化學(xué)元素的同周期性依賴關(guān)系

張益溥

（哈爾濱師范大學(xué)附屬中學(xué)，黑龍江哈爾濱 150080）

化學(xué)元素的同周期性依賴關(guān)系

張益溥

（哈爾濱師范大學(xué)附屬中學(xué)，黑龍江哈爾濱 150080）

元素周期表的發(fā)現(xiàn)對化學(xué)領(lǐng)域的研究進(jìn)步起著重要的作用，它是在1869年被門捷列夫所發(fā)現(xiàn)的，反映了元素的原子結(jié)構(gòu)、質(zhì)量、屬性與它所存在的周期、族數(shù)的關(guān)系。元素周期表的發(fā)現(xiàn)標(biāo)志著近代化學(xué)史的研究領(lǐng)域上更上一層樓，對促進(jìn)化學(xué)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展有著巨大的作用。

元素；元素周期律；元素周期表；關(guān)系

1 元素周期表的發(fā)現(xiàn)

1.1 初期元素周期律的發(fā)現(xiàn)過程

在元素周期律的發(fā)現(xiàn)過程中，拉瓦錫是第一個(gè)把元素進(jìn)行分類的人，他把自己所發(fā)現(xiàn)確定的元素進(jìn)行了分類；在二十世紀(jì)第十九年代初期，貝齊里烏斯把元素分成了三類，從這里我們可以了解到元素可以分類，它們相互之間必有聯(lián)系，雖然由于歷史條件的限制，貝齊里烏斯的分法比較淺顯，但是這啟發(fā)了后面的人。

十九世紀(jì)六十年代，德國的邁爾和英國的歐德林制作出了第一張?jiān)貓D表。雖然能顯示出元素的周期性，但他們并不理解其中的規(guī)律性。法國化學(xué)家尚谷多和英國的紐蘭茲兩個(gè)人在前面的人的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)了元素同周期之間存在的某種關(guān)聯(lián)，為化學(xué)元素周期律的發(fā)現(xiàn)做出了不小的貢獻(xiàn)?；瘜W(xué)家尚谷多制作出了一張螺旋圖，說明了他們兩個(gè)人所發(fā)現(xiàn)的元素同周期之間的某種關(guān)聯(lián)。在1864年邁爾發(fā)表了《近代化學(xué)物理論》，在化學(xué)元素周期律的發(fā)現(xiàn)做出了進(jìn)一步的貢獻(xiàn)，他把自己所粗?jǐn)M的發(fā)現(xiàn)最早的一張化學(xué)元素周期律也放了進(jìn)去[2]。

1.2 門捷列夫元素周期律的發(fā)現(xiàn)

門捷列夫通過總結(jié)前人的經(jīng)驗(yàn)和結(jié)果，在1869年，門捷列夫發(fā)表了自己的第一份元素周期律圖表，在表中門捷列夫把當(dāng)時(shí)已知的63種元素放了進(jìn)去，初步實(shí)現(xiàn)了化學(xué)元素的系統(tǒng)化。表中一共有66個(gè)位置，其中有四個(gè)元素的只有原子質(zhì)量而沒有名稱，他大膽的為沒有發(fā)現(xiàn)的元素留下位置，并在發(fā)表的關(guān)于元素周期律的文章中提到：把各種元素按著原子質(zhì)量由小到大的按順序排列，在原子質(zhì)量跳躍過大的地方一定會(huì)有新的元素有待發(fā)現(xiàn)，這預(yù)示著一定有未知的元素存在，尚未被發(fā)現(xiàn)。

1869年，在門捷列夫發(fā)表了元素周期律圖表沒多久，邁爾發(fā)表了第二張?jiān)刂芷诼杀?，他?3種元素制成了一個(gè)表，把表分成了主副兩組。這與門捷列夫所發(fā)表的第一張表相比，邁爾對元素的規(guī)劃比門捷列夫的相似元素的族屬規(guī)劃的更完美，在邁爾的表中形成了今日我們所謂的“過渡元素族”，這比門捷列夫的周期律表中對化學(xué)元素的規(guī)劃更完美。

門捷列夫在經(jīng)過兩年的努力后，又在1871年發(fā)表了《化學(xué)元素的同周期性依賴關(guān)系》，在文章中門捷列夫果斷地修改了第一張周期表，并且制作出了第二份元素周期表。在第二張表中，他把豎排改為橫排，把同一族的元素放在同一豎行中，更為明顯地突出了元素性質(zhì)的周期性。根據(jù)邁爾的見解，將同族元素分為主族與副族，將未發(fā)現(xiàn)的未知元素的位置由四個(gè)改為六個(gè)。

2 元素周期表中元素及其化合物的遞變性規(guī)律

2.1 原子半徑

除第一周期外，同周期元素的原子半徑是隨著原子序數(shù)的增加而減少的（惰性氣體元素除外）；同一族的元素的原子半徑是隨著電子數(shù)的增加而增大的。

2.2 元素化合價(jià)

除第一周期外，同周期元素從左到右，元素的化合價(jià)是逐漸遞增的（氟，氧除外）；同主族元素的最高化合價(jià)均相同。

2.3 熔點(diǎn)

同周期元素隨著原子序數(shù)的增加，元素組成的金屬熔點(diǎn)增大，非金屬熔點(diǎn)降低：同主族元素從上到下，元素組成的金屬熔點(diǎn)降低，非金屬熔點(diǎn)升高。

2.4 元素的金屬性與非金屬性

同周期元素的金屬性從左到右逐漸遞減，非金屬性逐漸遞增；同主族的元素的金屬性從上到下逐漸遞增，非金屬性逐漸遞減。

2.5 最高價(jià)氧化物的水溶液的酸堿性

元素的金屬性越強(qiáng)，其最高價(jià)氧化物的水化物的堿性越強(qiáng)；元素的非金屬性越強(qiáng)，其最高價(jià)氧化物的水化物的酸性越強(qiáng)。

2.6 非金屬氣態(tài)氫化物

同周期的非金屬元素的非金屬性越強(qiáng)，其氣態(tài)氫化物的水溶液的酸性越強(qiáng)；同主族的非金屬元素的非金屬性越強(qiáng)，其氣態(tài)氫化物的水溶液的酸性越弱。

2.7 單質(zhì)的氧化性、還原性

元素的金屬性越強(qiáng)，其還原性越強(qiáng)，氧化性越弱；元素的非金屬性越強(qiáng)，其還原性越弱，氧化性越強(qiáng)。

3 推斷元素位置的規(guī)律

元素的核外電子數(shù)等于周期數(shù)；元素的最外層電子數(shù)等于族數(shù)。

4 元素的依賴關(guān)系

同周期元素，隨著原子序數(shù)的增加，原子質(zhì)量越來越大，半徑越來越小，元素非金屬性越來越強(qiáng)；同主族元素，隨著元素周期數(shù)的增加，原子質(zhì)量越來越大，半徑越來越大，元素的金屬性越來越強(qiáng)。

5 結(jié)論

元素周期律的發(fā)現(xiàn)為世界化學(xué)的進(jìn)步與發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，前人們的努力研究為人類做出了偉大的貢獻(xiàn)?，F(xiàn)如今，化學(xué)在醫(yī)藥、航空航天等領(lǐng)域都發(fā)揮著不可替代的作用。元素周期表的發(fā)現(xiàn)標(biāo)志著近代化學(xué)史的進(jìn)步，對促進(jìn)化學(xué)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展有著巨大的作用。

[1] 張棟.質(zhì)量互變規(guī)律[M].北京：農(nóng)村讀物出版社，1987.

[2] 高之棟.自然科學(xué)史講話[M].陜西科學(xué)技術(shù)出版社，1986.

[3] 玄兆坤.化學(xué)元素周期律中的哲學(xué)問題的思考[J].西安：承德民族師專學(xué)報(bào)，2003，（6）.

The Periodic Dependence of Chemical Elements

Zhang Yi-pu

The discovery of the periodic table of elements plays an important role in the progress of research in the field of chemistry，which was discovered by Mendeleev in 1869.It is to reflect the elements of the atomic structure，quality，attributes and its existence in the cycle，the relationship between the number of families.The discovery of the periodic table marks a new dimension in the field of modern chemical history，which has a great effect on promoting the development of chemistry and science and technology.

element；element periodic law；element periodic table；relation

F416.7

B

1003–6490（2017）10–0132–01

2017–07–25

張益溥（2001—），男，黑龍江哈爾濱人，主要研究方向?yàn)榛瘜W(xué)。