原子結構與光譜
週期性變化趨勢(periodic trends)
沿著週期表的某一行從左走到右,性質會以穩定、可預測的方式變化——原子變小、更難電離、更渴求電子。改為沿某一列往下走,趨勢往往反轉。這些貫穿整張表的平滑、重複的規律就是週期性變化趨勢,它們讓你僅憑一種元素的「地址」就能猜出它的行為。
週期性變化趨勢是指:隨著在週期表上橫跨週期、縱貫族移動,原子半徑、電離能、電子親和能、電負度、金屬性等性質所呈現的規律性變化。它們源於兩個相互競爭的因素:核中質子增多帶來的逐漸增強的吸引(有效核電荷),對抗內層電子的屏蔽以及外層電子越來越遠的距離。
了解這些趨勢,讓你無需記住每一種元素就能預測和比較。需要注意的是,趨勢是大體的傾向,而非不可違背的定律:存在一些眾所周知的凹陷和凸起(例如電離能在第 2 族與第 13 族之間、以及第 15 族與第 16 族之間會出現擺動),它們由次層填充與穩定性的精細細節所致。
在第二週期,原子半徑從鋰到氟穩步縮小,儘管電子在不斷增加——因為每多一個質子都把整團電子雲拉得更緊。然而沿第 1 族從鋰往下走到銫,原子卻急劇變大,因為每個新元素都增添了整整一層殼層。
性質沿週期表的橫向和縱向重複出現規律——元素的「地址」暗示了它的行為。
橫跨週期與縱貫族的趨勢大多方向相反,所以在預測某性質升降之前,務必先弄清你在朝哪個方向移動。
又稱
另見