物質(zhì)世界盡管豐富多彩、變化無(wú)窮，但一切物質(zhì)都是由元素組成的。人類在長(zhǎng)期的生產(chǎn)活動(dòng)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，逐漸認(rèn)識(shí)了元素間的內(nèi)在聯(lián)系和元素性質(zhì)變化的規(guī)律性，并以一定的方式將它們表示出來(lái)。
目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的元素有110多種。在元素周期表中，元素是有序排列的。你是否想過(guò) :元素為什么會(huì)按照這樣的順序在元素周期表中排列?它們之間存在著什么關(guān)系?人們是怎樣描述這種關(guān)系的?
原子序數(shù)是元素在元素周期表中的序號(hào)，其數(shù)值等于原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)或原子核外的電子數(shù)。研究原子序數(shù)為1~18的元素，可以幫助我們認(rèn)識(shí)元素之間的內(nèi)在聯(lián)系和元素性質(zhì)變化的規(guī)律性。
元素周期律初探1.下表所列的是部分元素的有關(guān)信息，請(qǐng)將表中所缺內(nèi)容補(bǔ)充完整
2。請(qǐng)對(duì)表中的各項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行比較、分析，尋找其中的規(guī)律(1)以元素的原子序數(shù)為橫坐標(biāo)、原子的最外層電子數(shù)為縱坐標(biāo)，繪出柱狀圖
(2)以元素的原子序數(shù)為橫坐標(biāo)、元素的原子半徑為縱坐標(biāo)，繪出折線圖。
(3)以元素的原子序數(shù)為橫坐標(biāo)、元素的最高化合價(jià)和最低化合價(jià)為縱坐標(biāo)，用不同顏色的筆繪出折線圖。
通過(guò)以上探究，你發(fā)現(xiàn)1~18號(hào)元素之間有什么內(nèi)在聯(lián)系?它們的性質(zhì)具有怎樣的變化規(guī)律?你將如何描述這些聯(lián)系和規(guī)律?
怎樣處理科學(xué)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)?圖表是幫你整理數(shù)據(jù)、發(fā)現(xiàn)其中規(guī)律的一種重要工具。
人類對(duì)元素周期律的認(rèn)識(shí)人類對(duì)元素周期律的認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程。自道爾頓提出原子學(xué)說(shuō)和原子量( 現(xiàn)稱相對(duì)原子質(zhì)量)概念之后，測(cè)定各種元素原子量的工作進(jìn)展迅速，到19世紀(jì)中葉，已經(jīng)獲得了60多種元素的原子量數(shù)據(jù)。
以此為基礎(chǔ)，科學(xué)家們開(kāi)始研究原子量與元素性質(zhì)之間的關(guān)系。門捷列夫和邁爾等科學(xué)家根據(jù)原子量的大小對(duì)元素進(jìn)行分類排列發(fā)現(xiàn)元素性質(zhì)隨原子量的遞增呈現(xiàn)明顯的周期性變化。這就是人們對(duì)元素周期律的早期認(rèn)識(shí)。
門捷列夫根據(jù)元素周期律預(yù)言了三種新元素及其有關(guān)性質(zhì)，這三種元素隨后皆被發(fā)現(xiàn)，它們分別是1875年發(fā)現(xiàn)的(Ga)、1879年發(fā)現(xiàn)的航(Sc)和1886年發(fā)現(xiàn)的鍺(Ge),它們的原子量、密度和有關(guān)性質(zhì)都與門捷列夫的預(yù)言驚人地相符。
門捷列夫去世后，英國(guó)物理學(xué)家莫斯萊應(yīng)用X射線測(cè)定了原子核所帶正電荷的數(shù)目，指出元素原子的核電荷數(shù)是這種元素的根本特征，原子序數(shù)是根據(jù)原子的核電荷數(shù)確定的。這樣，元素周期律就有了更科學(xué)的基礎(chǔ)。
直到20世紀(jì)30年代運(yùn)用量子力學(xué)方法弄清了各元素原子的核外電子排布之后，才實(shí)現(xiàn)了對(duì)元素周期律實(shí)質(zhì)的認(rèn)識(shí)?，F(xiàn)在人們已經(jīng)知道，元素在元素周期表中的位置與原子的核外電子排布特別是最外層電子排布密切相關(guān)。
元素周期律幫助人們認(rèn)識(shí)了看似雜亂無(wú)章的化學(xué)元素之間的相互聯(lián)系和內(nèi)在變化規(guī)律元素周期表是元素周期律的具體表現(xiàn)形式，它是學(xué)習(xí)和研究化學(xué)的重要工具。
通過(guò)元素周期表，可以了解關(guān)于某元素的名稱、元素符號(hào)、相對(duì)原子質(zhì)量、原子序數(shù)等信息。元素周期表還對(duì)金屬元素和非金屬元素進(jìn)行了分區(qū).
如果沿著元素周期表中硼、砷、啼、破與鋁、鍺、銳、針的交界處畫一條虛線，虛線的左側(cè)是金屬元素，右側(cè)是非金屬元素;位于虛線附近的元素，既表現(xiàn)金屬元素的某些性質(zhì)，又表現(xiàn)非金屬元素的某些性質(zhì)。
在元素周期表中，行稱為周期，列稱為族。
請(qǐng)仔細(xì)觀察元素周期表 (見(jiàn)附錄)，回答問(wèn)題:1.元素周期表有多少個(gè)周期? 每個(gè)周期各有多少種元素?2.以第2周期、第3周期元素為例分析: 元素周期表中位于同一周期的元素的原子結(jié)構(gòu)有什么相同之處?它們是怎樣遞變的?
3.以第1列、第17列元素為例分析: 元素周期表中位于同一列(族)的元素的原子結(jié)構(gòu)有什么相同之處? 它們又是怎樣遞變的?
4.在元素周期表中，找出你熟悉的元素的位置。5.關(guān)于元素周期表，你還有哪些問(wèn)題?
除第1和第7周期外，每一周期的元素都是從原子最外層電子數(shù)為1的元素開(kāi)始逐漸過(guò)渡到原子最外層電子數(shù)為7的元素,最后以原子最外層電子數(shù)為8的稀有氣體元素結(jié)束.
元素周期表中共有18個(gè)縱列，其中第8、9、10三個(gè)縱列稱為Ⅷ族。第18縱列由稀有氣體元素組成。稀有氣體元素的化學(xué)性質(zhì)不活潑，化合價(jià)通常為零，因而這一族稱為0族。
其余14個(gè)縱列，每個(gè)縱列為一族。族有主族和副族之分:由短周期元素和長(zhǎng)周期元素共同組成的族稱為主族，符號(hào)為A，
序數(shù)用羅馬數(shù)字表示，如ⅠA、ⅡA、ⅢA等，僅由長(zhǎng)周期元素組成的族稱為副族，符號(hào)為 B，序數(shù)也用羅馬數(shù)字表示，如ⅠB、ⅡB、ⅢB 等。
鑭系和錒系在第6周期中，從57號(hào)元素銅（ La ）到71號(hào)元素（ Lu ），原子的最外層和次外層電子層結(jié)構(gòu)及元素的化學(xué)性質(zhì)十分相似，這15種元素總稱為鑭系元素。
同樣道理，第7周期中89 號(hào)元素錒(Ac)到103號(hào)元素鐒(Lr)這15種元素總稱為錒系元素。為了使元素周期表的結(jié)構(gòu)緊湊，將鑭系元素和錒系元素分別放在第6周期和第7周期的同一格內(nèi)，并按原子序數(shù)遞增的順序，把它們分兩行單獨(dú)列在表的下方。
在元素周期表中位于同一主族的元素的原子最外層電子數(shù)相同,而且最外層電子數(shù)與族序數(shù)相同，它們按照電子層數(shù)遞增的順序自上而下依次排列。因此，每一主族的各元素具有相似的性質(zhì)。
例如，ⅡA族包括?(Be)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)、鋇(Ba)、鐳(Ra)等元素，人們稱它們?yōu)閴A土金屬元素(圖1-2-5)
焰色反應(yīng)及其應(yīng)用焰色反應(yīng)是某些金屬或它們的化合物在灼燒時(shí)火焰呈現(xiàn)特征顏色的反應(yīng)。根據(jù)焰色反應(yīng)可以判斷某種元素的存在、制造焰火等。
形式不同的元素周期表自1869年門捷列夫給出第一張?jiān)刂芷诒硪詠?lái),至少已經(jīng)出現(xiàn)了700多種不同形式的元素周期表總的來(lái)說(shuō)，人們制作元素周期表的目的是為研究元素周期律提供方便但研究的側(cè)重點(diǎn)不同，給出的元素周期表的形式也就不同。
短式周期表 元素周期表有短表和長(zhǎng)表之分。20世紀(jì)前半葉廣泛使用的是短表，圖1-2-7給出的就是一種短式元素周期表。
門捷列夫起初制作的元素周期表是最原始的短式元素周期表。當(dāng)時(shí)，稀有氣體元素和很多其他元素尚未被發(fā)現(xiàn)，因此在他制作的元素周期表里沒(méi)有它們的位置。
三角形元素周期表 1930年以后廣泛使用的長(zhǎng)式元素周期表有很多種形式，我們現(xiàn)在經(jīng)常使用的就是一種長(zhǎng)式元素周期表(見(jiàn)附錄)。圖1-2-8給出的這種三角形元素周期表也是一種長(zhǎng)式元素周期表，它能直觀地展現(xiàn)元索性質(zhì)的周期性發(fā)展，但不能很好地反映縱列元索的相互關(guān)系。
1.元素之間是存在相互聯(lián)系和內(nèi)在變化規(guī)律的，元素周期律揭示了這種相互聯(lián)系和內(nèi)在變化規(guī)律。什么是元素周期律?元素周期律的實(shí)質(zhì)是什么?
2。元素周期表是元素周期律的具體表現(xiàn)形式。常見(jiàn)的元素周期表的結(jié)構(gòu)是怎樣的?金屬元素和非金屬元素可怎樣分區(qū)? 同周期、同主族元素的原子結(jié)構(gòu)各有什么特點(diǎn)?3。利用元素周期表歸納總結(jié)你所學(xué)過(guò)的元素化合物知識(shí)。
1，下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分別代表某一化學(xué)元素
(1)表中所列元素中:屬于短周期元素的有_____________________屬于主族元素的有____________________________e元素在元素周期表中的位置是_________周期，_______族
(2)下列組元素的單質(zhì)可能都是電的良導(dǎo)體。A.b,c,iB.a,g,kC.c,g,1D.d,e,f(3)將元素a，b，C，f，1的原子半徑按從小到大的順序排列:_______________________________________
(4)i元素屬于__________(填“金屬”或“非金屬”)元素,它的最高化合價(jià)是________ 最低化合價(jià)是它能與氧氣反應(yīng)，生成一種吸水性很強(qiáng)的物質(zhì)，這種物質(zhì)在實(shí)驗(yàn)室里常用做干燥劑，寫出i的單質(zhì)與氧氣反應(yīng)的化學(xué)方程式:________________________________
2.請(qǐng)你利用元素周期律和元素周期表的有關(guān)知識(shí)，回答下列問(wèn)題:(1)下列各組元素性質(zhì)或原子結(jié)構(gòu)遞變情況錯(cuò)誤的是 ( )A . Li、Be、B原子最外層電子數(shù)依次增多B . P、S、C1元素最高正化合價(jià)依次升高C . N、0、F原子半徑依次增大D . Na、K、Rb的電子層數(shù)依次增多
(2)A元素原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍，B元素原子次外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)的2倍，則A、B 元素 ( )A .一定是第2周期元素B .一定是同一主族元素C .可能是第2、3周期元素D .可以相互化合形成化合物
3.動(dòng)手實(shí)踐:比較原子的大小在這個(gè)活動(dòng)中，你要用模型來(lái)比較元素周期表中同族元素原子的大小材料圓規(guī)，計(jì)算器，元素周期表。
活動(dòng)過(guò)程根據(jù)元素周期表，預(yù)測(cè)同族元素從上到下原子半徑是增大、不變還是減小。(2)查看IA 族中每種元素的原子半徑。
(3)以ⅡA 族元素中原子半徑最小的鎖元素為標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算每種原子的相對(duì)半徑(精確到小數(shù)點(diǎn)后一位)。(4)根據(jù)計(jì)算的相對(duì)半徑值，用圓規(guī)畫出代表各種原子的圓，各圓的半徑以厘米為單位。
分析(1)根據(jù)你的模型，你第 (1)步的預(yù)測(cè)正確嗎? 請(qǐng)予以解釋(2)元素周期表中每一族中原子半徑最大的元素在哪個(gè)位置?

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第2節(jié) 元素周期律和元素周期表

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