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化學元素周期表的“周期”


實驗室k / 2019-01-14

       人體之所以會把銫和鉀搞混、把鍶和鈣搞混,關(guān)鍵在于這兩對元素的最外層軌道擁有相同的電子數(shù)。這一點在元素周期表上體現(xiàn)得淋漓盡致,應(yīng)該不需要再多解釋。下面讓我們來看看周期表的“行”。

       如前所述,周期表是按照元素的原子序數(shù)排列的,1號是只有1個質(zhì)子和1個電子的氫、2號是有2個質(zhì)子和2個電子的氦……而“每一行有幾個元素”也是解讀周期表的要點之一。

       周期表的第1行只有氫和氦,第2行則有包括碳、氮在內(nèi)的8個元素。第3行也是8個元素(包括鈉、鋁等)。第4行與第5行都有18個元素。

       每一行的元素數(shù)量與電子軌道能容納的電子數(shù)量一一對應(yīng)。最內(nèi)層的軌道只能容納2個電子。如果元素還有第3個電子,就只能排到更外側(cè)的軌道,所以元素周期表的第1行只有氫和氦,有3個電子的鋰被列在第2行。

       為了方便大家理解,我之前用的都是“第1行”、“第2行”這樣的表述。其實元素周期表的行是有正式名稱的,叫“周期”。氫和氦是第1周期,包括碳、氮等元素的第2行是第2周期,包括鈉、鋁等元素的第3行是第3周期,以此類推。

       “周期”這個名稱完美詮釋了原子特性的本質(zhì)。順便一提,周期翻譯成英語是“period”。

       接下來,讓我們仔細瞧一瞧每個周期的電子排布。

       第1周期的元素只有1層軌道,電子數(shù)量上限是2個。第2周期的電子數(shù)量上限比第1周期多,最多可容納8個電子。所以第2周期的元素最多可以有2+8=10個電子。電子數(shù)量一旦超過10個,就會被排到第3周期。

       第4、第5周期的原子比較大,軌道的表面積也相應(yīng)增大,因此第4、第5層軌道能容納的電子數(shù)一下子增加到18個。所以這兩個周期每行有18種元素。這就是元素周期表的排列方法。

       請大家注意,每層軌道的電子數(shù)量上限并不是隨機的。第2層與第3層都是8個,第4層與第5層都是18個。所以周期表的第2行與第3行都是8個元素,而且屬于同一行的元素有相似的性質(zhì)。第4行與第5行也是如此,只是這2行都有18個元素罷了。

       我們也可以說,“第2周期與第3周期的元素以8為周期”,“第4周期與第5周期的元素以18為周期”。

       每個周期的元素會呈現(xiàn)出周期性的變化。正因為元素周期表體現(xiàn)出了元素的這種變化,它才會被命名為“周期表”。


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