现代元素周期表的演变

---

引言

所有已知的生物或非生物都被根据其特性进行分类和排列。就像不同的植物和动物被分类并组织成群体和物种一样，许多科学家试图根据它们的原子序数或原子质量来确定元素的基础。许多科学家未能正确排列元素。元素根据周期性性质和原子序数排列在该表中。几位科学家致力于排列元素，但门捷列夫的元素周期表效果最好。门捷列夫的元素周期表后来由科学家亨利·莫塞莱根据原子序数进行了修改。

元素周期表简史

长期以来，科学家们试图基于不同的基础将元素以表格形式排列，但大多数人未能将所有元素都排列在一个表中。1789年，安托万·拉瓦锡试图将元素排列为金属和非金属。后来，大约在1817年，德国科学家约翰·沃尔夫冈·德贝莱纳试图将元素按原子质量递增的顺序排列成三组，但这对所有元素都不适用。

后来，科学家约翰·纽兰兹根据元素的原子质量将元素关联起来，但他也没成功。在纽兰兹之后，许多其他科学家试图根据原子质量和元素的性质来排列元素。在许多科学家之后，俄罗斯化学家德米特里·门捷列夫开始根据原子质量及其化学和物理性质来排列元素。他在他的元素周期表中排列了63种元素。后来他的理论未能排列所有元素。1913年，科学家亨利·莫塞莱修改了周期律，并根据原子序数排列元素。

德贝莱纳的三元素组

约翰·沃尔夫冈·德贝莱纳将具有相似性质的元素排列成三元素组，这就是它被称为“三元素组”的原因。他根据原子质量排列了三个元素。他将三个元素分组的方式是它们的原子质量平均值等于中间元素的质量。例如，他将锂 (Li)、钠 (Na) 和钾 (K) 分组在一起，它们的原子质量分别为 6.9、23 和 39。它们的原子质量平均值为 23，这是钠的原子质量。但他只能够从已知元素中排列出三个这样的组，因此他的三元素组理论失败了。

德贝莱纳的三元素组原子
Li	Na	K
7	23	39
Be	Mg	Ca
8	24	40

纽兰兹的八音律

大约在1866年，科学家约翰·纽兰兹受到了将元素分组排列的尝试的启发。他试图根据元素的原子质量及其性质来排列元素。他在他的表中排列了大约56种已知元素。让我们检查一下；

• 他发现每第八个元素都具有与第一个元素相似的性质。因此，他将元素与音乐的八度音阶进行了比较。这就是为什么他的理论被称为纽兰兹的八音律。

• 钾是钠的第八个元素，它与钠具有相似的性质。因此，它们排列在同一列中。类似地，他排列了56种已知元素，但没有为新发现的元素留下任何空间。

• 他的理论的另一个缺点是，在钙之后，并非每个第八个元素都具有与第一个元素相似的性质。因此，他的八音律理论失败了。

• 他的理论的另一个缺点是在钙之后，并非每八个元素都与第一个元素具有相似的性质。因此，他的八度音阶理论失败了。

纽兰兹的八度音阶
do	re	mi	fa	sol	la	si
do	re	re	mi	fa	sol	la
Li	Be	B	C	N	O	F
7	9	11	12	14	16	19

门捷列夫的元素周期表

在纽兰兹的八音律理论之后，许多科学家试图根据它们的原子质量来排列元素，其中一位科学家是德米特里·伊万诺维奇·门捷列夫。他是一位俄罗斯科学家，他排列了63种已知元素。他们根据它们的化学和物理性质以及原子质量来排列它们。他试图找到元素与其化学性质之间的关系。他是第一个获得创建元素周期表荣誉的人。

• 他形成了元素的氧化物和氢化物，并将其作为元素排列的基础。

• 他拿了卡片并在卡片上写下它们的性质，然后将具有相似性质的卡片钉在一起。

• 他还发现具有相似化学性质的元素具有相似的存在和物理性质。

• 他制定了周期律，该定律指出原子质量在周期函数中起着至关重要的作用。

• 他将元素分组在垂直和水平列中，分别称为族和周期。

门捷列夫的元素周期表

现代元素周期表引言

1913年，亨利·莫塞莱用元素的原子序数修改了门捷列夫的周期律。他说，元素的原子序数在元素的排列中起着至关重要的作用。

• 他说，元素的性质是其原子序数而不是原子质量的周期函数。

• 当我们从一个元素移动到另一个元素时，分子的原子序数会增加。因此，他根据元素的原子序数递增来排列元素。

• 他的理论弥补了门捷列夫元素周期表中发现的缺点，并发展了现代元素周期表。

• 他将元素分组在18个垂直列和7个水平列中，分别称为族和周期。

现代元素周期表

现代元素周期表的历史

第一个元素周期表是由门捷列夫在1869年制定的，它包含大约17列，两个完整的周期和三个不完整的周期。1871年，门捷列夫通过重新定位17种元素修改了元素周期表。门捷列夫与洛塔尔·迈耶一起将该表修改为七个周期和八个族。后来，在发现惰性气体后，门捷列夫和其他科学家在元素周期表中添加了一个零族。该表一直使用到1930年。表格的大小随着表格长度的增加而增加。该表的主要缺点是表格尺寸过大。A. Werner将短周期分为两部分，并为镧系元素和锕系元素创建了一个单独的表格。该表广泛使用到20世纪中期。

尽管对元素周期表进行了修正，但某些元素的位置并不按顺序排列，例如钴和镍以及碲和碘，这些位置是不正确的，因为原子量较高的碲排在原子量较低的碘之前。莫塞莱在分析X射线的频率时发现，元素的基础是原子序数，而不是原子质量。他观察到，原子质量较高的氩(39.9 amu)排在原子质量较低的钾(39.1 amu)之前。莫塞莱的这一发现将元素周期表修改为基于原子序数的现代元素周期表。

元素周期表的局限性

元素周期表有一些局限性。

• 氢的位置没有固定，因为氢既具有卤素又具有碱金属的性质。

• 某些元素的同位素具有相同的原子序数，但具有不同的原子质量，因此它们的位置也不确定。

• 一些原子质量较高的元素排在原子质量较低的元素之前。例如钴和镍等。

结论

在本教程中，我们学习了元素周期表的演变。自1789年以来，科学家们一直在试图将元素排列在一个表中。首先，拉瓦锡试图将元素排列成金属和非金属。然后，其他科学家如约翰·沃尔夫冈·德贝莱纳和约翰·纽兰兹试图根据元素的原子质量来排列元素。洛塔尔和门捷列夫根据元素的性质及其原子质量来排列元素。第一个被认可的元素周期表是门捷列夫的元素周期表，它被他自己多次修改。他制定了周期律，该定律定义了由元素的性质和原子质量定义的元素的周期性性质。后来，莫塞莱用原子序数修改了周期律。

常见问题

1. 谁发现了惰性气体并在元素周期表中用一个单独的族来表示它们？

威廉·拉姆齐发现了惰性气体，并建议为惰性气体添加一个单独的族。

2. 门捷列夫元素周期表的优点是什么？

他在他的元素周期表中为未知元素留了一些空格。他将一些原子质量较高的元素排列在原子质量较低的元素之前。他为惰性气体留出了空间，这些惰性气体后来被发现，而没有打乱周期表。

3. 门捷列夫周期表的缺点是什么？

他没有在他的周期表中为氢留出空间，这是他周期表最大的缺点。元素的同位素在他的周期表中没有得到空间。

4. 谁根据原子序数修订了门捷列夫周期表？

亨利·莫塞莱确定，原子序数在元素排列中比原子质量起着更重要的作用。

5. 现代元素周期表之父是谁？

亨利·莫塞莱是现代元素周期表之父。