【阅前提示】本篇出自『数理化自学丛书6677版』，此版丛书是“数理化自学丛书编委会”于1963-1966年陆续出版，并于1977年正式再版的基础自学教材，本系列丛书共包含17本，层次大致相当于如今的初高中水平，其最大特点就是可用于“自学”。当然由于本书是大半个世纪前的教材，很多概念已经与如今迥异，因此不建议零基础学生直接拿来自学。不过这套丛书却很适合像我这样已接受过基础教育但却很不扎实的学酥重新自修以查漏补缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我写的备注。

【山话嵓语】『数理化自学丛书』其实还有新版，即80年代的改开版，改开版内容较新而且还又增添了25本大学基础自学内容，直接搞出了一套从初中到大学的一条龙数理化自学教材大系列。不过我依然选择6677版，首先是因为6677版保留了很多古早知识，让我终于搞明白了和老工程师交流时遇到的奇特专业术语和计算模式的来由。另外就是6677版的版权风险极小，即使出版社再版也只会再版80年代改开版。我认为6677版不失为一套不错的自学教材，不该被埋没在故纸堆中，是故才打算利用业余时间，将『数理化自学丛书6677版』上传成文字版。

第三章原子结构和元素周期律

§3-7元素周期表

【01】根据周期律，把现在已知的105种元素，按照它们原子序数（核电荷数）递增顺序依次排成一个长列，然后把这个长列分成若干部分，每一部分都是从最活动的金属元素开始到惰性气体为止。并把这些部分各称为一个周期。然后再把各周期上下相迭，使不同周期内性质相似的各元素处于同一纵行。就象上节中我们对从锂到氩所做的那样。制成了元素周期表。所以周期表实际上就是周期律的具体表现形式。【这个表的形式和所表示的元素性质递变规律，和1871年门捷列夫按当时已知的63种元素按原子量递增顺序所排列出来的，并没有多少变动，只是增加了后来发现的一些元素】（周期表见前插页表3·4）

【02】元素周期表里所显示出来的各种元素性质递变的规律，对指导学习化学有很大帮助，因此我们首先要熟悉一下这个表的结构。

周期

【03】元素周期表里在横的方面共分7个部分，每个部分是一个周期，所以一共有7个周期。所谓周期，就是按照原子序数递增顺序排列，从一种最活动的金属开始（第一周期除外），到惰性气体为止的一系列元素，这些元素具有相同的电子层数。

【04】在周期表里，我们可以看到，每个周期里元素的数目并不相同。第一周期里只有氢和氦2个元素，第二和第三周期里各有8个元素，这三个周期称为短周期。第四和第五周期各有18个元素，第六周期有32个元素，第七周期到现在为止，还只发现了19个元素。这四个周期都比较长，所以叫做长周期。其中第七周期还未成一个完整的周期，因此又叫做不完全周期。

【05】在短周期里，元素最外电子层里的电子数依次从1个递增到8个（第一周期从1个到2个），比较简单。在长周期里，最外电子层里的电子数，虽然也是逐步从1个递增到8个，但元素的核外电子排布情况，就比较复杂。我们以第四周期为例来说明长周期里元素的电子排布，以及由此而引起的化合价变化的情况。

【06】第四周期开始的两个元素钾和钙，电子增加在最外层里，从第3个元素钪到第11个元素铜共9个元素，它们的电子一般都增加在次外层里（个别例外），而从第12个元素锌开始，电子重新又增加到最外电子层里，直到惰性气体氪最外电子层达到8个电子。因此，这个周期里开始的两个元素（钾和钙）和最后的6个元素（镓起到氪止），它们最外电子层里电子数的变化和短周期的元素相似，也就是在最外电子层里，电子依次由1个递增到8个。这样比较复杂的电子排布，反映在各元素的化合价变化上的情况是：从钾到锰的最高正化合价是+1价增加到+7价，和短周期里各元素的正化合价的变化相同。但是，在短周期里，+7价元素的后面接着是一个零价元素（惰性气体），而在这个长周期里，锰以后是三个性质相似的元素：铁、钴、镍。这三个元素和短周期里的任何元素都不相似。后面的铜，化合价又骤然降到+1价，以后从铜的+1价开始，又依次增加到溴达到+7价。溴以后是惰性气体氪，它是这个周期的最后一个元素。

【07】第六周期里，从原子序数是57的元素镧()起，到原子序数是71的元素镥()为止，共15个金属元素，它们组成镧系元素。由于它们的性质相似，在周期表里只能占一格位置，这样，表内格子中写不下这许多元素，所以把镧以后的14个元素排在表外。

【08】第七周期里，原子序数89的元素锕(Ac)以后的14个元素彼此性质极为相似，称为锕系元素。我们也把锕以后的元素排在表外。

族

【09】元素周期表从纵的方面看，共有18个纵行，除了第八、第九、第十这三个纵行算作一族叫第Ⅷ族外，其他十五个纵行，每一个纵行叫做一族。族分两种，一种叫主族，一种叫副族。通常把由短周期的元素和长周期的元素共同构成的族，叫做主族；完全由长周期元素构成的族，叫做副族。周期表靠左边的两个族和靠右边的五个族是主族，分别用ⅠA、ⅡA、ⅢA、……表示。主族元素的最高价氧化物中元素的化合价等于该元素原子最外电子层上的电子数。自第Ⅳ主族起，元素的负化合价等于8减去该元素所属的族数。

【10】最右边一族是惰性元素，它们在通常情况下不起化学变化，化合价是零，因此称为零族。周期表中间的部分是副族元素。自左至右分别以ⅢB、ⅣB……ⅠB、ⅡB表示。

【11】在元素周期表里，每种元素一般都占一格。在每一格里，均标有元素符号、元素名称、原子序数和原子量。

山笺|| 元素周期表小结

        科学家根据原子的结构和性质，科学有序地排列起来，最终得到元素周期表。共7行（1行一个周期共7个周期），18列（除8、9、10列为一族外1列为1族，共16族）。按核电荷数顺序给元素编号，叫做原子序数，金属元素、非金属元素和稀有气体用不同颜色区分。

        元素周期表中元素分类：①金属元素：钅字旁（汞除外）；②非金属元素：石字旁固态、氵字旁液态、气字头气态；③稀有气体：气字头气态。

        同一周期具有相同的电子层数，周期数等于电子层数，同一纵列具有相似的化学性质（最外层电子数相同）。同一周期，从左到右原子序数依次增大；同一纵列，从上到下电子层数依次增多。

习题3-7

1、元素周期表里一共分成几个周期？几个主族？几个副族？

2、什么叫做周期？什么叫做长周期、短周期和不完全周期？每一周期中各包括多少个元素？

3、每个周期开始的元素和结尾的元素各具有什么样的性质？这与它们最外电子层上的电子数有什么关系？