2-7 元素周期表中的周期、族与区:周期表有多种形式,现在常用的是长式周期表,周期表共有七行。由于能级交错,周期有长短之分。第一、二、三周期称为短周期,第四、五、六周期称为长周期,第七周期称为不完全周期。周期数 = 主量子数n =电子层数(Pd除外) 。
长式周期表共分18列。元素周期表中的各长列元素称为主族,即最后一个电子一定填入s或p轨道。用A字符表达。元素周期表中的各短列元素称为副族,即最后一个电子一定填入d或f轨道。用B字符表达。
根据元素原子价层电子构型,可把元素周期表分成五个区。最后一个电子填充在s轨道上的元素称为s区元素。包括IA、IIA元素。价层电子构型为ns1-2。最后一个电子填充在p轨道上的元素称为p区元素,包括IIIA-VIIIA元素。价层电子构型为ns2 np1-6。s区和p区元素又属于主族元素。
最后一个电子填充在d轨道上的元素称为d区元素,包括IIIB-VIIIB元素。其价层电子构型为(n-1)d1-8ns1-2。最后一个电子填充在d轨道上并使d轨道上的电子全充满的元素为ds区元素,包括IB、IIB元素。其价层电子构型为(n-1)d10ns1-2。与d区元素的区别在于它们的(n-1)d轨道是全充满的。与s区元素的区别在于s区元素的次外层是p轨道,而它们的次外层是d轨道并且全充满。最后一个电子填充在f轨道上的元素为f区元素,包括镧系元素和锕系元素,其价层电子构型为(n-2)f 0-14ns2。d区、ds区和f区元素又属于副族元素。
2-8 原子、离子半径和范德华半径:原子半径是根据该原子在分子中与相邻原子的核间距测得的。根据原子在分子中的存在形式的不同,一般可把原子半径分为共价半径、金属半径和范德华半径。
同种元素形成双原子分子时,相邻两原子的核间距的一半,叫做该原子的共价半径。金属晶体中相邻两原子的核间距的一半,称为金属半径。两原子间只靠分子间作用力即范德华力相互接近时,它们核间距的一半称为范德华半径。离子半径是指,当阴离子和阳离子以离子键结合而形成离子晶体时,阳离子和阴离子之间保持着最短的距离。这表示它们之间的吸引力和排斥力达到平衡,这时两个原子核之间的平均距离即核间矩d就可以近似看作是阴、阳离子半径之和。
2-9 电离能、电子亲和能和电负性:电离能是指使基态的气态原子失去一个电子形成+1价气态离子所需要的能量叫第一电离能,用I1表示。从+1价气态离子再失去一个电子形成+2价的气态离子所需要的能量叫第二电离能,用I2表示,依此类推。电离能的单位为kJ•mol-1。
一个基态的气态原子得到一个电子形成-1价的气态离子时所放出的能量叫做第一电子亲和能,用Al表示,其单位是kJ•mol-1,Al通常也称为电子亲和能。它可用来衡量气态原子获得一个电子的难易程度。
电负性是用来衡量分子中原子吸引电子的能力。电负性大表示原子吸引电子能力强,电负性最大为F元素。