元素的定期分类

现代元素周期表是基于门捷列夫的元素周期定律和元素周期表。门捷列夫在 18 世纪后期创建了他的元素周期表。科学家当时对原子的内部结构一无所知。量子理论的进步和各种原子模型的发展揭示了原子序数是化学元素最基本的性质。这导致了门捷列夫周期律的修改，现在被称为现代周期律。近代的周期律可以表述如下：

Elements’ physical and chemical properties are periodic functions of their atomic numbers.

原子序数等于中性原子中电子或质子的数量。科学家们在了解了元素的基本单位后，现在对周期表中元素的量子数和电子构型有了清晰的认识。在了解了元素周期律之后，化学家们注意到了 94 种天然存在的化学元素之间的类比。这个类比激起了人们对这些元素化学的兴趣。科学家们创造了各种各样的人造元素。通过修改门捷列夫的元素周期表，构建了基于现代元素周期法的新元素周期表。

需要对元素进行定期分类

元素是构成我们周围所有物质的基本单位。此前，1800 年仅发现了 31 种化学元素。1865 年发现了大约 63 种新元素。这就需要对元素进行周期分类。目前我们知道有 118 个元素。人类负责创造 118 种化学元素中的一些。

元素周期表中元素的分类：

元素周期表中的元素可以根据它们的电子配置以四种方式分类：

• 惰性气体元素：惰性气体是现代元素周期表第 18 族中的元素。该族的第一个元素（氦）的电子构型为 1s ² 。其余元素（氖、氩、氪、氙和氡）具有 ns ² np ⁶外壳电子配置。由于这些元素的八位字节是完整的，因此它们非常稳定。
• 代表元素： S-block和p-block元素是代表元素的例子。第 1 组和第 2 组中的元素称为 s – 块元素（具有 1s ²和 2s ²最外层配置的元素）。第 13-17 组被称为 p 块元素（最外层配置从 ns ² np ¹到 ns ² np ⁵不等）。
• 过渡元素：过渡元素是属于第 3 至 12 族并且具有 (n-1)d ^1-10 ns ^1-2的外壳电子构型的元素。这些元素也称为 d-block 元素。
• 内过渡元素：内过渡元素是镧系和锕系，它们位于元素周期表的底部。 4f 和 5f 轨道部分填充在这些元素中，赋予它们独特的特性。

元素周期表的历史

我们今天正在研究的现代元素周期表是由德米特里·门捷列夫发明的。然而，门捷列夫并不是第一个以元素周期表的形式对元素进行分组和排列的人。以下是在发现现代元素周期表之前对元素进行分类的一些尝试。 1789 年，Antoine Lavoisier 第一个根据元素的性质对元素进行分类。他将元素分为四类：气体、非金属、金属和地球元素。

Döbereiner 于 1829 年尝试对元素进行分组。他根据元素的化学性质将元素分为三组。三元组中中间元素的原子量大致等于第一和第三元素原子量的平均值。这也有助于定义中间元素的属性。例如，锂、钠和钾。三合会法则没有成功，因为 Döbereiner 未能将所有已知元素归类为三合会。

1865 年，约翰纽兰将元素按原子量升序排列。在排列中，他发现了一个周期性的模式。他证明了第八个元素的物理和化学性质与该行中的第一个元素相似。纽兰兹的概括被称为八度定律。直到 1869 年，门捷列夫才根据元素的原子质量对元素进行分类，当时他将它们组织成称为周期的水平行和称为组的垂直列。根据周期律，元素的性质是其相对原子质量的周期函数。门捷列夫成功地将当时所有 63 个已知元素排列成八列七行的表格形式。它也有一些空白，后来在发现新元素后被填补。

门捷列夫成功地对元素进行了分类并证明了它们的周期性相似性。然而，这种安排有一些缺陷，后来被英国物理学家亨利莫斯利发现。亨利莫斯利证明了原子序数，而不是原子质量，决定了元素的化学和物理性质。他将周期律重申如下：元素的物理和化学性质是其原子序数的周期函数。莫斯利的周期律，也称为现代周期律，为现代元素周期表奠定了基础。

现代元素周期表

我们目前使用现代元素周期表。它基于门捷列夫的元素周期表概念，但元素按原子序数而不是原子质量的递增顺序排列。

现代元素周期表的特点

• 元素按其原子序数升序排列。
• 有七个水平行称为周期和十八个垂直列称为组。
• 因为它们具有相同数量的外层电子，所以一组元素具有相似的物理和化学性质。然而，随着我们在一个小组中从上到下进展，它们确实显示出逐渐的变化。
• 从左到右，一个周期中的元素表现出逐渐变化的性质。随着我们从左向右移动，原子大小逐渐减小。
• 与门捷列夫的元素周期表相比，现代元素周期表包含更多元素。它目前有 118 个元素。

元素周期表中元素的分类

以下是现代元素周期表中元素的主要分类 -

1. 碱金属和碱土金属：元素周期表左侧的前两组由高反应性元素（氢除外）组成。第一族元素的价壳层包含一个电子，而第二族元素的价壳层包含两个电子。
2. 过渡金属：这些元素位于元素周期表的中心，主要表现出类似金属的特性。过渡金属是从第 3 族到第 12 族的元素。在元素周期表的底部，几种过渡金属组合成两行。这些被称为镧系元素和锕系元素。
3. 准金属和非金属：准金属通常位于元素周期表右侧的对角线上。这些是将元素周期表左侧的金属与右侧的非金属分开的元素。由于这些元素同时具有金属和非金属的特性，因此它们被称为准金属。
4. 稀有气体：气体占据元素周期表的最右侧。它们属于第¹⁸组，具有完全填充的价壳。这些非反应性气体被称为惰性气体或稀有气体。

示例问题

问题一：现代周期律是谁制定的？

回答：

Dmitri Mendeleev and Lothar Meyer independently established the periodic law in 1869. Mendeleev created the first periodic table, which was quickly followed by Meyer. Each grouped the elements based on their mass and proposed that those properties reoccur on a regular basis.

问题 2：周期趋势与周期律有何关系？

回答：

Periodic trends are common patterns in the periodic table that show us different aspects of an element such as electronegativity, atomic radius, and ionizing power. The periodic law states that certain properties of elements occur on a regular basis when they are grouped by atomic number.

问题3：原子质量是周期性属性吗？

回答：

Nuclear mass falls from top to bottom and always increases from left to right. As the atomic number has been developed as the basis for organizing the elements on the periodic table, the atomic number will always increase from left to right and top to bottom.

问题4：哪个是相对周期性属性？

回答：

During a given period, the valence shell electrical configuration of any two elements is not the same. As a result, elements have different chemical properties over time, with a periodic gradation from left to right for their physical properties. This is known as the periodic property.

问题5：在现代元素周期表中可以看到电负性的哪些趋势？

回答：

The electronegativity of elements increases across a period (row) and decreases down a group in the modern periodic table (column). As a result, the element with the lowest electronegativity (francium) is predicted to have the lowest electronegativity, while the element with the highest electronegativity (fluorine) is predicted to have the highest. Because noble gases are relatively inert, they are not considered).