種類又相同。

若上下周期元素種類相同，則從上到下，遞變規(guī)律很有規(guī)律性，

若上下周期元素種類突然增加了，往往帶來反常。

實(shí)際上，都是因?yàn)?，突然增加了某區(qū)元素，核電荷數(shù)的增大超過了前面的規(guī)律，導(dǎo)致有效核電荷增大的更多，帶來了性質(zhì)變化規(guī)律中的反常。

所以，同族元素，從上到下，會(huì)有基本規(guī)律，但往往在第二周期、第四周期、第六周期元素身上會(huì)出現(xiàn)反常。

如，

1、第二周期的p區(qū)元素N、O、F，單鍵鍵能甚至小于第三周期同族元素，第一電子親和能也小于第三周期同族元素，且容易形成氫鍵。

2、第四周期As、Se、Br的高價(jià)化合物的氧化性要比第三周期同族元素強(qiáng)。

3、第六周期Tl、Pb、Bi都出現(xiàn)了惰性電子對效應(yīng)，其最高正化合價(jià)都表現(xiàn)出很強(qiáng)的氧化性。

4、Pt、Au、Hg都表現(xiàn)出超常的化學(xué)惰性。2100433B

結(jié)合元素周期表，元素周期律可以表述為：元素的性質(zhì)隨著原子序數(shù)的遞增而呈周期性的遞變規(guī)律。

元素周期律原子半徑

同一周期（稀有氣體除外），從左到右，隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子的半徑遞減；

同一族中，從上到下，隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子半徑遞增。

總說為：左下方>右上方

陰陽離子的半徑大小辨別規(guī)律

由于陰離子是電子最外層得到了電子而陽離子是失去了電子

所以，同種元素：陽離子半徑<原子半徑<陰離子半徑

同周期內(nèi)，陽離子半徑逐漸減小，陰離子半徑逐漸減??；

同主族內(nèi)離子半徑逐漸增大。

或者一句話總結(jié)，對于具有相同核外電子排布的離子，原子序數(shù)越大，其離子半徑越小。（不適合用于稀有氣體）

元素周期律主要化合價(jià)

同一周期中，從左到右，隨著原子序數(shù)的遞增，元素的最高正化合價(jià)遞增（從 1價(jià)到 7價(jià)），第一周期除外，第二周期的O、F（O無最高正價(jià)，F(xiàn)無正價(jià)，OF₂除外）元素除外；

最低負(fù)化合價(jià)遞增（從－4價(jià)到－1價(jià)）第一周期除外，由于金屬元素一般無負(fù)化合價(jià)，故從ⅣA族開始。

元素最高價(jià)的絕對值與最低價(jià)的絕對值的和為8，代數(shù)和為0，2，4，6的偶數(shù)之一（僅限除O，F(xiàn)的非金屬）

金屬性、氧化性、還原性、穩(wěn)定性

同一周期中，從左到右，隨著原子序數(shù)的遞增，元素的金屬性遞減，非金屬性遞增；

a.單質(zhì)氧化性越強(qiáng)，還原性越弱，對應(yīng)簡單陰離子的還原性越弱，簡單陽離子的氧化性越強(qiáng)；

b.單質(zhì)與氫氣越容易反應(yīng)，反應(yīng)越劇烈，其氫化物越穩(wěn)定；

c.最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物（含氧酸）酸性越強(qiáng)。

同一族中，從上到下，隨著原子序數(shù)的遞增，元素的金屬性遞增，非金屬性遞減；

a.單質(zhì)還原性越強(qiáng)，氧化性越弱，對應(yīng)簡單陰離子的還原性越強(qiáng)，簡單陽離子的氧化性越弱；

b.單質(zhì)與水或酸越容易反應(yīng)，反應(yīng)越劇烈，單質(zhì)與氫氣越不容易反應(yīng)；

c.最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物（氫氧化物）堿性越強(qiáng)。

此外還有一些對元素金屬性、非金屬性的判斷依據(jù)，可以作為元素周期律的補(bǔ)充：

為了達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，不同的原子選擇不同的方式。同一周期元素中，軌道越“空”的元素越容易失去電子，軌道越“滿”的越容易得電子。隨著從左到右價(jià)層軌道由空到滿的逐漸變化，元素也由主要顯金屬性向主要顯非金屬性逐漸變化。

隨同一族元素中，由于周期越高，電子層數(shù)越多，原子半徑越大，對核外電子的吸引力減弱，越容易失去，因此排在下面的元素一般比上面的元素金屬性更強(qiáng)。