元素性质的递变关系yuansu xingzhi de dibianguanxi
元素性质随原子序数的变化关系。由于原子电子层结构的周期性,因此与电子层结构有关元素的一些性质也沿着周期表的横向和纵向而呈现递变关系,通常有元素的原子半径、电离势、电子亲和势、电负性、氧化态、金属性和非金属性等。
❶ 原子半径 同一周期从左至右原子半径随着核电荷数的递增而减小。在同一主族中,一般原子半径由上到下依次增大。但副族不同,由上到下原子半径变化不明显,特别是第五周期和第六周期的元素,它们的原子半径非常相近,甚至有的反而变小,这主要是由于镧系收缩所造成的。
❷ 电离势 通常指第一电离势,一般来说,同一周期的元素,从左到右电离势基本上是逐渐增大。同族的元素电离势从上至下逐渐减小。各周期中稀有气体元素的电离势是同周期中最高的。此外,还有些元素,如锌、镉、汞等,具有全充满电子层结构〔(n-1)d10ns2〕,又如氮、磷、砷具有半充满电子层结构(np3),它们比同周期相邻元素的电离势都高。
❸ 电子亲和势 一般同一周期从左至右元素的电子亲合势负值的绝对值越来越大,但是也有特殊性,碱土金属、氮以及稀有气体的第一电子亲合势都是正值。同一族,自上至下随原子序数增大,元素第一电子亲合势负值的绝对值就减小。元素原子的电子密度的大小,电子间斥力大小的不同,也会产生一些例外现象。此外,每族第一电子亲合势负值绝对值最大的元素一般不是每族的第二周期的元素,而是第三周期以下的元素。
❹电负性 同一周期中从左至右元素的电负性随原子序数的递增而逐渐增大。同一族从上至下电负性逐渐降低。但也有例外,在过渡元素中,同族第六周期元素的电负性常大于第五周期元素的电负性,如ⅥB族的铬、钼、钨、中的钼、钨分别为2.16和2.36,反而变大。
❺ 氧化态 同一周期主族元素随着价电子增加,氧化态也从左至右递增。同一族元素的氧化态基本相同。
❻ 金属性和非金属性 同一周期自左至右元素的金属性逐渐减弱而非金属性逐渐增强,而且在短周期中是很明显的。但在长周期中,自左至右元素的金属性减弱较慢,只有在长周期的后半部各元素的金属性减弱和非金属性增强才变得明显。同一主族从上至下元素的金属性递增,非金属性逐渐减弱。但副族由上至下元素的金属性变化和主族元素的情况不同,除钪副族 (第ⅢB族) 外,副族元素的金属性由上至下常略有减弱。