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Unit5元素周期表 随着对原子的描述越来越详尽，我们发现自己处于进退两难之地。涉及着100种元素，我们怎样使这些元素保持连续性。一种方法是用元素周期表，周期表把原子信息列成表。它记录着一种元素含有多少质子和电子，它使我们可以计算出大多数元素同位素的中子数。周期表也存有每种元素的电子排列情况。周期表最不寻常的是它的发展是在人们还不知道原子中含有质子和中子之前。 道尔顿提出了他的原子模型后不久（一种不可再分的粒子，它的质量取决于它的性质），化学家开始根据原子质量来排列元素。当得出这种元素表，科学家们观测到元素的规律。例如，那些出现在特定的位置重的元素有某些相似性，这一观点已经越来越明显。当时已知的约60种元素中，第二种和第九种元素表现出相似性，第三种与第十种元素，第四种与第十一种元素也都具有相似的性质。 1869年，门捷列夫，一个俄国化学家，提出了他们的元素周期表。他列表时考虑到原子质量和元素某种特性的周期性。这些元素主要是按原子质量递增的顺序排列的。在特别情况下，门捷列夫把较重的元素放在较轻元素之前。他这样做是为了在相同列上的元素有相似的化学性质。比如，他把蹄（原子质量=128）放在碘（原子质量=127）之前，因为蹄的性质和硫及硒相似，而碘的性质和氯及溴相似。 门捷列夫i在他的周期表中列了许多气体，在他的周期表中留下了一些空格，他非但没有将那些空格看成缺憾，反而大胆地预测还存在着未被发现的元素。而且，他还预测了许多未知元素的性质。在接下来的几年里，许多气体被填充在新发现的元素中。这些元素的性质通常和门捷列夫预测的非常接近。这些伟大创新的预测使门捷列夫的元素周期表被广泛接受。 我们都知道，一种元素的性质主要取决于原子最外层能级上的电子数。Na在它的最外层能级（第三层）有一个电子，Li原子在它的最外层（第二层）有一个单独的电子。Na和Li的化学性质相似。He和Ne原子已将所有能级排满，它们性质也相似，就是不容易发生化学反应。很明显，不仅具有相似性电子构型（排列）的原子有相似的化学性质，而且，某种电子排列会比其他的排列更稳定。 在门捷列夫的元素周期表中，大多数情况下元素是按照原子质量排列的。这种排列也揭示了元素化学的周期性。因为电子数决定了元素的化学性质，所以电子数也应该决定元素在周期表中的位置。在现代元素周期表中，元素是按照原子序数来排列的。注意，这个数表明在一种元素的中性原子中有多少质子和中子。现代元素周期表，根据原子序数的递增而排列的，而门捷列夫周期表是以原子质量的递增来排列的，通常原子序数的增加是与原子质量的增加同步的。在特殊情况下，原子质量落后于原子序数，因为原子质量是质子和中子质量的而加和，故原子质量并不完全随原子序数增加而增加。有可能一种较低原子序数的原子有更大的原子质量。因此可以在元素周期表上看出来。Ar原子的质量比k原子的质量重。Te原子比I原子质量重。? 现代元素周期表的竖列叫做族。每一族的元素在最外层能级上有相同的电子数，因而有相反的化学性质，水平的行叫做周期。每一新周期预示着主电子能级的开始。例如，na从第三行开始。它的最外电子层是第三层第一个电子，因为每一行就开始了一个新的能级，所以我们可以从上到下预测原子的大小，因为当电子远离中子是，容易移动，我们也可以预测到原子越大，电离能越低，电离能是能移动电子的能量。? 在化学中，元素被分为两大类，金属元素和非金属元素，金属元素通常很硬，有光泽的元素，是可竖的，有延展性，我们也知道电子可以导电导热，现代社会建设中所需的许多坚固框架就是来自金属。五千多年前，金属的发明和使用将人类文明带出石器时代。第二类元素的特点是缺乏金属性，它们是非金属元素。非金属元素通常是气体或液体并不导电。在普遍性之外也有许多需要值得注意的例外，也有非常硬的非金属和很软的金属。比如，C的一种非金属（金刚石）是现知最硬的物质。汞，一种金属，在室温下为液体。几乎每个人对金属有普遍的认识。?除了物理性质之外，金属和非金属在化学性质上也有不同，我们将在后面章节中讨论。区别金属和非金属的性质也不是绝对的，许多元素有折中的性质，许多可归为独立的一类。? 划分元素并不局限于将他们划分为这两类。我们发现所有的金属并不完全相同，所以进一步分类是有可能的。这就像人类分为两种性别，男和女。但后来发现可以根据性格进一步划分（内向和外向）。关于金属，我们首先注意到许多化学性质并不活泼。一些金属如铜、金、银是非常耐腐蚀、耐生锈的。许多金属制的硬币和珠宝，不仅因为他们相对稀有美观，也因为他们有化学惰性。由于这个原因他们被称为贵金属。发现于几百年前沉船上的金币和银币沉入海底后，仍然可以打磨出他们原有的光泽。其他的金属却很不同，他们与水和空气反应很剧烈，实际上锂、钠、钾必须保存在油中，因为他们可以与水剧烈地反应（可以达到爆炸）。