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10年级

元素周期表与周期性规律

元素周期表为何是这个形状,以及原子半径、电离能和电负性在表中如何变化。

直觉直觉:会预言的表格

1869 年,门捷列夫按原子量排列元素,并为尚未发现的元素留出空位。现在我们按原子序数 ZZ 排列,行与列反映电子填充电子层的方式:同一列的元素价电子数相同,性质相似。

前 54 号元素的周期表,按区或所选性质着色;点击元素可查看其数据。
点击一个元素。切换着色方式,可以看到电负性、原子半径和电离能的变化。

中学阶段中学阶段:三个规律

周期性规律(主族元素)
性质同一周期(左→右)同一族(上→下)
原子半径减小增大
第一电离能增大(有小的反常)减小
电负性增大减小

在同一周期内,核电荷增加而电子进入同一电子层,原子核吸引力增强,原子变小。在同一族内,不断增加新的电子层,原子变大,外层电子被束缚得更松。

前 54 个元素的三维“地貌”:每个元素是一根柱子,高度表示电负性、原子半径或第一电离能。
切换性质并沿山脊观察:电负性向右上方的氟升高,而原子半径在左侧的碱金属处最大。
IE1:X(g)→XX+(g)+eX−\mathrm{IE}_1:\qquad \ce{X(g) -> X+(g) + e-}

例题: Na 和 Cl 哪个更大?

比较钠和氯的原子半径。

解答

两者都在第 3 周期;Na 在最左端,Cl 靠近右侧,所以 Na 更大:上表中分别为 180 pm 和 100 pm。