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周期表的工作方式

经过:Craig Freudenrich博士

周期表中的趋势

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如果您只对元素周期表的普通旧打印输出不满意,也可以购买可信度图表的衬衫,沙滩毛巾,杯子和纹身。
AP照片/Eric Risberg

知道特定元素所在的哪个组以及其原子结构的样子很方便,但这并不是所有元素周期表都必须告诉您。如果您正在查看它,那么您会随便从事科学家一生挣扎的工作。而且,如果您整体上看桌子,那么一些很大的趋势就开始出现,告诉我们一个元素将如何与另一个元素做出反应。

在我们看到这些趋势之前,快速的化学回顾可能是好的。首先,金属与非金属反应形成离子化合物。非金属原子从金属原子中取一个或多个价电子。当原子获得或失去价电子时,它会形成离子。带有比电子更多的离子具有积极充电,称为阳离子(来自金属)。带有比质子更多的电子的离子负电荷,称为阴离子(来自非金属)。最后,这两个离子都具有完整的外能水平。其次,非金属倾向于共享电子,因此两个原子都具有全部的外能水平。它们形成共价化合物。但是你怎么知道哪个要素会与哪个元素产生反应离子或共价化合物?这取决于一些因素:

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  • 电离能:剥离第一个价电子所需的能量
  • 电负性:衡量原子在其价电子上的紧密性
  • 核电:核中阳性质子与能量水平的负电子之间的吸引力。质子越多,核电荷就越大。
  • 屏蔽:内部电子倾向于保护外部电子免受细胞核的吸引力。价电子与核之间的能量水平越多,屏蔽越多。

让我们看看这些因素如何帮助预测任何两个元素都会产生哪种化学反应。

如果您查看元素周期表,当您向下移动一列并在从左到右移动时,电离能量会降低。当您将第1组和第2组(左侧)中的元素与16和17(右图)中的元素进行比较时,您会发现第一组中的元素具有较低的电离能量,不会保持其价电子紧密,并倾向于形成阳离子。因此,第1组和第2组中的元素将倾向于形成离子化合物。

像电离能一样电负性当您向下列时,请减小并在从左到右的一段时间内增加。因此,氟更可能从另一个元素中获取电子。两个元素之间的电负性差异将决定它们是交换电子(离子化合物)还是共享电子(共价化合物)。您可以使用电离能和电负性的趋势来预测两个元素是否形成离子化合物或共价化合物。

最后,当您穿过桌子上下时,核电充电会增加,而屏蔽层在整个时期保持恒定,但是随着您向下列的时,屏蔽量会增加。这些趋势告诉您原子大小。由于屏蔽效果大于核电荷的影响,因此原子和离子会变大,因此细胞核和电子之间的吸引力较弱,原子的大小膨胀。相反,由于核电荷效应大于屏蔽效果,因此原子会变小,因此细胞核和电子之间的吸引力更大,原子的大小缩小。

很难相信一张纸的纸可以包含很多信息。

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