化学史第八章元素周期律发现

1、关于化学史第八章元素周期律的发现第1页，共41页，2022年，5月20日，13点7分，星期四一、化学元素的发现方法第一节 周期律发现前的准备工作1、感性的直观方法古代化学时期：金、银、铜、铁、锡、铅、锌、汞碳、硫磺炼金术时期：1669年止磷、砷、锑、铋第2页，共41页，2022年，5月20日，13点7分，星期四2、古典化学分析方法古典化学分析时期：铂、氢、氮、氧、氯、铬、钼、钨、铀、碲典型化学分析方法发现钴、镍、锰第3页，共41页，2022年，5月20日，13点7分，星期四3、电解法1807年 英国化学家戴维 利用250对锌片和铜片组成的电堆，电解熔融苛性碱得到了钾和钠。 后来用同样的方法获得

2、钙、镁、锶、钡。第4页，共41页，2022年，5月20日，13点7分，星期四资 料Davy，Humphry 英国化学家。1778年12月17日生于英国康沃尔郡彭赞斯，1829年5月29日卒于瑞士日内瓦。 戴维第5页，共41页，2022年，5月20日，13点7分，星期四戴 维 电 解 器第6页，共41页，2022年，5月20日，13点7分，星期四4、光谱分析法1860年 德国化学家本生 物理学家基尔霍夫 合作制作了第一台光谱分析仪，开创了光谱分析的新时代。 大量的化学元素被发现，大多数放射性元素、稀土元素都是通过这种方法发现的。第7页，共41页，2022年，5月20日，13点7分，星期四二、发现

3、元素周期律前的预备工作1789年 拉瓦锡化学大纲 对33种元素进行了分类，分为气体、金属、非金属、能成盐的土质金属。1829年 德国化学家贝莱纳 对54种元素进行分类，形成“三元素组”概念。1、元素分类第8页，共41页，2022年，5月20日，13点7分，星期四2、元素排序1862年 法国化学家尚古多 将当时62种元素按照原子量大小进行依次排序。标记在绕圆柱体上升螺旋线上，发现性质相似元素出现在一条母线上。1864年 德国化学家迈尔出版现代化学理论提出“六元素表”。第9页，共41页，2022年，5月20日，13点7分，星期四3、元素周期1835年 英国化学家纽兰兹 其按照原子量递增的顺序排序，

4、发现每隔8个元素，元素的物理性质和化学性质会重复出现。 史称“八音律”，其因此与门捷列夫和迈尔齐名，成为周期律创始人之一。第10页，共41页，2022年，5月20日，13点7分，星期四H1F8Cl15Co,Ni22Br29Pd36Li2Na9K16Cu23Rb30Ag37G3Mg10Ca17Zn24Sr31Cd38Bo4Al11Cr18Y25Ce,La32U39C5Si12Ti19In26Zr33Sn40N6P13Mn20As27Di,Mo34Sb41O7S14Fe21Fe28Ro,Ru35Te42纽兰兹 “八音律” 第11页，共41页，2022年，5月20日，13点7分，星期四资 料门捷列夫

5、 1834年2月7日，伊万诺维奇门捷列夫诞生于西伯利亚的托波尔斯克。第12页，共41页，2022年，5月20日，13点7分，星期四纸牌引发的科学根据元素原子量及其化学性质的近似性试排元素表。第13页，共41页，2022年，5月20日，13点7分，星期四什么是天才终身努力便成天才第14页，共41页，2022年，5月20日，13点7分，星期四第二节 门捷列夫与元素周期律1869年2月 门捷列夫 先后发表了关于第一张元素周期律的图表和论文。 将63种元素按原子量进行排序。 提出明确周期和族的概念，但是周期纵排，族横排。一、门捷列夫元素周期律第15页，共41页，2022年，5月20日，13点7分，星期

6、四门捷列夫第一张元素周期表第16页，共41页，2022年，5月20日，13点7分，星期四（1）按照原子量大小排列起来的元素，在性质上呈现明显的周期性。 （2）原子量的大小决定元素的特征。 （3）应该预料到许多未知元素的发现，例如类似铝和硅的，原子量位于6575之间的元素。 （4）当我们知道了某些元素的同类元素后，有时可以修正该元素的原子量。元素周期论1896年3月6日发表元素属性和原子量的关系第17页，共41页，2022年，5月20日，13点7分，星期四二、迈尔的元素周期律1868年 德国化学家迈尔 修订了他的“六元素表”，提出了著名的原子体积周期性图解。第18页，共41页，2022年，5月2

7、0日，13点7分，星期四Julius Lothar Meyer (1830-1895) Table from Annalen der Chemie, Supplementband 7, 354 (1870).Periodic table according to Lothar Meyer, 1870I. II. III. IV. V. VI. VII. VIII. IX. B=11,0 Al=27,3 ?In=113,4 Tl=202.7 C=11,97 Si=28 Sn=117,8 Pb=206,4 Ti=48 Zr=89,7 N=14,01 P=30,9 As=74,9 Sb=122,1

8、Bi=207,5 V=51,2 Nb=93,7 Ta=182,2 O=15,96 31,98 Se=78 Te=128? Cr=52,4 Mo=95,6 W=183,5 F=19,1 Cl=35,38 Br=79,75 J=126,5 Mn=54,8 Ru=103,5 Os=198,6 ? Fe=55,9 Rh=104,1 Ir=196,7 Co=Ni=58,6 Pd=106,2 Pt=196,7 Li=7,01 Na=22,99 K=39,04 Rb=85,2 Cs=132,7 Cu=63,3 Ag=107,66 Au=196,2 ?Be=9.3 Mg=23,9 Ca=39,9 Sr=87,

9、0 Ba=136,8 Zn=64,9 Cd=111,6 Hg=199,8 Julius Lothar Meyer (1830-1895) Table from Annalen der Chemie, Supplementband 7, 354 (1870).第19页，共41页，2022年，5月20日，13点7分，星期四三、元素周期律的发展 Ur=240Th=232 Bi=208Pb=207Tl=204Hg=200(Au=197)第五周期 Os=199?Ir=198?Pt=197Au=197W=184Ta=182 （ ）第四周期 Ge=138-=137Ba=137Cs=133I=127Te=12

10、8?Sb=122Sn=118In=114Cd=112(Ag=108)第三周期Ru=104 Rh=104Pd=104 Ag=108-=100Mb=96Nb=94Zr=90(?Yt=88?)Sr=87Rb=85Br=80Se=78As=75-=72-=68Zn=65(Cu=63)第二周期Fe=56 Co=59niNi=59 Cu=63Mn=55Cr=52B=51li=50?-=44Ca=40K=39 Cl=35.5S=32P=31Si=28Al=27.3Mg=24Na=23第一周期F=19O=16N=11C=12B=11Be=9.4Li=7典型元素H=1族RO4或R2O8族RHR2O7族RH2RO

11、3或R2O6族RH3R2O3族RH4RO2族(RH3？)R2O3族RO族R2O最高氢化物最高氧化物第20页，共41页，2022年，5月20日，13点7分，星期四四、化学元素周期律的证实1875年，法国化学家布瓦博德朗 在分析比里牛斯山的闪锌矿时发现一种新元素镓。 类铝（1871年门捷列夫的预言）镓（1875年布瓦博德朗发现镓后测定）原子量约为68比重约为5.9-6.0熔点应很低不受空气的侵蚀将在酸液和碱液中逐渐溶解其氢氧化物必能溶于酸和碱中能生成类似明矾的矾类可用分光镜发现其存在原子量为69.72比重等于5.94熔点为30.15灼热时略起氧化在各种酸液和碱液中逐渐溶解氢氧化物为两性，能溶于强酸

12、和强碱中能生成结晶较好的镓矾镓是用光谱分析法发现的第21页，共41页，2022年，5月20日，13点7分，星期四1880年 瑞典化学家尼尔森 发现了钪。1885年 德国化学家文克勒 发现了新元素为了纪念德国命名为锗。 这两种新元素与门捷列夫预言的类硼、类硅也完全吻合。第22页，共41页，2022年，5月20日，13点7分，星期四五、元素周期律发现的意义1、其发现将各种元素纳入一个完整的体系之中，使化学研究进入了系统化阶段。2、其发现是化学上，特别是无机化学一次重大的综合。为构建化学完整的学科体系奠定了基础。第23页，共41页，2022年，5月20日，13点7分，星期四3、其具有强大的逻辑力量和

13、惊人的预见性，为新元素的发现和无机化学的发展提供了理论支持。4、其揭示了自然界的伟大规律，证明了化学元素体系具有惊人的周期性。5、其重大的哲学意义揭示了质量互变定律。证明了黑格尔的量变、质变规律。第24页，共41页，2022年，5月20日，13点7分，星期四资 料形形色色的元素周期表第25页，共41页，2022年，5月20日，13点7分，星期四立体（新课标初中化学书） 第26页，共41页，2022年，5月20日，13点7分，星期四标准中文版（无机化学） 第27页，共41页，2022年，5月20日，13点7分，星期四幽默 第28页，共41页，2022年，5月20日，13点7分，星期四高中教科书版

14、 第29页，共41页，2022年，5月20日，13点7分，星期四台湾省版 第30页，共41页，2022年，5月20日，13点7分，星期四塔式 第31页，共41页，2022年，5月20日，13点7分，星期四层式 第32页，共41页，2022年，5月20日，13点7分，星期四透视式 第33页，共41页，2022年，5月20日，13点7分，星期四螺旋式 第34页，共41页，2022年，5月20日，13点7分，星期四纸筒式元素周期表 第35页，共41页，2022年，5月20日，13点7分，星期四按电子轨道排列制作的周期表第36页，共41页，2022年，5月20日，13点7分，星期四资 料118号元素 2006年10月16日美国科学家他们在杜布纳利用回旋加速器两次将许多钙48离子加速，用来轰击人造元素锎249，从而制造出颗新原子。每颗新原子的原子核包含118个质子和179个中子。也就是说，这种新元素在元素周期表中的序号为118，原子量为297。 第37页，共41页，2022年，5月20日，13点7分，星期四 科学家两次将大量钙48离子加速，用来轰击人造元素锎249，从而制造出3颗新原子。 第38页，共41页，2022年，5月20日，13点7分，星期四118号元素原子的“衰变链”过程(艺术效果图) 第39页，共