元素周期表本身很复杂是因为信息含量大。从结构上来看还是有规律的,不是很难记。(不记原子量价电子排布拉丁文名什么的背一张横式元素周期表(包括以后的第八周期的元素)并不怎么困难……)
如果学过量子化学的一些常识(轨道亚层的知识),要推断表只需根据几条有限的规则就能做到。除了高中竞赛外中学化学应该不讲这个。所以需要死记的内容稍微就多一点了(不过似乎是变简单了-.-)。
直接给出规律:
对于完整周期含有元素数:2、8、8、18、18、32、32、50、50……
其中每一项都是2x^2的形式,x是和周期数n有关的整数(记的话都是这样记的,直接用通项公式反而容易错……)
对于每个周期,最左2列是前两个主族,接下来进入过渡元素区(副族和第8族),然后是第3个主族到第7主族,最后是0族。
一般不会考察对于过渡元素周期性的掌握,因为根本不是考纲要求的内容。不过不排除一些极端的信息题会出现(我是没见过),所以还是大致地说一下,每个周期中的过渡元素:
第3副族开始到第7副族,然后是3列第8族,然后是第1副族(铜族)、第2副族(锌族)。
第3副族比较复杂。从第6周期开始扩展、有镧系、锕系元素。对应第8周期会有超锕系元素。但是显然第8周期元素总数比第7周期多,按惯例,多出来的元素会被排在超锕系元素的前面,称为g区元素(镧系、锕系元素原子含有f亚层价电子,称为f区元素)……
上面说了“惯例”,实际上在第5周期到第6周期就体现出来了。镧系元素被硬塞进了第3副族。虽然确实有相似性而且保证了横式元素周期表的美观,但理论上来说按族划分周期表的结构是不合理的,并且表示起来也不方便。可能是由于这个原因,IUPAC自上世纪90年代就废除了族的表示,而把现行横式元素周期表分为18列(不过如果要完全展开的话第3列又混乱了……)。不过不知道怎么搞的教育部还搞旧的那套……
回过头来解答LZ的问题:
技巧:由于超过了第3主族,所以还是从0族倒着看比较容易一些。
第8周期0族元素原子序数为168(2+8+8+18+18+32+32+50),
某元素在第8周期第6主族,也就是166号元素。
以下是关于电子亚层和原子价电子构型的粗略关系(从中可以看出族数随周期数有一定的递变规律),如果有兴趣请自行查阅电子亚层的知识:
周期数=主量子数n,决定电子所在层;
角量子数l决定电子云形状;
磁量子数m决定电子云伸展方向;
自旋量子数是为了凑方程添加的,物理意义略过(每个轨道可以容纳绝对值为1/2的2个电子,关键是数量)。
n≥1:l=0(电子云为球形),亚层名s:轨道数1,元素数2*1=2,主族构型s1、s2;
n≥2:l=1(电子云为哑铃型),亚层名p:元素数2*3=6,主族构型s2p1[p?]-s2p6[p?];
n≥4:l=2(电子云为……)亚层名d:元素数2*5=10,过渡金属构型s2[f?]d0-s2[f?]d10;
n≥6:l=3(电子云!@#$%...),亚层名f:元素数2*7=14,过渡金属构型s2f0-s2f14;
n≥8:l=4(...),亚层名g:……
只有亚层的名称是彻底没规律的(或许以后会有),另外构型排布目前理论没有完全成熟,不得不依靠实验测定。
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