元素周期性

Al 14 Si
P
16
S
17
Cl
18 Ar
4 钾 钙 钪 钛 钒 铬 锰 铁 钴 镍 铜 锌 镓 锗 砷 硒 溴 氪
Rb
38 Sr 39
VIII IB IIB IVB VB VIB VIIB 19 K 20 Ca 21 Sc 22 Ti 23 V 24 Cr 25 Mn 26 Fe 27 Co 28 Ni 29 Cu 30 Zn Y
氪
Sn
Sb
54
锑
83 Bi
碘
85 At
氙
86
Xe Rn
82 Pb
铊
金属
铅 114
铋
钋 116
砹
氡
118
处于非金属三角区边界上的元素兼具金属和非 金属的特性，有时也称“半金属”或“准金 属”，例如，硅是非金属，但其单质晶体为具 蓝灰色金属光泽的半导体，锗是金属，却跟硅 一样具金刚石型结构，也是半导体;又例如， 砷是非金属，气态分子为类磷的As4，但有金 属型的同素异形体，锑是金属，却很脆，电阻 率很高，等等，半金属的这类两面性的例子很 多。
(4)元素分区 长式周期表的主表从左到右可分为s区，d区， ds区，p区4个区，有的教科书把ds区归入d区； 副表(镧系和锕系)是f区元素
s
d f
ds
p
元素分区与原子的价电子构型
s区： ns1-2 p区： ns2np1-6 d区： (n-1)d1-9ns1-2 ds区： (n-1)d10ns1-2 f区：（n-2)f0-14 (n-1)d0-2ns2 IA、ⅡA ⅢA~ ⅦA ~ 0族 ⅢB ~ Ⅷ IB、ⅡB ⅢB
B族：从周期表左边第3纵列开始有10种纵列，每 个纵列3种元素(包括第七周期元素应是4种元素)， 从左到右的顺序是IIIB，IVB，VB，VIB，VIIB， VIII，IB，IIB。族序数与该族元素最高氧化态 对应(有少数例外，如铜银金)； VIII族是3种纵列9种元素，是狭义的“过渡元 素”(这个概念是门捷列夫提出来的)。 副族常以相应第四周期元素命名，分称钪副 族、钛副族、钒副族，...等等;但VIII族中的铁 钴镍(第四周期元素)又称铁系元素，钌铑钯锇铱 铂(第五、六周期元素)则总称铂系元素。广义 的过渡元素是指除主族元素外的所有其他元素。
27 13
Al
30 15
4 2
He
30 14
30 15
PΒιβλιοθήκη Baidu
0 1
1 0
n
P
Si
e
裂变与聚变
裂变：大核变小核——原子弹
235 92
U n
1 0
142 56
Ba Kr 3 n
91 36 1 0
聚变：轻核变重核——氢弹
核稳定理论
核电荷数为偶数的元素丰度高（86%）。 存在质子、中子幻数组合。 幻数：2、8、14、20、28、50、82（质子、中子） 40 双幻数更稳定： 6种同位素。 20 Ca
X2+ 的价电子构型为3d9 ， X原子属哪一区？ X原子价电子构型为3d104s1, X原子属ds区。
(5)非金属三角区 周期系已知112种元素中只有21种非金属（包括 稀有气体），它们集中在长式周期表p区右上角三 角区内。
1 2 3 4 5 6 7
IA H 1
准金属 非金属
2
氢
IIIA 5 B
原子序数大时：n/p=1.5稳定。例如： pb(82p,126n),n/p=1.54稳定。 具有稀有气体电子层结构的原子稳定；具有幻数质子、 中子的原子核稳定。
元素周期系展望
114号元素（类铅-298）114p,184n(双幻数）稳定， 周围有较稳定的新元素出现。 推测164号元素（超铅-482）164p,318n(双幻数）应 稳定存在。8、9周期将出现g轨道，9条——18e。
核化学基础知识
元素衰变 4 ⑴ α衰变， α粒子—— He 2
238 92
4 U → 234 Th + 90 2 He
⑵ β衰变， β粒子——高速电子
14 6
C→ N+ e
14 7
0 1
⑶正电子衰变
11 6
C B e
11 5 0 1
⑷ 电子俘获
7 4
Be
0 -1
e Li
7 3
人工核反应
A族：周期表最左边的两个纵列是IA和IIA主族； 周期表最右边的6个纵列从左到右分别是IIIA，IVA， VA，VIA，VIIA主族和0(零)族。
主族元素的原子在形成化学键时只使用最外层电 子(ns和/或np)，不使用结构封闭的次外层电子。从 这个特征看，零族元素也属于主族元素。IA、IIA 和VII族元素分称碱金属、碱土金属和卤素，这些 术语早于发现周期系。 零族元素的确认在发现周期系之后，曾长期叫惰 性气体（inert gases），直到60年代才发现它也 能形成传统化合物，改称稀有气体（noble gases 或rare gases）。 主族常用相应第二周期元素命名，如硼族、碳族、 氮族，氧族等。此外，还常见到源自门捷列夫周期 表的镓分族(镓铟铊)、锗分族(锗锡铅)、砷分族(砷 锑铋)、硫分族（硫硒碲）等术语。
小结
周期：周期数=电子层数=最大n值=近似能级组组数 同周期左至右元素金属性降低，非金属性升高。 族：主族元素的族号数=最外层电子数=最高氧化数 副族元素的族号数大多=价电子数[（n-1)d+ns] 电子数 原子半径、离子半径？
练习
已知某元素在第四周期、ⅥB族，问：电子组态？ 元素？区？性质？ 性质： （ⅥB族）金属、d区、最高价+6；电子组 态： [Ar]3d54s1；元素：Cr。 29号元素价电子组态？区？能级总数？ 价电子组态：3d104s1； ds区；能级总数=7 （1s,2s,2p,3s,3p,3d,4s）。
奥林匹克化学竞赛辅导
无机化学部分
吴庆轩
第一讲
元素周期系
元素周期系
元素周期律,元素周期系及元素周期表
周期性:元素性质周期性变化,并呈非机械重复 (碱金属开始,稀有气体结尾) 周期律:核外电子排布呈周期性,导致元素呈周期 性递变.二者统一为周期律 周期表:周期律的表达形式
元素周期表 1869年，俄国化学家门捷列夫在总结对 比当时已知的60多种元素的性质时发现化 学元素之间的本质联系：按原子量递增把 化学元素排成序列，元素的性质发生周期 性的递变。这就是元素周期律的最早表述。 目前使用最都的是维尔纳长式周期表.
1 氢
3
IA 1 H
维尔纳长式周期表
2
2 锂 铍 11 Na 12 Mg 3 钠 镁 IIIB
37
IIA Li 4 Be
IIIA IVA 5 B 6 C
13
VA VIA VIIA 氦 7 N 8 O 9 F 10 Ne
15
He
硼 碳 氮 氧 氟 氖 铝 硅 磷 硫 氯 氩
31 Ga 32 Ge 33 As 34 Se 35 Br 36 Kr
IVA 6 C
VA 7 N
VIA VIIA 8 9 O F
氦
10 18
He
Ne Ar
硼
13 31 49
碳
14
氮
15
氧
16 34 52
氟
17 35 53
氖 氩
36 Kr
Al Ga In Tl
铝 镓 铟
81
硅
32 50
Si Ge
磷 砷
51
P
硫
S
氯 溴
I
Cl Br
33 As
Se Te Po
锗 锡
硒 碲
84
Tb
66 Dy 67 Ho 68
89 Ac 90 Th 91 Pa 92
锫 锎 锿 镄
Cf
99 Es 100Fm 101 Md 102No 103 Lr
钔 锘 铹
维尔纳长式周期表:是由诺贝尔奖得主维尔纳 （Alfred Werner 1866-1919）首先倡导的，长式周 期表是目前最通用的元素周期表。它的结构如下：
(1)周期:维尔纳长式周期表分主表和副表。主表 中的1—5行分别是完整的第1，2，3，4，5周期，但是， 第6、7行不是完整的第6、7周期，其中的镧系元素和 锕系元素被分离出来，形成主表下方的副表。
第一周期只有2种元素，叫特短周期，它的原子只 有s电子；第二、三周期有8种元素，叫短周期，它们 的原子有s电子和p电子；第四、五周期有18种元素， 叫长周期，它们的原子除钾和钙外有s、p电子还有d电 子；第六周期有32种元素，叫特长周期，它的原子除 铯和钡外有s、d、p电子还有f电子；第七周期是未完 成周期。
40 Zr 41 Nb 42 Mo 43
5 铷 锶 钇 锆 铌 钼 锝 钌 铑 钯 银 镉 铟 锡 锑 碲 碘 氙 55 Cs 56 Ba 57-71 72 Hf 73 Ta 74 W 75Re 76 Os 77 Ir 78 Pt 79 Au 80 Hg 81 Tl 82 Pb 83 Bi 84 Po 85 At 86 Rn 6 铯 钡 LaLu - 铪 钽 钨 铼 锇 铱 铂 金 汞 铊 铅 铋 钋 砹 氡 7 钫 镭 镧系 锕系
87 Fr 88 Ra 89-103 104Rf 105Db 106Sg 107Bh 108 Hs 109Mt 110 111 112
Tc 44 Ru
45 Rh 46 Pd 47 Ag 48 Cd 49
In
50 Sn 51 Sb 52 Te 53
I
54 Xe
Ac-Lr
杜 钅 喜 钅 钅 卢 钅 麦 Uun Uuu Uub 波 钅 黑 钅
（2）列：维尔纳长式元素周期表有18列(纵列)。例如 第1列为氢锂钠钾铷铯钫，第2列为铍镁钙锶钡 镭，…第8列为铬钼钨 ，第 9列为锰锝铼 ，… 等等。 （ 3） 族 我国采用美国系统，用罗马数码标记，如： IA、…VIIB等等，而且，第8-10列叫第VIII族不叫 VIIIB，第18列叫0族,但“0”不是自然数,也不是罗马数 码。
元素周期性
原子参数—像原子半径，离子半径，电离能，电子 亲和能，电负性等概念被 称为原子参数。 1 原子半径 原子的大小以原子半径来表示，在讨论原子半径的 变化规律时，我们采用的是原子的共价半径,但稀有气 体的原子半径只能用范德华半径代替。 1). 从宏观物性: 元素的原子体积随原子序数的递增 呈现多峰形的周期性曲线。大体上,，峰间元素是碱金 属，谷底元素是每一周期处于中段的元素，仅个别例 外。
Pr 60 Nd U
61 Pm 62 Sm 63 Eu 64 Gd 65
114
Er
116
69Tm 70 Yb 71
118
Lu
57 La 58 Ce 59
镧 铈 镨 钕 钷 钐 铕 钆 铽 镝 钬 铒 铥 镱 镥 锕 钍 镤 铀 镎 钚 镅 锔
93 Np 94 Pu 95Am 96 Cm 97 Bk 98