化学自习室移动版

元素周期表是学习和研究化学知识的重要工 具，是元素周期律的具体表现，它反映了元素之间的内在联系，是对元素一种很好的自然分类。我们可 以利用元素的性质、元素在周期表中的位置和原子 结构之间的密切联系，来指导我们更好地学习化学。 从元素周期表中我们不难获得以下知识。

1. 同周期、同主族元素性质的递变规律。

(1) 物理性质的递变规律。

①原子半径—同 周期元素从左到右，随着核电荷数的递增，原子半径逐渐减小(稀有气体元素除外)；同主族元素从上到 下，随着核电荷数的递增，原子半径依次增大。

②单 质的密度—同周期元素形成的单质由于状态不 同，关系比较复杂，若要比较，必须弄清楚两者的状 态。同主族元素形成的单质，总的来说，从上到下密 度依次增大。如碱金属单质从锂到铯，总的趋势是 密度依次增大，不过其中的钾有反常现象。卤族元 素从氟到碘，单质的密度依次增大。

③单质的颜色－ 碱金属元素的单质大都为银白色，只有铯略带金属光泽。而卤素单质从氟到碘颜色依次加深。

④单质的溶解性—卤素单质在水中的溶解度都不 大，并呈依次减小的趋势。但在有机溶剂中，它们的溶 解度都较大，都易溶于有机溶剂(氟能与有机溶剂发生 剧烈的反应)。

⑤毒性—从氟到碘，毒性依次降低。

(2) 化学性质的递变规律。

①同周期元素从左 到右，随着核电荷数的递增，原子核对核外电子的吸 引力依次增强，金属性依次减弱，非金属性依次增 强。得电子能力、氧化性依次增强；失电子能力、还 原性依次减弱。

②金属性越强，单质的还原性越强， 其对应离子的氧化性越弱；其单质与水或酸反应越 剧烈，置换出氢越容易；最高价氧化物的水化物的碱 性越强，溶解度越大，稳定性越强。

③非金属性越 强，单质的氧化性越强，其对应离子的还原性越弱； 单质与氢气反应越剧烈，形成的氢化物越稳定；最高 价氧化物的水化物的酸性越强。

2. 进行周期表中元素位置、化合价、化学式的互 推。

利用主族序数可确定元素的最高正化合价(氧、 氟除外)数，也可以确定其可能的化合价数。若最外 层电子数为偶数，其化合价数一般为偶数；若最外层 电子数为奇.数，其化合价数一般为奇数，常为最外层 电子数与若干个2的差值。例如，若最外层电子数 为6，则其正化合价数可能为＋ 6、＋4、＋ 2；若最外层电子数为7，则其正化合价数可能为＋ 7、＋5、＋3、 ＋ 1。若最外层电子数为奇数，氧化物的化学式一般 为R₂On„；若最外层电子数为偶数，氧化物的化学式 一般为RO_n/2。

3. 同主族元素所形成的离子关系。

同主族元素 若为金属元素，则形成带相同电荷的阳离子；若为比 较活泼的非金属元素，则形成带相同电荷的阴离子。 例如，若A、B为同主族的金属元素，A形成A^2＋，则 B形成B^2＋；同理，若C、D为同主族的比较活泼的非 金属元素，C形成C^－，则D形成D^＋。

4. 原子、离子的电子层数关系。

一般金属元素形 成阳离子时，电子层数比原子少一个；非金属元素形成阴离子时，电子层数与原子的电子层数相同。若 两元素的原子相差一个电子层，形成离子后相差两个电子层，则电子层数少的元素必为金属元素，电子 层数多的元素必为非金属元素。

5. 元素最高价氧化物的水化物与其氢化物的关 系。

通常活泼非金属元素的氢化物，其水溶液一般 呈酸性，其最高价氧化物的水化物也呈酸性。对于 氮元素来说，不符合此规律，它的氢化物的水溶液呈 碱性，这也是中学常见的氢化物中唯一呈碱性的氢 化物。若某元素的最高价氧化物的水化物能与其氢 化物发生非氧化还原反应，则此元素一定为氮元素。

6. 预测某元素在周期表中的位置。

例如，现要确 定116号元素在周期表中的位置，可以用电子排布 式，但常常从各周期所容纳的元素种数来确定。大 家都知道，各周期排满电子后，其元素的种数依次 为：1周期两种，2、3周期各8种，4、5周期各18种， 6、7周期各32种，7个周期排满后共容纳元素118 种。现在某元素为116号元素，比118少2。118号元素为氧族元素，117号元素为第ⅦA族元素，则 116号元素为第ⅥA族元素，因此该元素在周期表中位于第七周期第ⅥA族。

7. 预测某元素在周期表中的性质。

例如，已知某 元素在周期表中位于第八周期第ⅡA族，则利用碱土金属的性质递变规律加以推断。它的单质应为银白色，密度在本族中是最大的，即密度大于 lg/ cm^－3；它与水剧烈反应甚至燃烧，并放出氢气； 它的最高价氧化物的水化物是强碱，稳定性强；它的 氯化物易溶于水；它的硫酸盐、碳酸盐、氟化物难溶 于水。

8. 推导新元素的发现。

过去，俄国科学家门捷列夫预言了类硼、类硅、类铝等元素，后来被证实为钪、 镓、锗。此后人们在元素周期律、元素周期表的指导 下，对元素的性质进行了系统的研究，对物质结构理论的发展起到了一定的推动作用。不仅如此，元素周 期律和元素周期表还为新元素的合成、预测它的原子结构和性质提供了线索。

9. 对工农业生产的某些指导作用。

由于元素周期表中位置靠近的元素的性质相近，这就启发 了人们在周期表中一定区域内寻找新的物质。例如，通常用来制造农药的元素，如氟、氯、硫、磷等在周期表里位于右上角，对这个区域的元素进行充分的研究，有助于制造新品种的农药。又如要寻找半导体材料，可以在周期表里金属与非金属 的分界线处寻找，如硅、锗、砸。我们还可以在过 渡元素区域去寻找催化剂或耐高温、耐腐蚀的合金材料等。