元素週期表的變化趨勢

高中化學前 20 種元素參考圖:採用 Cordero 共價半徑、NIST 第一游離能和鮑林電負度

原子屬性圖

共價半徑

選擇一個元素或比較元素。使用方向鍵依原子序移動。此圖涵蓋前 20 種元素。

所選元素

碳

76 pm

比較元素

氧

66 pm

週期性質變化

共價半徑
220.5168115.56310.515.7510.515.2520原子序數共價半徑

測量記錄本

變更設定、測試預測並儲存結果。最多保留 12 個快照。

關於此實驗

以週期排列呈現三種不同的原子性質。選取並比較元素,再依週期或族篩選,以探索整體趨勢和有意義的例外。

學習目標

  • 比較沿週期變化及沿族向下變化的趨勢。
  • 區分共價半徑與原子的精確邊界。
  • 將未指定的電負度視為缺漏資料,而非 0。

使用方法

  1. 1使用原子半徑和游離能比較鋰、鈹和硼。
  2. 2篩選第二週期,並找出氧和氮在游離能上的例外。
  3. 3比較第一族中的鈉和鉀。
  4. 4在電負性圖上選擇一種惰性氣體,並解讀缺失的數值。

模型

差值比較使用相同的性質定義和單位。
第一游離能是指從孤立的氣態中性原子中移除一個電子所需的能量。

假設

  • 僅包含原子序為1至20的元素。數值為固定的參考資料,並非電子結構求解器的預測結果。
  • 原子半徑採用Cordero 2008年的共價半徑定義,單位為皮米;游離能採用NIST數值,單位為電子伏特。鮑林電負性為無因次量。
  • 惰性氣體沒有指定鮑林電負性值。輔助線僅用於協助觀察離散元素之間的趨勢,並不表示經過內插的測量值。

在課堂上試試這個實驗

  1. Q1為什麼硼的第一游離能低於鈹?
  2. Q2為什麼惰性氣體的電負性缺值並不能證明其對電子的吸引力為零?

常見問題

為什麼另一張元素週期表列出的原子半徑可能不同?

原子大小有多種定義,包括共價半徑、金屬半徑和范德華半徑。解讀差異前,請先比較採用相同定義的數據。

元素週期性趨勢完全單調嗎?

不是。亞層填充和電子配對會產生例外。請使用實際的參考數值,而不要根據趨勢箭頭推導絕對規則。