周期表与周期律

元素の周期律と周期表

I 物質の構成／電子配置と周期律

一句话结论

把元素按原子序数排列，价电子数周期性变化，所以性质相似的元素周期性出现。周期表的族号给出价电子数（典型元素取族号个位），周期号等于有电子的壳层数。

门捷列夫在 1869 年按原子量排列当时已知的 63 种元素，发现性质相似的会规律地重复出现。他甚至敢在表里留空格、预言未发现元素的性质 —— 十七年后锗被发现，各项数据与预言几乎一致。能做这种预言，说明那张表不只是分类，而是抓住了某种机制。

为什么是这样

上一节的结论是：化学性质由价电子数决定。而把元素按原子序数排开，价电子数会走出 1、2、……、7、0 然后再回到 1 的循环 —— 因为每填满一层就要开新的一层。既然性质跟着价电子走，价电子周期性重复，性质就跟着周期性重复。这就是周期律。

周期表就是照这个规律排的：把价电子数相同的元素放到同一纵列。纵列叫族，从左到右 1 ～ 18 族；同一族的元素性质相似，称同族元素。横行叫周期，第 1 ～ 7 周期；周期号等于「有电子的壳层数」。

所以周期表上一个元素的位置，反过来就告诉你它的电子排布：第几周期 → 用了几层；第几族 → 最外层几个。位置和排布是同一件事的两种写法。

元素先分成两类。典型元素是 1、2 族与 13 ～ 18 族 —— 也就是表的两侧。它们的价电子数等于族号的个位数（稀有气体取 0）：17 族的卤素价电子 7，2 族价电子 2。所以典型元素的性质随原子序数规律变化，周期律表现得最清楚。

过渡元素是 3 ～ 12 族，在表的中间。它们的最外层电子几乎都是 2 个（偶尔 1 个），因为新增的电子填进了内层的 d 轨道而不是最外层。结果是同一横行的过渡元素性质反而相似 —— 与典型元素「同一纵列相似」正好相反。也因此，过渡元素的价电子数与族号没有固定关系。

另一种分法是金属与非金属。金属元素价电子少、容易放出电子变成阳离子，这种倾向强叫阳性强 —— 碱金属（1 族，氢除外）最强。非金属元素价电子多、容易接受电子变成阴离子，倾向强叫阴性强 —— 卤素（17 族）最强，而且原子序数越小越强（氟最强）。稀有气体两者都弱。

四个族有专名，要能直接对上号：1 族（氢除外）碱金属、2 族碱土金属、17 族卤素、18 族稀有气体。题目常直接用专名而不给族号。

题目给出周期表上的位置，问性质；或者给出性质，问位置。两个方向都走「位置 ↔ 价电子数」这座桥，不要试图去背性质表。

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