元素周期表的变化趋势

高中化学前 20 种元素参考图:采用 Cordero 共价半径、NIST 第一电离能和鲍林电负性

原子属性图

共价半径

选择一个元素或比较元素。使用箭头键按原子序数移动。此图涵盖前 20 种元素。

所选元素

碳

76 pm

比较元素

氧

66 pm

周期性性质变化

共价半径
220.5168115.56310.515.7510.515.2520原子序数共价半径

测量记录本

更改设置、测试预测并保存结果。最多保留 12 个快照。

关于此实验

在周期排列中展示三种不同的原子性质。选择并比较元素,然后按周期或族筛选,以发现总体趋势和有意义的例外。

学习目标

  • 比较沿周期变化和沿族向下变化的趋势。
  • 区分共价半径与原子的精确边界。
  • 将未指定的电负性视为缺失数据,而非 0。

使用方法

  1. 1使用原子半径和电离能比较锂、铍和硼。
  2. 2筛选第二周期,并找出氧和氮在电离能上的例外。
  3. 3比较第一族中的钠和钾。
  4. 4在电负性图上选择一种稀有气体,并解释缺失的数值。

模型

差值比较使用相同的属性定义和单位。
第一电离能是指从孤立的气态中性原子中移除一个电子所需的能量。

假设

  • 仅包含原子序数为1至20的元素。数值为固定的参考数据,并非电子结构求解器的预测结果。
  • 原子半径采用Cordero 2008年的共价半径定义,单位为皮米;电离能采用NIST数值,单位为电子伏特。鲍林电负性为无量纲量。
  • 稀有气体没有指定鲍林电负性值。引导线仅用于帮助观察离散元素之间的趋势,并不表示经过插值的测量值。

在课堂上试试这个实验

  1. Q1为什么硼的第一电离能低于铍?
  2. Q2为什么稀有气体的电负性缺值并不能证明其对电子的吸引力为零?

常见问题

为什么另一张元素周期表列出的原子半径可能不同?

原子大小有多种定义,包括共价半径、金属半径和范德华半径。解读差异前,请先比较采用相同定义的数据。

元素周期性趋势完全单调吗?

不是。亚层填充和电子配对会产生例外。请使用实际的参考数值,而不要根据趋势箭头推导绝对规则。