- UPSC IAS 预备考试化学笔记(第一部分)
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元素周期表
引言
到目前为止,我们已知大约有115种元素。
根据它们的性质,所有元素都被按顺序排列,被称为元素周期表。
德国科学家约翰·沃尔夫冈·德贝莱纳于1817年首次尝试对元素进行排列。
英国科学家约翰·纽兰兹也尝试对当时已知的元素(1866年)进行排列。
约翰·纽兰兹遵循原子质量递增的顺序来排列元素。
纽兰兹从原子质量最低的元素(如氢)开始,到钍结束,钍是当时第56号元素。
纽兰兹的元素排列被称为“八音律”,因为在他的排列中,每八个元素的性质都与第一个元素相似。例如,锂和钠的性质相同。
Sa (do) | re (re) | Ga (mi) | Ma (fa) | Pa (so) | da (la) | ni (ti) |
---|---|---|---|---|---|---|
H | Li | Be | B | C | N | O |
F | Na | Mg | Al | Si | P | S |
Cl | K | Ca | Cr | Ti | Mn | Fe |
Co & Ni | Cu | Zn | Y | In | As | Se |
Br | Rb | Sr | Ce & La | Zr |
纽兰兹还将其与音乐中的八度音阶进行了比较(见上表)。
在印度音乐中,七个音符是 - *sa, re, ga, ma, pa, da, ni*; 然而,在西方音乐中,音符是 - *do, re, mi, fa, so, la, ti*。
此外,为了将一些元素放入他的表中,纽兰兹将两个元素放在同一个单元格中(见上表 - 钴和镍放在同一个单元格中),但这项技术并不奏效,因为它们的性质不同。
然而,八音律有局限性,只适用于钙;钙之后,每八个元素的性质并不都与第一个元素相似。
门捷列夫周期表
德米特里·伊万诺维奇·门捷列夫,一位俄罗斯化学家,他成功地尝试对元素进行排列。
门捷列夫根据元素的基本性质——原子质量以及化学性质的相似性来排列元素。
在门捷列夫时代,只有63种元素被人们所知。
门捷列夫周期表由称为“族”的垂直列和称为“周期”的水平行组成。
门捷列夫周期律指出:
“元素的性质是其原子质量的周期函数”。
门捷列夫以倒序排列,以便将具有相似性质的元素组合在一起。
门捷列夫为当时尚未发现的一些元素留下了空间;他大胆地预测了未来元素的存在。
门捷列夫周期公式最大的局限性之一是——氢在周期表中没有固定的位置。
现代周期表
1913年,英国物理学家亨利·莫塞莱发现,元素的原子序数比其原子质量更重要的基本性质。
根据莫塞莱的发现,门捷列夫周期律被修改,原子序数被作为现代周期表的基础。
现代周期律指出:
“元素的性质是其原子序数的周期函数”。
现代周期表中定义了18个称为“族”的垂直列和7个称为“周期”的水平行。
在现代周期表中,元素的排列方式显示了诸如原子大小、化合价或化合能力以及金属和非金属特性(元素)等性质的周期性。
在现代周期表中,金属特性沿周期递减,沿族递增。
另一方面,非金属是电负性的,因为它们倾向于通过获得电子来形成键。
在现代周期表中,非金属位于右侧(从上到下)。