原子结构简写

1、第 一 章 原子结构与元素周期性章图 在金刚石表面上用氢原子（白）和氟原子（红）的排列存储的信息是市售DVD光盘信息量的1000万倍。连接在原子隧道扫描显微镜的探测器的碳纳米管上的有机分子（吡啶）探针正在检出存储的信息。/cem181h/projects/97/nanotech/nanotube.html diamond memory内容提要（待编写）1 本章首先讨论原子的电子层结构。原子核外电子是分能层和能级排布的。每一能层最高可容纳电子总数为2n2, n=能层序号；每一能层的能级数等于能层序数，并按s,p,d,f的顺序排列。绝大多数元素的能量最低的

2、原子（基态原子）的电子层结构遵循构造原理。光谱是原子结构理论的实验基础。原子核外电子从较低能级跃迁到较高能级吸收光子，产生吸收光谱；从较高能级跃迁到较低能级发射光子，产生发射光谱。2 本章阐明了门捷列夫发现元素周期律的历史背景、科学思想与科学方法。指出元素大家族呈现周期律的本质是原子核外电子层结构的周期性。元素周期表是元素周期律的表达形式，本章介绍了长式周期表的结构周期、列、族和区。3 本章讨论了元素的原子半径、电离能、电负性和化合价的周期性。第1节 原子结构11 开天辟地原子的诞生科学史话 （加图标） 早在1815年有个名叫普鲁特（W. Prout）的人就曾经预言过，氢是所有元素之母。不过，

3、他的预言没有任何根据，100多年来一直遭人嘲笑。普鲁特的预言只是一种思辨性的推测。他认为，既然氢最轻，它就可能是一切其他元素之母。尽管他的思辨性推测后来得到宇宙理论的证实，然而，思辨性推测的预言决不是科学。科学假设不同于思辨性推测，须以已有科学事实和理论为依据，更须用系统地科学观察和实验来证实。实证是科学的基本特征。 元素 element原子 atom大爆炸 big bang氢 hydrogen氦 helium金属 metal非金属 nonmetal 现代大爆炸宇宙学理论认为，我们所在的宇宙诞生于一次大爆炸，大爆炸后约2小时，诞生了大量的氢、少量的氦以及极少量的锂。其后，氢、氦等原子核发生熔合

4、反应，其他元素分期分批地诞生。然而，尽管宇宙的历史已有137亿年，氢仍然是宇宙中最丰富的元素，约占所有原子总数的88.6%，氦约为氢原子数的1/8，它们加在一起占宇宙原子总数的99%以上，其他90多种天然元素的原子的总和不足1。如今，所有恒星，包括太阳，仍在时时刻刻地合成已知的原子。我们居住的地球的年龄已有46亿年了，地球上的元素绝大多数是金属，非金属（包括稀有气体）仅22种。原子结构 atomic structure电子 electron能层 shell能级 level能量 energy12 能层与能级 我们已经知道，多电子原子的核外电子的能量是不同的。根据电子的能量差异，可以将核外电子分成

5、不同的能层，并用符号K、L、M、N、O、P、Q，表示相应的一、二、三、四、五、六、七 等能层。例如，钠原子有11个电子，分布在3个不同的能层上，第一能层上分布2个电子，第二能层上分布8个电子，第三能层上分布1个电子。理论研究已经证明，原子核外每一能层可容纳的如下：能 层 一 二 三 四 五 六 七 符 号 K L M N O P Q 2 8 18 32 50 理论研究还证明，多电子原子中，同一能层的电子，能量也可能不同，还可以把它们分成能级。正好比能层是楼层，能级是楼梯的阶级。能级的符号和可能容纳的如下：能 层 K L M N O能 级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4

6、f 5s 5p 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6在每一能层中，能级符号的顺序是ns、np、nd、nf(n是代表该能级所在的能层)。任一能层的能级总是从s能级开始，而能级数等于该能层序数，如第一能层只有1个能级（1s）, 第二能层有2个能级（2s和2p）, 第三能层3个能级（3s, 3p和3d）,依次类推；以s、p、d、f、排序的各能级可容纳的的规律十分简单按奇数1，3，5，7顺序的二倍！ 【学与问】1原子核外电子的每一个能层最高可容纳的电子数与能层的序数（n）间存在什么关系？2每一能层有多少个能级，跟能层的序数（n）间存在什么关系？3英文字母相同的能级中可容纳的是否相同？1

7、3 构造原理 我们已初步知道了原子核外电子的排布，但对多电子原子来说，原子的核外电子排布又遵循什么规律呢？知道了原子核外电子的能层和能级可容纳的，是否就可以得出各种原子的电子排布呢？如果原子的核外电子完全按能层排布，建造完一个能层再开始建造下一个能层，从第三能层开始，最外层电子数就会超过8！这和我们以前学的“原子的最外层电子数不会超过8”相矛盾。那末，如何认识多电子原子的核外电子排布规律呢？构造原理Aufbau principle 原来，随着原子的核电荷数递增，绝大多数元素的原子核外电子的排布将遵循下图的排布顺序：电子排布electronic configuration图1-1 构造原理人们把

8、这张图称为构造原理。根据构造原理，只要我们知道原子序数（核电荷数），就可以写出几乎所有元素原子的电子排布。下面是137号元素的电子排布，表中能级符号右上角的数字是该能级上排布的电子数。原子序数元素名称 元素符号电子排布K L M N O1氢H1s12氦He1s23锂Li1s2 2s14铍Be1s2 2s25硼B1s2 2s22p110氖Ne1s2 2s22p611钠Na1s2 2s22p6 3s112镁Mg1s2 2s22p6 3s213铝Al1s2 2s22p6 3s23p1 18氩Ar 1s2 2s22p6 3s23p619钾K1s2 2s22p6 3s23p6 4s120钙Ca1s2 2

9、s22p6 3s23p6 4s221钪Sc1s2 2s22p6 3s23p63d1 4s226铁Fe1s2 2s22p6 3s23p63d6 4s230锌Zn1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s231镓Ga1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p136氪Kr1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p637铷Rb1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p6 5s1【思考与交流】1在元素周期表里查出铜的电子排布，它是否符合构造原理？2为了简化电子排布的表达式，可把钠原子的电子排布式写成Ne3s1。请思考：上式方框号里的符号的意义是什么？你能仿照钠原

10、子的简化电子排布式写出氧、硅和铁的电子排布式吗？3讨论和预测：若构造原理对第七、八周期仍然有效，预测的第七周期和第八周期有多少个元素。14 能量最低原理 基态与激发态 光谱 现代物质结构理论证实，电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，简称能量最低原理。最低能量的原子叫做基态原子。当基态原子的电子吸收能量时，电子会从低能级跃迁到较高能级，变成激发态原子；相反，电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将释放能量。电子跃迁时吸收或释放的能量的形式之一是光（辐射）。在日常生活中，我们看到的许多可见光，如太阳光、灯光、霓虹灯光、焰色反应、焰火正是原子核外电子发生跃迁释放的。

11、 直到20世纪初，人们才认识到，原子核外电子在低能级和高能级间的电子跃迁，是原子光谱的产生的原因。原子光谱是建立原子结构理论的重要实验基础。光谱spectrum科学史话 （加图标）光谱一词最早是由伟大的物理学家牛顿（Issac Newton，16431727）提出来的。1672年，牛顿在英国的自然科学会刊上发表一篇论文，作了如下描述：“在1666年之初，我物色到一块三角形的玻璃棱镜，我把屋子遮黑，在窗户遮挡物上开个小孔，引入太阳光，并通过三棱镜把太阳光折射到对面的墙壁上。起先，我看到墙上出现的鲜艳而强烈的颜色，觉得是一种娱乐。后来，引起我的深思：根据折射定律，预计它应是环形的，可我看到的却是长

12、方形的，我感到惊奇，。”牛顿创造了“光谱”一词来表达他见到的现象。顺便提及，牛顿同时还类比音乐音阶，选定红、橙、黄、绿、青、蓝、紫为“七基色”。这种类比的“七基色”尽管并非绝对可靠，却一直沿用至今，说明“类比”不失为一种科学思维方法。1859年，德国科学家本生和基尔霍夫发明了光谱仪，摄取了当时已知元素的光譜图，测定了光谱图中的譜线的波长。某些元素的光谱图如下：（注：制作这些图谱最好直接从下述网站的网页上获取图谱）图12 锂、氦、汞的发射光谱图13 锂、氦、汞的吸收光谱光谱可分为吸收光谱和发射光谱, 总称原子光谱。在历史上，许多元素是通过原子光谱发现的，如铯（1860年）和铷（1861年），它们

13、的光谱图中分别有特征的蓝光和红光，铯和铷的拉丁文原义就是蓝和红；又如稀有气体氩的拉丁文原义是“太阳元素”，是1868年分析太阳光谱发现的，起先人们以为它只存在于太阳，后来才在地球上发现。在现代化学中，经常用原子光谱的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。1912年丹麦科学家玻尔（Niels Bohr，18851962）第一次认识到氢原子光谱是氢原子的电子跃迁产生的，并通过纯粹的理论计算得到氢原子光谱的谱线波长，跟实验结果几乎完全相同，世界为之震惊，原子结构理论发生翻天复地的发展，人类历史从此进入了原子时代。图14 用光谱仪测定氢气放电管发射的氢的发射光谱注：请将图中英文改为：Slits罅缝 Pri

14、sm 棱镜 Gashydrogen 氢气放电管信息搜索（加图标） 打开网页/dcaley/elements/Elements.html，出现一张元素周期表，点击表中的Emission或Absorption，再点击表中任一元素（次序颠倒也可），可分别得到该元素的发射光谱和吸收光谱。你能区分放射光谱和吸收光谱吗？你的判据是什么？ 习 题 标有“*”的习题是为有兴趣的同学设计的，不属于本书的基本要求。1以下能级符号，正确的是：A. 6sB. 2dC. 3f D. 7p2以下电子排布式是不是基态原子的电子排布？若不是，又是什么？ A. 1s12s1 B

15、. 1s22s12p1 C. 1s22s22p63s2D.1s22s22p63p13按构造原理写出第9、17、35号元素的基态原子的电子排布式。它们的核外电子分别有几层？最外层电子数分别为多少？4在元素周期表里找出钠和硫，按构造原理写出它们的电子排布式，并借以预言它们的最高化合价和最低化合价。5*. 登陆网站/,点击该网页上呈现的元素周期表上的H（氢），再点击网页左侧的Electronic configuration(电子排布)，然后不断点击出现在网页中央的图上的atomic number(原子序数)下面的箭头“4”，观察图形的变化，直至原子序

16、数上升到37为止，然后不断点击箭头“3”，继续观察图形的变化。点击时相继出现的黄色标记“I”代表什么？它们在图中的位置跟我们学到的能级有什么联系？（如果你愿意，还可点击图中的“I33”，然后从头开始）。下图是点击到原子序数为5的图形：6*. 登陆网站/,点击该网页上呈现的元素周期表上的Rb(铷)和Cs（铯），并点击网页左侧的“History”，从新出现的网页上查找：这两个元素是什么年代发现的？它们的拉丁文的原义是什么？7*、在我国许多地方可以见到人们使用一种“气灯”，用乙炔气（俗名电石气）燃烧产生火焰，用含99氧化钍（ThO2）、1氧化铈(Ce

17、O2)和微量氧化钇（Y2O3）等氧化物的“纱罩”笼罩，发白光，用以照明。这种白光可以近似地看作是钍（Th）、铈（Ce）和钇（Y）的原子放射光谱。登陆网站/dcaley/elements/Elements.html，将这些原子的发射光谱加和起来，你能否理解将看到“白光”？第2节 元素周期性21 原子结构与元素周期系原子的核电荷是从小到大地线性递增的，而元素的性质却是随核电荷数递增周期性地递变的。这是为什么？原子结构的知识回答了这个问题。让我们一起来探究：门捷列夫周期表每一周期的第一个元素（除第一周期外），是锂、钠、钾、銣、铯、钫碱金属。你能根据构

18、造原理得出它们的电子排布吗？碱金属 原子序数 周期基态原子的电子排布 锂 3二1s22s1 = He2s1 钠 11三1s22s22p63s1 = Ne3s1 钾 19四1s22s22p63s23p64s1 = Ar4s1 銣 37五1s22s22p63s23p63d104s24p65s1 = Kr5s1 铯 55六1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p66s1 = Xe6s1元素周期系The Periodic System of theElements 元素周期表The Periodic Table of the Elements 注：等号后方括号内的稀

19、有气体元素符号表示该原子的内层电子排布等于相应的稀有气体的电子排布。 这表明，当元素的核电荷数递增，每到出现碱金属，就开始建立一个新的电子层，随后最外层上的电子或快或慢地增多，最后达到8个电子，出现稀有气体，然后开始一个新的由碱金属开始稀有气体结束，如此循环往复这就是元素周期系中的一个周期。例如，第11号元素钠到第18号元素氩的8个元素的最外层电子排布重复了第3号元素锂到氖8个元素的最外层电子排布从1个电子到8个电子。再往后，尽管情形变得复杂一些，但每个周期的第1个元素的原子最外电子层总是1个电子，最后一个元素的原子最外电子层总是8个电子，由此可见，元素周期系的形成是由于元素的原子核外电子的排

20、布发生周期性的重复。然而，由于随核电荷数递增电子在能级里的填充顺序遵循构造原理，元素周期系的周期不是单调的，每一周期里元素的数目并不总是一样多，随周期序号递增渐渐增多，而且金属元素的数目也渐次增多：周 期 一 二 三 四五 六 七元素数目 2 8 8 18 18 32 32？金属数目 0 2 3 14 15 30 ？因而我们可以把元素周期系的周期发展形象地比喻成螺壳上的螺旋（图15）。 图 15 元素周期系是发展着的周期像螺壳上的螺旋（右图是螺壳状周期表）元素周期表的结构与原子结构的关系是最基本的化学知识之一，把握它们之间的关系，就好比拿到一把开启元素大门的钥匙。元素周期表的结构与电子排布的具

21、体关系如下：1周期 每个周期开头第一个元素的最外层排布是ns1, 每个周期最后一个元素的最外层电子排布是ns2np6（第一周期除外，氦的电子排布是1s2, 因为第一能层只有1个能级）。周 期元素数目特 点开头元素 结尾元素第一周期 2特 短 氢 1H 1s1 氦 2He 1s2第二周期 8 短锂 3Li 2s1 氖 10Ne 2s22p6第三周期 8 短 钠 11Na 3s1 氩 18Ar 3s23p6第四周期 18 长 钾 19K 4s1 氪 36Kr 4s24p6第五周期 18 长 铷 37Rb 5s1 氙 54Xe 5s25p6第六周期 32 特长 铯 55Cs 6s1 氡 86Rn 6

22、s26p6第七周期 32？ 未完成 钫 87Fr 7s1 118？ 7s27p6？ 2 列 长式周期表共有18个纵列。从左到右，称为第1列、第2列、第3列、，第17列、第18列。大多数同列元素（周期表从上到下）具有相同的电子层结构。 3. 区 按电子排布，可把周期表里的元素划分成5个区，如图16所示。区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级的符号, 只有ds区例外，该区只有两列，第11列铜、银、金和第12列锌、镉、汞，由于该区开始的第11列铜、银、金按构造原理的电子排布应为(n-1)d9ns2，而事实上却是(n-1)d10ns1，可理解为先填满了(n-1)d能级而后再使ns能级填充电子，因而得

23、名ds区。图16 元素周期表分区的简图 4族 长式周期表的元素按纵列分为主族元素和副族元素两大类。主族元素以IA、IIA、IIIA、VIA、VIIA和0为符号，副族元素以IB, IIB, IIIB, ，VIB, VIIB为符号, 但符号VIII不加B，而且是三素组，源自门捷列夫周期表。主族元素电子排布的内层能级是饱满的或者未建立，只有最外层电子才是价电子能在化学反应中发生变化。副族元素最外层电子只有12个（即ns12），因而都是金属元素，它们的价电子有两个来源最外层电子和内层电子：(n-1)d电子 副族元素的价电子也可能来自f能级不饱满时的(n-2)f电子，它们是镧系元素和錒系元素，本书不讨论

24、。，副族元素在周期表中位于第1、2主族和第37主族（和零族的稀有气体）之间，因而又称过渡元素。 5 非金属三角区 在元素周期表中，非金属集中在右上角三角区，见图17红圈标志。图 17 元素周期表中的非金属三角区6类金属 处于非金属三角区左下缘的一些元素，性质介乎金属和非金属之间，常被称为类金属或半金属。科学视野 形形色色的元素周期表（图18） /mbg/fun/ alt-periodic-tbl.big.gif实践活动 制作立体元素周期表 参考本章给出的螺壳状周期表（图15）、形形色色的周期表（图18），或在互联网上搜索元素周期表（periodic ta

25、ble），找到一张可以制成立体的周期表，例如，在网站/periodic/上的可旋转的Giguere立体周期表，等等，发挥你和你的同伴的创造性, 用硬纸板或纸张、木块、泥块和颜料等材料，制作一个立体元素周期表，用适当的颜色表示元素周期表里各个区以及非金属三角区等。22 元素周期性在元素周期系中，元素的各种具体的性质随核电荷数递增发生周期性的递变，总称元素周期性。元素周期性的内涵极其丰富多样，在这里，我们来看一看原子半径、电离能、电负性和化合价的周期性。1 原子半径原子半径的大小取决于两个相反的因素：一是电子的能层数，另一因素是核电荷数。显

26、然，电子的能层数越多，电子之间的负电排斥将使原子的半径增大；而核电荷数越多，核对电子的引力越大，将使原子的半径缩小。这两个因素综合的结果使各种原子的半径发生周期性的递变，例如，第一周期至第四周期的主族元素是原子半径如图1-9所示：图1-9 主族元素原子半径（单位：pm）的周期性变化（请删去图中Atomic Radii字样，并将图中Ti改为Tl；表中的数据待核实,特别是第5、6周期从左到右有的数据。）学与问 周期系中的同周期主族元素从左到右，原子半径的变化趋势如何？应如何理解这种趋势？周期系中的同族主族元素从上到下，原子半径的变化趋势如何？应如何理解这种趋势？2 电离能气态电中性基态原子失去一个

27、电子转化为气态基态正离子所需要的能量叫做第一电离能。第一电离能是原子失去一个电子所需的最低能量。上述表述中的“气态”、“基态”、“电中性”、“失去一个电子”等都是保证“最低能量”的条件。 电离能Ionization energy图1-10 元素的第一电离能的周期性（横坐标为原子序数，纵坐标为第一电离能/kJ mol-1） 图1-10给出了周期系各元素第一的电离能的周期性变化，从图中可见：（1）每个周期的第一个元素（氢和碱金属）第一电离能最小，最后一个元素（稀有气体）的第一电离能最大。这表明，第一电离能的大小跟元素的化学活泼性大小存在一定联系：碱金属第一电离能最小，化学性质最活泼；而稀有气体第一

28、电离能最大，化学性质最不活泼。（2）同族元素从上到下第一电离能变小，例如，可从图110上的He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn第一电离能逐个降低，H、Li、Na、K、Rb、Cs的第一电离能也逐个降低，尽管没有稀有气体的幅度大（后几个碱金属的电离能相差较小：K：418.6；Rb：402.9；Cs：375.6；Fr：约375 kJ/mol）。（3）同周期元素从左到右第一电离能的变化情况比较复杂，如短周期第一电离能呈锯齿结构，又如，过渡金属（d区和ds区）的第一电离能差别较小，而过渡后（p区元素）电离能差别较大，需学习更多的知识才能说明这些细节，我们首先应该把握的是：同周期元素的第一电离能大致呈上升趋

29、势。 电负性electronegativity3 电负性 图1-11 电负性是原子吸引键合电子的能力大小的度量。元素相互化合，可理解为原子之间产生化学作用力，形象地叫做“化学键”，用于形成化学键的电子称为键合电子。20世纪中叶，美国化学家泡林（L. Pauling, 1901-1994）提出了电负性的概念，用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。电负性越大的原子，对键合电子的吸引力越大。泡林利用实验数据进行了理论计算，得出一套以氟的电负性为4.0锂的电负性为1.0的相对标准，给出了各元素的电负性(稀有气体未计)，如下表所示。从这张表中, 我们可以看到，周期系从左到右, 元素的电负性渐渐变

30、大；周期系从上到下，元素的电负性渐渐变小。 表 主族元素的电负性（泡林电负性）H 2.1Li 1.0Be 1.5B 2.0C 2.5N 3.0O 3.5F 4.0Na 0.9Mg 1.2Al 1.5Si 1.8P 2.1S 2.5Cl 3.0K 0.8Ca 1.0Ga 1.6Ge 1.8As 2.0Se 2.4Br 2.8Rb 0.8Sr 1.0In 1.7Sn 1.8Sb 1.9Te 2.1I 2.5Cs 0.7Ba 0.9Tl 1.8Pb 1.9Bi 1.9Po 2.0At 2.2 图112 泡林研究电负性的手稿电负性的大小也可以作为金属性和非金属性大小的标志。从表中可见，金属的电负性大多

31、小于1.8，非金属的电负性大多大于1.8，而位于非金属三角区边界上的“类金属”（如锗、锑等）的电负性则在1.8左右，它们既有金属性，又有非金属性。 图 1 电负性的周期变化举例4化合价绝大多数元素的最高化合价等于它的族序数。例如，硫是第VIA族元素，最高价为+6，碳是第IVA族元素，最高价为+4，等等。与此相联系，绝大多数元素的最低化合价等于族序数8，例如，氮的最低化合价为3，氧的最低化合价为2，氯的最低化合价为1，等等。这就是说，查阅周期表，就可确定元素的最高化合价和最低化合价（但不能确定最稳定的化合价）。5对角线规则 事实证明，在元素周期表中位于左上的和位于右下的某些元素，如锂和镁、铍和铝

32、、硼和硅等，许多性质十分相似，如：锂和镁在空气中燃烧除生成氧化物外都同时生成氮化物；铍和铝的氢氧化物具有两性；硼和硅都可以生成稳定的玻璃体（硼酸盐玻璃和硅酸盐玻璃）且互熔，等等。这些事实被总结为对角线规则。图1 对角线规则习 题信息搜索（加图标） 1.如果你想知道更多的有关大爆炸宇宙学的知识，请点击网页: /ency/space/002.htm，阅读“世纪发现大爆炸宇宙学”一文。 2查阅科学探索者天文学浙江教育出版社（2002）第122123页，你可以得到关于大爆炸理论的形象描述。(待继续编写筛选)1. 据/BJW

33、B/2003年3月10日报道，在一个山洞里，华中科技大学的科学家罗俊和他的同事们根据一项科学实验的结果推断，在任何情况下，光子的质量都不会超过10-54kg。已知电子的质量为XXXkg，氢原子的质量为yyyykg，求光子、电子和氢原子的质量比。2第n能层可以容纳的为：A. n B. n2 C. 2n D. 2n23. 以下能级符号，正确的是：A. 6sB. 2dC. 3f D. 7p4. 以下电子排布式是不是基态原子的电子排布？若不是，又是什么？ A. 1s12s1 B. 1s22s12p1 C. 1s22s22p63s2D.1s22s22p63p15. 写出第9、17、35号元素的基态原子的

34、电子排布式。它们的核外电子分别有几层？最外层电子分别为多少？6在元素周期表里查出铜、银、金的电子排布，它们是否符合构造原理？7在元素周期表里找出钠和氯，按构造原理写出它们的电子排布式，并借以预言它们的最高化合价和最低化合价。8*. 登陆网站/dcaley/elements/Elements.html（电子版已超级链接，可直接点击上网），点击网页的周期表上你熟悉的元素，观察它们的吸收光谱（点击Absorption）和发射光谱(点击Emission)。（标“*”号的是选做题，不属于基本要求，仅供有兴趣的同学进行探讨，下同。）9*我国古代道家在距今2

35、000多年前已有“道生一，一生二，二生三，三生万物”之说。有人认为，这种说法被现代宇宙学大爆炸理论证实了。真可谓今日之科学还不如古人之睿智。你对此作何评论？10. 怎样理解周期系中的金属随周期序列递增而增多？11为什么周期表中的非金属形成一个右上三角区？12怎样从电子排布理解第二主族元素的化合价为2 ？13主族元素和副族元素的电子排布有什么不同的特征？主族元素的价电子层和副族元素的价电子层有何不同？14为什么副族元素原子的最外层电子数不超过2 ？15有人把氢在周期表中的位置从IA移至VIIA, 怎样从电子排布和化合价理解这种做法？16假设元素周期系可以发展到第八周期，而且电子仍按构造原理填入能

36、级，第八周期总共应为多少个元素？17长式周期表中，第一、二、三周期被分割为左右两块，在这两块之间，是否还有可能填补新的元素？为什么？18金属性与非金属性的递变是元素随核电荷数递增呈现的中最普遍的周期性变化。给出具体例子对这种变化进行陈述。19怎样理解电负性可以作为金属性与非金属性强弱的标志？20元素的化合价为什么会随原子的核电荷数递增呈现周期性的变化？21. 参考下图（图113），用元素在周期表中的位置和电子排布说明下列各对原子半径相对大小： LiBe；NaMg；BeMg；FCl。原子半径 pm 152 186 111 160 64 99 图 113 一些原子的原子半径大小的对比22在图113

37、中哪两种原子的原子半径最接近？如何通过它们在元素周期表中的位置和电子排布来理解？23在图110中，碱金属锂、钠、钾、銣、铯位于图中的周期性曲线的最下方位置，这与它们的化学性质有什么联系？24*通过调查研究，写出调查报告： “元素周期系的科学价值”。 科学史话 元素周期律的发现与发展图1-14门捷列夫DIMendeleev(1834-1907) 1829年德国化学家德贝莱纳发现当时已知的44种元素中有15种元素可分成5组，每组的三个元素性质相似，而中间元素的原子量约为较轻和较重的两个元素原子量之和的一半。例如钙、锶、钡性质相似，锶的原子量大约是钙和钡的原子量之和的一半。氯、溴、碘；锂、钠、钾等组

38、元素的情况类似，由此提出了“三素组”的概念，为发现元素性质规律性打下了基础。 1859年，24岁的俄国彼得堡大学年轻讲师门捷列夫来到德国海德堡大学本生的实验室。当年，本生和基尔霍夫发明了光谱仪，用光谱发现了一些新元素，掀起一股发现新元素热。次年，门捷列夫出席了在化学史上具有里程碑意义的德国卡尔斯鲁厄化学大会。门捷列夫回忆道：“我的周期律的决定性时刻在1860年，我在会上我聆听了意大利化学家康尼查罗的演讲，正是当时，元素的性质随原子量递增而呈现周期性变化的基本思想冲击了我。” 此后，门捷列夫为使他的思想信念转化为科学理论，作出了10年艰苦卓绝的努力，系统地研究了元素的性质，按照原子量的大小，将元素排成序，终于发现了元素周期律元素的性质随原子量的递增发生周期性的递变。在门捷列夫时代，没有任何原子结构的知识，已知元素只有63种，元素大家族的信息并不完整，而且许多元素的当时公认的原子量和化合价是错误的，确定元素在周期系中的次序原子序数是十分困难的。门捷列夫首先通过对比元素的性质和原子量的大小，重新测定了许多元素的原子量，先后调整了17个元素的序列。例如，门捷列夫将铍的原子量从14纠正为9，使最轻的元素按原子量递增的序位从HLiBCNBeOF纠正为HLiBeBCNOF。经过这样调整，元素性质的递变才呈现出来：从锂到氟，金