第6节的组织结构

1、第6節週期表教學備忘6.1如何把元素分組？化學元素的起源科學家們相信，宇宙始於約 150億年前的大爆炸。根據此大爆炸理論，宇宙是從一次巨大的爆炸開 始的。這一次大爆炸創造出質子、中子、電子和其他亞原子微粒。一般相信宇宙中的所有元素都是源自這 些物質的。在宇宙形成的最初幾分鐘內，氫和氦首先形成。這種物質繼續膨脹，直至千百萬年後，萬有引力使它 收縮，形成一巨大雲團，從而創造出各種星體。這些星星的情況有助核聚變的發生，使一些原子質量較重的元素得以形成，例如鐵等重金屬元素。由這種化學元素的形成過程推斷，地球上各種元素的豐度大約是固定的，不會有太大的變化。化學反 應可能會改變這些元素的結合形式，但不會改

2、變每種元素的豐度。6.3週期表中元素性質變化的規律元素的大局部物理和化學性質取決於它們的原子的電子排佈。由於元素的原子的電子排佈在週期表內呈週 期性的變化規律，它們的物理和化學性質亦會出現週期性的變化。同一週期元素的物理性質以下兩表分別列出週期表中第二及第三週期元素的各種物理性質，注意橫越一週期時，元素的物理性質的 變化。第二週期元素的物理性質元素鋰鈹硼碳石墨碳鑽石氮氧氟氖在常溫常壓下的狀態固體氣體熔點C1801 2802 0303 7303 500-210-218-220-250沸點C1 3302 4803 9304 830-196-183-190-245在25 C時的密度g cm30.53

3、41.852. 552. 253.530. 001240. 001430. 001700.000900元素的類別金屬類金屬非金屬第三週期元素的物理性質元素鈉鎂鋁硅磷白磷硫斜方晶氯氬在常溫常壓下的狀態固體氣體熔點C986506601 41044113-101-189沸點C8901 1202 4502 680280445-34-186在25 C時的密度(g cm -3)0.9681.742.702.321.822.070.003210.00178元素的類別金屬類金屬非金屬元素的熔點由第I族上升至第IV族，然後降至低點兀素的沸點由第I族上升至第IV族，然後降至低點元素的密度由第I族上升至第III和第

4、IV族，然後下降由至各无拿的堆粘翼化5 000-|由至各元拳的沸贴化由至fit各元拳的虧度化同一週期元素的化學性質F表列出第三週期的元素分別與氯和氫反應時的情況。注意橫越一週期時，元素的活潑性的變化。第三週期元素的一些反應元素鈉鎂鋁硅磷硫氯氬在乾燥的氯氣中反應非反應反應反應反應反應沒有沒有把元素加熱常劇烈劇烈劇烈緩慢緩慢緩慢反應反應在乾燥的氫氣中反應非反應沒有沒有沒有反應非在日光下沒有把元素加熱常劇烈劇烈反應反應反應常緩慢反應劇烈反應 第三週期元素與氯反應時，其活潑程度由鈉至氬逐漸下降。 第三週期元素與氫反應時，其活潑程度最初逐漸下降至位於週期中間的元素，到了硫和氯再逐漸上升。過渡元素過渡元素

5、是金屬元素的一大類別，位於週期表左方的金屬與右方的非金屬之間。鐵和銅是最重要的過渡元素。鐵是最被廣泛應用的金屬，其次是鋁和銅。過渡元素具有非常相似的性質，下表展示了鐵和銅的一些性質。鐵和銅的一些性質元糸熔點C沸點C密度g cm3與水的反應化合物的顏色鐵1 5403 0007. 9與水沒有反應， 與水蒸氣作緩慢反應綠或黃銅1 0832 6008. 9與水或水蒸氣均沒有反應藍或綠過渡元素的特性* 它們的熔點和沸點頗高，且較第I族的金屬高很多。* 它們的密度頗高，且較第I族的金屬高很多。* 沒有一種過渡元素與冷水有反應。但某些過渡元素，例如鐵，則會與水蒸氣作緩慢的反應。* 過渡元素通常會生成有顏色的

6、化合物。它們具有催化性質。過渡元素及其化合物可作為催化劑，經常用來增加反應的速率。 作為核反應堆的冷卻液體一快速核反應堆約在 600 C下運作。水在100 C時會沸騰，所以不適宜用作冷卻，鈉是較佳的選擇。此外，鈉的導熱性能較水的為佳。可以把鈉在熾熱的反應堆核心周圍循 環流動，將熱轉移出去。 把氯化鈦(IV)還原為鈦 一鈦主要從金紅石被提取，金紅石主要含有氧化鈦(IV)。鈦是堅硬及呈銀灰色的低密度金屬，抗腐蝕能力很強，故此被廣泛用來製造堅硬且輕巧的合金，這些合金適用於製造飛機、導彈和汽車引擎等。提取鈦的時候，會先處理礦石，提取純淨的氧化鈦(IV)，然後將氧化鈦(IV)轉化為氯化鈦(IV)，最後約

7、在1 000 C下用鈉把該氯化物還原為鈦：氯化鈦(IV) +鈉氯化鈉+鈦TiCl4(l) + 4Na(l) 4NaCI(s) + Ti(s) 用於黃色的鈉蒸氣街燈其他第I族元素的用途沒有鈉那麼廣泛。6.5第II族元素鹼土金屬 鎂及鎂化合物的用途 在第II族元素中，鎂的用途最廣泛。鈹十分稀少，而且大規模使用鈹十分昂貴。由於鈣、鍶和鋇的活潑性 高，它們的用途較少。鎂廣泛用於製造抗張強度高而又輕巧的合金，特別適用於製造飛機零件。氧化鎂和氫氧化鎂是最常用的鎂化合物。氧化鎂的熔點高，而且活潑性低，所以常用作高溫熔爐的內 塗層。氫氧化鎂是一種弱鹼。它是牙膏的重要成分，因為它可以中和酸，防止牙齒受酸的侵蝕。第I族元素與第II族元素的比較以下兩表展示在第二和第二週期內，第I和第II族兀素的一些性質的比較。性質一一一 -=.元糸鈉鎂與水的反應反應劇烈與水只有輕微反應熔點C98650沸點C8901 120硬度鎂較鈉堅硬性質兀素鉀鈣與水的反應反應非常劇烈穩定反應熔點C64838沸點C7601 440硬度鈣較鉀堅硬6.7第0族元素貴氣體貴氣體的用途氬氣的用途包括：* 充滿一般和耐用的燈泡，防止鎢絲與空氣中的