当前课程知识点：无机化学 > 第7章 原子结构与元素周期律 > 7.7 元素性质的周期性变化 > 7.7.1 元素性质的周期性变化
同学你好
这节我们讲元素周期律
根据前人的总结
我们知道
元素性质随着原子序数的递增而成周期性变化
科学家把这种规律列成表格
这就是我们所说的周期表
下面我们将分别从
周期族区三部分来划分周期表
在周期表中把元素分为七个横行
每一个横行就代表1个周期
所以共分七个周期
根据元素数目的多少
又分为短周期
长周期还有未完成周期
在周期表中
前三周期为短周期
456为长周期
第七周期为未完成周期
因为还有很多元素有待于发现
所以我们称为未完成周期
另外在周期表中
周期数等于电子层数
等于最外层的主量子数N
下面我们介绍一下族
首先要定义两个概念
主族元素我们用大写的A来表示
它是指电子最后填入S轨道或P轨道
族号数等于最外层电子数的一类元素
副族元素
我们用大写的B来表示
它是指电子最后填入D轨道或F轨道
族号数等于S电子与次外层D电子
或F电子数目之和的一类元素
元素周期表中共有18个纵行
包括七个组组
从第一主族到第七主族
七个副族
包括第一副族到第七副族
一个第八族
还有一个是第零族
第零族是稀有气体
或者称作惰性气体
共有16个族
其中第一副族
第二副族
族号数等于NS电子数目
第三副族到第七副族
族号数等于ns电子加上(n-1)d电子数
镧系和锕系归于第三副族
另外同一族元素的电子层数虽然不同
但外层电子结构相同
所以化学性质相似
下面我们介绍区
根据元素原子价电子层构型的不同
我们可以把元素分为五个区
分别为s p d ds和f区
下面我们进行分别的介绍
首先是S区
它包括第一主族和第二主族
即元素周期表中的第一列和第二列
价层电子为NS1到2
属于活泼金属
那么什么是价层电子呢
它是指一般在化学反应中能发生变化的电子
其次是P区
P区元素包括第三主族
第四主族第五主族和第六主族
还有第七主族
还有零族其价层电子为NS2
NP1到6
P区的右上方为非金属元素
左下方为金属元素
S区和P区元素的族数
等于价层电子数的S电子数与P电子数之和
若和数为八
则为零族元素称为零族
再次我们介绍D区
D区元素包括第三副族第四副族
第五副族和第六副族
第七副族
第八族
价层电子数为(n-1)d
1~10 NS0~2
D区元素我们称为过渡元素
(n-1)d中电子由不充满向充满过渡
再次是DS区
DA元素包括第一副族和第二副族
DS元素族数等于价层电子数中的NS电子数
价层电子为(n-1)d10ns1~2
最后是F区
F区元素包括镧系和锕系
F区元素的价层电子构型为
(n-2)f0~14
(n-1)d0~2
NS2称为内过渡元素
以上是元素周期表的划分
下面我们介绍一下元素性质的一些周期性规律
我们从五个方面进行介绍
首先是原子半径
第二是电力能
第三电子亲和能
第四电负性
第五是元素的金属性和非金属性
首先我们介绍原子半径
那么原子半径又分为
共价半径金属半径和范德华半径
共价半径是指两个相同原子以共价单键相结合
其核间距离的一半
我们称为共价半径
金属半径是指金属单质晶体中
两个相邻奇数原子核间的距离的一半
我们称为金属半径
范德华半径是指在分子境地当中
两个相邻分子和间距离的一半
我们称为范德华半径
那么它们有什么规律呢
在周期表中
同一周期的元素从左到右
它们的半径是逐渐减小的
那么同一主族元素从上到下
它们的半径是逐渐变大的
图示为原子半径的相对大小示意图
从图中我们可以看出
与以上我们所讲的规律是一致的
除了以上规律以外
我们还应该知道元素的原子半径越大
核对外层电子的引力越弱
原子越容易失去电子
再有元素的原子半径越小
核对外层电子的引力越强
那么原子越容易得到电子
第二
我们将介绍电离能
我们一般用大写的I来表示
它的定义为气态原子
在基态时失去一个电子
成为气态阳离子所需要的能量
我们称为第一电离能
我们用I1来表示
那么氧化数为+1的气态阳离子
在失去一个电子形成氧化数为二的
气态阳离子所需要的能量
我们称为原子的第二电离能
我们用I2来表示
那么各个电离能的顺序为
I1小于I2小于I3小于I4
电离能所代表的意义为电离能的大小
反映了原子失去电子的难易
电离能越大
原子失去电子时吸收的能量越多
越难失去电子
电离能越小
越容易失去电子
那么在周期表中
电离能的递变规律是
在主族元素中从左到右
电力能是逐渐增大的
换句话说
从左到右越来越不容易失去电子
而从上到下电离能是逐渐减小的
这里我们需要注意
首先电离能变化
在周期表中是有反弹现象的
一会我们会举例说明
再有电离能所反映的是气态原子
失去电子变为气态离子的难易程度
不能反映金属在溶液中发生化学反应
形成阳离子的倾向
电离能
反常现象是指价层中具有半充满
或全充满的电子构型的元素
具有较大的电离能
例如Be
它的电子层结构为2s2
属于全充满的电子类型
所以他的电离能要比锂和硼要大
再比如氮原子它的电子层构型为2S22P3
那么2P3属于半充满的电子构型
所以它的电离能要比碳和氧的电离能要大
第三
我们介绍电子亲和能
我们用Ea来表示
它的定义为
元素的气态原子在气态时得到一个电子
形成气态阴离子所放出的能量
我们叫做电子亲和能
如气态氧原子得到一个电子形成气态阴离子
这时的电子亲和能等我们称为第一电子亲和能
以此类推
我们可以得到第二电子亲和能
除了稀有气体原子和第二主族原子
其他元素的原子第一电子亲和能为负值
电子亲和能带数值越小原子越容易得到电子
电子亲和能的代数值
随着原子半径的减小而减小
那么它的递变规律为
元素在主族元素中从左到右
电子亲和能是逐渐减小的
从上到下
电子亲和能是逐渐增大的
第四
我们介绍电负性
它的定义为分子中元素原子吸引电子的能力
我们用X来表示
从图中我们可以看到元素电负性的值
那么它的递变规律为同一周期
从左到右
电负性是逐渐增大的
那么同一族从上到下电负性是逐渐减小的
那么关于电负性有哪些应用呢
例如根据组成分子的原子的电负性的差值
德尔塔x我们可以判断分子的极性和键型
例如德尔塔x等于0
那么它是属于非极性共价键
例如同核的双原子分子氢气和氯气
例如德尔塔X小于1.7
它属于极性共价键
一核双原子分子如氯化氢溴化氢
德尔塔x大于1.7
它的价键类型为离子键
属于离子型化合物
如氯化钠和氯化钾等等
再比如判断氧化物的酸碱性
电负性差值小于1.1时
那么该化合物的酸碱性是强碱性
最后我们介绍的是
元素的金属性和非金属性变化规律
元素金属性的定义为
原子失去电子而转变为正离子的性质
原子越容易失去
电子电离能越小
金属性越强
金属的电负性一般在2.0以下
元素的非金属性是指
原子得到电子而转变为阴离子的性质
原子越容易得到电子非金属性越强
非金属性的电负性值一般在2.0以上
金属性和非金属性递变规律为
在同一周期从左到右
原子半径是逐渐递减的
电离能是逐渐增加的
电子亲和能是递减的
电负性变大
金属性减弱
非金属性增强
同一族从上到下
原子半径是逐渐增大的
电力能是逐渐减小的
电子亲和能是逐渐递增的
电负性变小
金属性增强
非金属性减弱
好了
这节我们讲到这里
-1.1 物质的聚集状态和分压定律
--第1.1节讨论 应用理想气体状态方程的时候应注意哪些问题
--第1.1节测试 物质的聚集状态和分压定律
-1.2 稀溶液的依数性
--第1.2节讨论 为什么讨论稀溶液的依数性时将溶质限定为难挥发非电解质
--第1.2节测试 稀溶液的依数性
-第1章测试 物质的聚集状态
-2.1 化学热力学基本概念
--第2.1节测试 化学热力学基本概念
-2.2 化学反应热效应
--第2.2节测试 化学反应的热效应
-2.3 化学反应热效应计算
--第2.3节测试 化学反应热效应计算
-2.4 化学反应方向判据
--第2.4节测试 化学反应方向判据
-第2章测试 化学热力学基础
-3.1 影响化学反应速率的因素
--第3.1节测试 影响化学反应速率的因素
-3.2 化学反应速率理论
--第3.2节讨论 有人说根据反应方程式可以直接写出速率方程，这种说法对吗？
--第3.2节测试 化学反应速率理论
-3.3 化学平衡理论
--第3.3节测试 化学平衡理论
-3.4 化学平衡移动
--第3.4节测试 化学平衡移动
-第3章测试 化学反应速率与化学反应平衡
-4.1 酸碱理论
--第4.1节讨论 阿雷尼乌斯电离理论、酸碱质子理论和酸碱电子理论各有什么优缺点？
--第4.1节测试 酸碱理论
-4.2 水的电离平衡
--第4.2节测试 水的电离平衡
-4.3 弱酸弱碱平衡
--第4.3节测试 弱酸弱碱平衡
-4.4 盐水解平衡
--第4.4节测试 盐水解平衡
-4.5 缓冲体系
--第4.5节讨论 人体血浆中有哪些缓冲系统，最重要的是哪一个？
--第4.5节测试 缓冲体系
-第4章测试 酸碱平衡
-5.1 溶度积常数
--第5.1节测试 溶度积常数
-5.2 溶度积常数与溶解度换算关系
--第5.2节测试 溶度积常数与溶解度换算关系
-5.3 溶度积规则
--第5.3节测试 溶度积规则
-5.4 影响沉淀生成因素
--第5.4节测试 影响沉淀生成因素
-5.5 分步沉淀
--第5.5节测试 分步沉淀
-5.6 沉淀溶解
--第5.6节测试 沉淀溶解
-5.7 沉淀转化
--第5.7节测试 沉淀转化
-第5章测试 沉淀-溶解平衡
-6.1 原电池
--第6.1节测试 原电池
-6.2 电极电势
--第6.2节测试 标准电极电势
-6.3 Nernst方程
--第6.3节讨论 电池反应和电极反应的能斯特方程有什么异同点？
--第6.3节测试 电极电势Nernst方程
-6.4 电极电势的应用
--第6.4节讨论 怎么解释单质银不能从盐酸溶液中置换出氢气，但可从氢碘酸中置换出氢气
--第6.4节测试 电极电势应用
-6.5 元素电势图及其应用
--第6.5节测试 元素电势图及其应用
-第6章测试 氧化还原平衡
-7.1 玻尔氢原子模型
--第7.1节测试 玻尔氢原子模型
-7.2 波粒二象性
--第7.2节测试 波粒二象性
-7.3 薛定谔方程
--第7.3节测试 薛定谔方程
-7.4 四个量子数
--第7.4节测试 四个量子数
-7.5 波函数角度分布图
--第7.5节测试 波函数角度分布图
-7.6 多电子原子结构
--第7.6节测试 多电子原子结构
-7.7 元素性质的周期性变化
--第7.7节讨论 说说电离能和电子亲合能的变化趋势，其中有哪些特例
--第7.7节测试 元素性质的周期性变化
-第7章测试 原子结构与元素周期律
-8.1 现代价键理论
--第8.1节测试 现代价键理论
-8.2 杂化轨道理论
--第8.2节讨论 sp、sp2、sp3杂化轨道的成键能力的大小次序？
--第8.2节测试 杂化轨道理论
-8.3 价层电子对互斥理论
--第8.3节测试 价层电子对互斥理论
-8.4 分子轨道理论
--第8.4节测试 分子轨道理论
-第8章讨论 为什么说杂化轨道理论和价层电子对互斥理论存在互补关系
-第8章测试 分子结构
-9.1 晶体结构
--第9.1节测试 晶体结构
-9.2 金属键理论与金属晶体
--第9.2节测试 金属键与金属晶体
-9.3 离子键与离子晶体
--第9.3节测试 离子键与离子晶体
-9.4 离子极化理论
--第9.4节测试 离子极化理论
-9.5 分子间力与分子晶体
--第9.5节测试 分子间力与分子晶体
-9.6 氢键
--第9.6节测试 氢键
-第9章测试 晶体结构
-10.1 配位化合物组成及命名
--第10.1节测试 配位化合物组成和命名
-10.2 配合物解离平衡
--第10.2节测试 配合物解离平衡
-10.3 配合物解离平衡的移动
--第10.3节测试 配合物解离平衡移动
-10.4 配合物的化学键理论-杂化轨道理论
--第10.4节测试 配合物的化学键理论-杂化轨道理论
-10.5 配合物的晶体场理论
--第10.5节测试 配合物的晶体场理论
-第10章讨论 为什么大多数金属水合离子有颜色，但是锌离子、银离子无色
-第10章测试 配位化学基础
-第11章测试 氢和稀有气体
-第12章测试 碱金属和碱土金属
-第13章测试 硼族、碳族和氮族元素
-第14章测试 氧族元素和卤素
-第15章测试 过渡元素
-动植物体中微量元素的检测
-趣味实验小视频
--糖球烧焦案.m
--指纹重现江湖
--紫甘蓝汁的传奇
