華雪瑩

元素周期表是學(xué)習(xí)和研究化學(xué)知識(shí)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(shí)。

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(jī)溶劑中，它們的溶解度都較大，都易溶于有機(jī)溶劑（氟能與有機(jī)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(qiáng)，金屬性依次減弱，非金屬性依次增強(qiáng)。得電子能力、氧化性依次增強(qiáng)；失電子能力、還原性依次減弱。②金屬性越強(qiáng)，單質(zhì)的還原性越強(qiáng)，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(jià)氧化物的水化物的堿性越強(qiáng)，溶解度越大，穩(wěn)定性越強(qiáng)。③非金屬性越強(qiáng)，單質(zhì)的氧化性越強(qiáng)，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(jià)氧化物的水化物的酸性越強(qiáng)。

2.進(jìn)行周期表中元素位置、化合價(jià)、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(jià)（氧、氟除外）數(shù)，也可以確定其可能的化合價(jià)數(shù)。若最外層電子數(shù)為偶數(shù)，其化合價(jià)數(shù)一般為偶數(shù)；若最外層電子數(shù)為奇數(shù)，其化合價(jià)數(shù)一般為奇數(shù)，常為最外層電子數(shù)與若干個(gè)2的差值。例如，若最外層電子數(shù)為6，則其正化合價(jià)數(shù)可能為+6、+4、+2；若最外層電子數(shù)為7，則其正化合價(jià)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(shí)，電子層數(shù)比原子少一個(gè)；非金屬元素形成陰離子時(shí)，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(gè)電子層，形成離子后相差兩個(gè)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(jià)氧化物的水化物與其氫化物的關(guān)系。通常活潑非金屬元素的氫化物，其水溶液一般呈酸性，其最高價(jià)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(jià)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(hào)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(gè)周期排滿后共容納元素118種?，F(xiàn)在某元素為116號(hào)元素，比118少2。118號(hào)元素為氧族元素，117號(hào)元素為第ⅦA族元素，則116號(hào)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(jià)氧化物的水化物是強(qiáng)堿，穩(wěn)定性強(qiáng)；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(shí)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(jìn)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(dòng)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(gè)區(qū)域的元素進(jìn)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。