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        看到元素周期表 這些知識要知道

        2015-07-30 22:48:06華雪瑩
        關(guān)鍵詞:水化物主族周期表

        華雪瑩

        元素周期表是學(xué)習(xí)和研究化學(xué)知識的重要工具,是元素周期律的具體表現(xiàn),它反映了元素之間的內(nèi)在聯(lián)系,是對元素一種很好的自然分類。我們可以利用元素的性質(zhì)、元素在周期表中的位置和原子結(jié)構(gòu)之間的密切聯(lián)系,來指導(dǎo)我們更好地學(xué)習(xí)化學(xué)。從元素周期表中我們不難獲得以下知識。

        1.同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律。

        (1)物理性質(zhì)的遞變規(guī)律。①原子半徑——一同周期元素從左到右,隨著核電荷數(shù)的遞增,原子半徑逐漸減?。ㄏ∮袣怏w元素除外);同主族元素從上到下,隨著核電荷數(shù)的遞增,原子半徑依次增大。②單質(zhì)的密度——同周期元素形成的單質(zhì)由于狀態(tài)不同,關(guān)系比較復(fù)雜,若要比較,必須弄清楚兩者的狀態(tài)。同主族元素形成的單質(zhì),總的來說,從上到下密度依次增大。如堿金屬單質(zhì)從鋰到銫,總的趨勢是密度依次增大,不過其中的鉀有反?,F(xiàn)象。鹵族元素從氟到碘,單質(zhì)的密度依次增大。③單質(zhì)的顏色——堿金屬元素的單質(zhì)大都為銀F1色,只有銫略帶金屬光澤。而鹵素單質(zhì)從氟到碘顏色依次加深。④單質(zhì)的溶解性——鹵素單質(zhì)在水中的溶解度都不大,并呈依次減小的趨勢。但在有機溶劑中,它們的溶解度都較大,都易溶于有機溶劑(氟能與有機溶劑發(fā)生劇烈的反應(yīng))。⑤毒性——從氟到碘,毒性依次降低。

        (2)化學(xué)性質(zhì)的遞變規(guī)律。①同周期元素從左到右,隨著核電荷數(shù)的遞增,原子核對核外電子的吸引力依次增強,金屬性依次減弱,非金屬性依次增強。得電子能力、氧化性依次增強;失電子能力、還原性依次減弱。②金屬性越強,單質(zhì)的還原性越強,其對應(yīng)離子的氧化性越弱;其單質(zhì)與水或酸反應(yīng)越劇烈,置換出氫越容易;最高價氧化物的水化物的堿性越強,溶解度越大,穩(wěn)定性越強。③非金屬性越強,單質(zhì)的氧化性越強,其對應(yīng)離子的還原性越弱;單質(zhì)與氫氣反應(yīng)越劇烈,形成的氫化物越穩(wěn)定;最高價氧化物的水化物的酸性越強。

        2.進行周期表中元素位置、化合價、化學(xué)式的互推。利用主族序數(shù)可確定元素的最高正化合價(氧、氟除外)數(shù),也可以確定其可能的化合價數(shù)。若最外層電子數(shù)為偶數(shù),其化合價數(shù)一般為偶數(shù);若最外層電子數(shù)為奇數(shù),其化合價數(shù)一般為奇數(shù),常為最外層電子數(shù)與若干個2的差值。例如,若最外層電子數(shù)為6,則其正化合價數(shù)可能為+6、+4、+2;若最外層電子數(shù)為7,則其正化合價數(shù)可能為+7、+5、+3、+1。若最外層電子數(shù)為奇數(shù),氧化物的化學(xué)式一般為R2On;若最外層電子數(shù)為偶數(shù),氧化物的化學(xué)式一般為。3.同主族元素所形成的離子關(guān)系。同主族元素若為金屬元素,則形成帶相同電荷的陽離子;若為比較活潑的非金屬元素,則形成帶相同電荷的陰離子。例如,若A、B為同主族的金屬元素,A形成A2+,則B形成B2+;同理,若C、D為同主族的比較活潑的非金屬元素,C形成C,則D形成D。

        4.原子、離子的電子層數(shù)關(guān)系。一般金屬元素形成陽離子時,電子層數(shù)比原子少一個;非金屬元素形成陰離子時,電子層數(shù)與原子的電子層數(shù)相同。若兩元素的原子相差一個電子層,形成離子后相差兩個電子層,則電子層數(shù)少的元素必為金屬元素,電子層數(shù)多的元素必為非金屬元素。

        5.元素最高價氧化物的水化物與其氫化物的關(guān)系。通?;顫姺墙饘僭氐臍浠?,其水溶液一般呈酸性,其最高價氧化物的水化物也呈酸性。對于氮元素來說,不符合此規(guī)律,它的氫化物的水溶液呈堿性,這也是中學(xué)常見的氫化物中唯一呈堿性的氫化物。若某元素的最高價氧化物的水化物能與其氫化物發(fā)生非氧化還原反應(yīng),則此元素一定為氮元素。

        6.預(yù)測某元素在周期表中的位置。例如,現(xiàn)要確定116號元素在周期表中的位置,可以用電子排布式,但常常從各周期所容納的元素種數(shù)來確定。大家都知道,各周期排滿電子后,其元素的種數(shù)依次為:1周期兩種,2、3周期各8種,4、5周期各18種,6、7周期各32種,7個周期排滿后共容納元素118種?,F(xiàn)在某元素為116號元素,比118少2。118號元素為氧族元素,117號元素為第ⅦA族元素,則116號元素為第ⅥA族元素,因此該元素在周期表中位于第七周期第ⅥA族。7.預(yù)測某元素在周期表中的性質(zhì)。例如,已知某元素在周期表中位于第八周期第ⅡA族,則利用堿土金屬的性質(zhì)遞變規(guī)律加以推斷。它的單質(zhì)應(yīng)為銀白色,密度在本族中是最大的,即密度大于lg.cm-3;它與水劇烈反應(yīng)甚至燃燒,并放出氫氣;它的最高價氧化物的水化物是強堿,穩(wěn)定性強;它的氯化物易溶于水;它的硫酸鹽、碳酸鹽、氟化物難溶于水。

        8.推導(dǎo)新元素的發(fā)現(xiàn)。過去,俄國科學(xué)家門捷列夫預(yù)言了類硼、類硅、類鋁等元素,后來被證實為鈧、鎵、鍺。此后人們在元素周期律、元素周期表的指導(dǎo)下,對元素的性質(zhì)進行了系統(tǒng)的研究,對物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展起到了一定的推動作用。不僅如此,元素周期律和元素周期表還為新元素的合成、預(yù)測它的原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)提供了線索。

        9.對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的某些指導(dǎo)作用。由于元素周期表中位置靠近的元素的性質(zhì)相近,這就啟發(fā)了人們在周期表中一定區(qū)域內(nèi)尋找新的物質(zhì)。例如,通常用來制造農(nóng)藥的元素,如氟、氯、硫、磷等在周期表里位于右上角,對這個區(qū)域的元素進行充分的研究,有助于制造新品種的農(nóng)藥。又如要尋找半導(dǎo)體材料,可以在周期表里金屬與非金屬的分界線處尋找,如硅、鍺、硒。我們還可以在過渡元素區(qū)域去尋找催化劑或耐高溫、耐腐蝕的合金材料等。

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