元素周期律

更新于 2026年10月10日 版权声明

元素周期律

现在已经发现自然界共有106种元素,其中有些元素在几千年前就发现了,有的则刚刚发现不久。各种元素所呈现出来的性质,也是干差万别,各不相同。例如,有的在空气中很容易点燃,有的放在炉子里烧上几天几夜和没有烧过的一样,有的一遇到水就发生剧烈反应甚至爆炸,有的放在水里煮它好多时也没有变化。但是,在这些元素之间究竟有没有内在的联系呢?对这个问题,从19世纪初开始,就不断有人进行研究。起先有人发现,如果把性质相似的3种元素,按原子量大小顺序排列,那么,中间的那种元素的原子量,近似地等于前后2种元素原子量的平均值。例如,锂、钠、钾三种元素性质非常相似,它们都是金属,和水都能发生剧烈反应放出氢气。锂和钾的原子量分别为7和39.1;而钠的原子量为23,和锂、钾原子量的平均值差不多相等。后来,又有一些人在这方面做过不少探讨,进一步揭示了元素的性质和它们的原子量之间存在着一定的关系。虽然他们没有总结出一条完整的规律,但为后来的工作打下良好的基础。

图示

元素周期表(https://www.daowen.com)

1867年,俄国化学家门捷列夫(1834~1907)在前人工作的基础上,仔细研究了各种元素的性质,分析总结了很多实验数据,对大量的感性材料,经过一番去粗存精、去伪存真、由此及彼、由表及里的改造和处理,归纳出一个很重要的自然规律,叫做元素周期律:元素的性质随着原子量的增加而周期地改变(这里所谓的“周期”,是指每隔一定数目的元素后,后面元素重复出现与前面元素相似的性质)。1869年,门捷列夫公布了这个研究结果。同时,他把当时已知的63种元素依据这一规律排成第一个元素周期表。

在周期表里,他还留下了一些当时未知元素的空位,并预言这些尚未发现的元素的性质。其后不到20年内,相继发现的新元素镓、钪、锗,正是门捷列夫预言的类铝、类硼和类硅,它们的所有性质几乎和门捷列夫所预言的一样。

元素周期律在国际上赢得很高的评价,曾被誉为近代化学史上继道尔顿提出的原子论后的又一个里程碑。随着原子结构理论的建立,进一步揭示了元素周期律的实质。元素周期律现代更严密的表述应该是:元素的性质随着元素原子序数(元素在周期表里按次序排列的号码,也就是各该元素的核电荷数)的增加而呈周期性的变化。

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