原子结构与光谱
周期性变化趋势(periodic trends)
沿着周期表的某一行从左走到右,性质会以稳定、可预测的方式变化——原子变小、更难电离、更渴求电子。改为沿某一列往下走,趋势往往反转。这些贯穿整张表的平滑、重复的规律就是周期性变化趋势,它们让你仅凭一种元素的「地址」就能猜出它的行为。
周期性变化趋势是指:随着在周期表上横跨周期、纵贯族移动,原子半径、电离能、电子亲和能、电负性、金属性等性质所呈现的规律性变化。它们源于两个相互竞争的因素:核中质子增多带来的逐渐增强的吸引(有效核电荷),对抗内层电子的屏蔽以及外层电子越来越远的距离。
了解这些趋势,让你无需记住每一种元素就能预测和比较。需要注意的是,趋势是大体的倾向,而非不可违背的定律:存在一些众所周知的凹陷和凸起(例如电离能在第 2 族与第 13 族之间、以及第 15 族与第 16 族之间会出现摆动),它们由亚层填充与稳定性的精细细节所致。
在第二周期,原子半径从锂到氟稳步缩小,尽管电子在不断增加——因为每多一个质子都把整团电子云拉得更紧。然而沿第 1 族从锂往下走到铯,原子却急剧变大,因为每个新元素都增添了整整一层壳层。
性质沿周期表的横向和纵向重复出现规律——元素的「地址」暗示了它的行为。
横跨周期与纵贯族的趋势大多方向相反,所以在预测某性质升降之前,务必先弄清你在朝哪个方向移动。
又称
另见