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       元素周期表的本質(zhì)，就是體現(xiàn)“元素性質(zhì)的周期性變化”。那么元素的性質(zhì)為什么會(huì)呈現(xiàn)出周期性的變化呢？其實(shí)，這個(gè)問題背后隱藏著一套美妙到叫人窒息的理論。

       其實(shí)決定電子軌道的變量只有3個(gè)：主量子數(shù)n、角量子數(shù)l、磁量子數(shù)m。

       原則1    主量子數(shù)n＝1、2、3……

       主量子數(shù)n是最基本的變量，它決定了電子軌道的大體能量。n只能是1、2、3這樣的自然數(shù)（正整數(shù)）。簡單來說，n＝1代表最內(nèi)側(cè)的電子層，n＝2代表比第一層稍遠(yuǎn)的電子層，n＝3代表比第二層更遠(yuǎn)的電子層，以此類推。當(dāng)主量子數(shù)增加時(shí)，原子的外層電子將處于更高的能量值。

       原則2    角量子數(shù)l＝0～n－1

       角量子數(shù)只能取小于n的非負(fù)整數(shù)。它決定了電子軌道的形狀。

       原則3    磁量子數(shù)m＝－l～＋l

       磁量子數(shù)m也只能取整數(shù)，而且這個(gè)數(shù)字的絕對值必須小于角量子數(shù)l。它決定了電子軌道的伸展方向。

       原則4    每個(gè)軌道最多容納2個(gè)電子

       這條原則也很重要，每個(gè)軌道的電子數(shù)量上限是2。

       世界上有一百多種元素，而它們的電子軌道都是由主量子數(shù)n、角量子數(shù)l、磁量子數(shù)m這三個(gè)量子化參數(shù)決定的。大家不覺得這個(gè)世界分外簡單，也分外美妙和諧嗎？

       而元素周期表就用一張簡簡單單的圖表完美詮釋了這四項(xiàng)有些費(fèi)腦的原則。從這個(gè)角度看，周期表著實(shí)是一部濃縮了精華的偉大作品。

       光看文字，大家可能會(huì)覺得暈頭轉(zhuǎn)向。別擔(dān)心，只要把具體的數(shù)字填進(jìn)去，就很好理解了。

       主量子數(shù)n＝1時(shí)

       角量子數(shù)l必須是小于1的非負(fù)整數(shù)，那就只可能是0。磁量子數(shù)m也只能取0。這種情況下只有1個(gè)軌道，因此電子最多不會(huì)超過2個(gè)。周期表最上面的那一行，即第1周期就屬于這種情況，所以第1周期只有氫和氦這2種元素。

       主量子數(shù)n＝2時(shí)

       角量子數(shù)l必須是小于2的非負(fù)整數(shù)，所以它可以取0或1。

       如果角量子數(shù)l＝0，則磁量子數(shù)m只能取0；如果角量子數(shù)l＝1，那么磁量子數(shù)m可以?。?、0或1。每個(gè)軌道能容納2個(gè)電子，總共是2×4＝8個(gè)電子。

       “8”這個(gè)數(shù)字是不是很眼熟？沒錯(cuò)，周期表的第2周期從鋰至氖，一共是8個(gè)元素。這個(gè)周期代表的是主量子數(shù)為2的元素。

       周期表的神奇之處還不僅僅是這些。

       主量子數(shù)n＝3時(shí)

       角量子數(shù)l必須是小于3的非負(fù)整數(shù)，所以它可以取0、1或2。

       如果角量子數(shù)l＝0，則磁量子數(shù)m只能取0；如果角量子數(shù)l＝1，那么磁量子數(shù)m可以?。?、0或1；如果角量子數(shù)l＝2，那么磁量子數(shù)m可以?。?、－1、0、1、2這5個(gè)值。

       每個(gè)軌道可以容納2個(gè)電子，所以l＝0時(shí)是2個(gè)電子，l＝1時(shí)是6個(gè)電子，l＝2時(shí)是10個(gè)電子。

       3個(gè)數(shù)字相加等于18，即n＝3時(shí)，電子數(shù)量是18。“咦，不對?。?rdquo;——能瞧出問題的讀者相當(dāng)了得！沒錯(cuò)，第3周期的元素只有8個(gè)，而不是18個(gè)。這就是周期表的精妙之處了……

       l＝2時(shí)，能量非常高，甚至超過了n＝4的部分軌道。因此l＝2時(shí)的10個(gè)元素被安排到了第4周期。

       第2周期和第3周期都是8個(gè)元素，一看就很有周期性。通過上面的解釋，想必大家也能意識(shí)到，這兩個(gè)周期有相同的長度絕非偶然。因?yàn)閮烧叩脑財(cái)?shù)量都是l＝0時(shí)的2個(gè)，加上l＝1時(shí)的6個(gè)，總共8個(gè)。元素周期表用異常簡單的形式淋離盡致地體現(xiàn)出了這一點(diǎn)，真是太了不起了。

       第4周期與第5周期都由18種元素組成，這也不是一個(gè)巧合。l＝0時(shí)的2個(gè)，加上l＝1時(shí)的6個(gè)，再加上l＝2時(shí)的10個(gè)，全部加起來就是18個(gè)。

       這2個(gè)周期的計(jì)算方法和第2、第3周期完全一樣，就不贅述了。

       第6、第7周期也符合這個(gè)規(guī)律。年一看，周期表上這2個(gè)周期貌似都只有18種元素，但仔細(xì)一看就會(huì)發(fā)現(xiàn)，鑭系元素與錒系元素是單獨(dú)列在下面的。與第4、第5周期相比，這2個(gè)周期還要加上l＝3時(shí)的14個(gè)元素，總計(jì)32個(gè)元素。請大家注意，第6周期與第7周期的元素?cái)?shù)量是相等的。

       綜上所述，元素周期表為我們完美呈現(xiàn)了元素周期奏響的和弦。相部的2個(gè)周期完全一致，像相鄰的2張書頁。每隔2個(gè)周期，元素的名額就有所增加，增幅也呈等差數(shù)列：2、6、10、14……

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