1、外 围 电 子 层 排 布外 围 电 子 层 排 布 ,括 号 指 可 能 的 电 子 层 排 布 1 H 1s1 2 He 1s23 Li 2s14 Be 2s25 B 2s2 2p16 C 2s2 2p27 N 2s2 2p38 O2s2 2p49 F 2s2 2p510 Ne 2s2 2p611 Na 3s112 Mg 3s213 Al 3s2 3p114 Si 3s2 3p215 P 3s2 3p316 S 3s2 3p417 Cl 3s2 3p518 Ar 3s2 3p619 K 4s120 Ca 4s221 Sc 3d1 4s222 Ti 3d2 4s223 V 3d3 4s224
2、 Cr 3d5 4s125 Mn 3d5 4s226 Fe 3d6 4s227 Co 3d7 4s228 Ni 3d8 4s229 Cu 3d10 4s130 Zn 3d10 4s231 Ga 4s2 4p132 Ge 4s2 4p233 As 4s2 4p334 Se 4s2 4p435 Br 4s2 4p536 Kr 4s2 4p637 Rb 5s138 Sr 5s239 Y 4d1 5s240 Zr 4d2 5s241 Nb 4d4 5s142 Mo 4d5 5s143 Tc 4d5 5s244 Ru 4d7 5s145 Rh 4d8 5s146 Pd 4d1047 Ag 4d10 5s
3、148 Cd 4d10 5s249 In 5s2 5p150 Sn 5s2 5p251 Sb 5s2 5p352 Te 5s2 5p453 In 5s2 5p554 Xe 5s2 5p655 Cs 6s156 Ba 6s257 La 5d1 6s258 Ce 4f1 5d1 6s259 Pr 4f3 6s260 Nd 4f4 6s261 Pm 4f5 6s262 Sm 4f6 6s263 Eu 4f7 6s264 Gd 4f7 5d1 6s265 Tb 4f9 6s266 Dy 4f10 6s267 Ho 4f11 6s268 Er 4f12 6s269 Tm 4f13 6s270 Yb 4f
4、14 6s271 Lu 4f14 5d1 6s272 Hf 5d2 6s273 Ta 5d3 6s274 W 5d4 6s275 Re 5d5 6s276 Os 5d6 6s277 Ir 5d7 6s278 Pt 5d9 6s179 Au 5d10 6s180 Hg 5d10 6s281 Tl 6s2 6p182 Pb 6s2 6p283 Bi 6s2 6p384 Po 6s2 6p485 At 6s2 6p586 Rn 6s2 6p687 Fr 7s188 Ra 7s289 Ac 6d1 7s290 Th 6d2 7s291 Pa 5f2 6d1 7s292 U 5f3 6d1 7s293
5、Np 5f4 6d1 7s294 Pu 5f6 7s295 Am 5f7 7s296 Cm 5f7 6d1 7s297 Bk 5f9 7s298 Cf 5f10 7s299 Es 5f11 7s2100 Fm 5f12 7s2101 Md (5f13 7s2)102 No (5f14 7s2)103 Lr (5f14 6d17s2)104 Rf (6d2 7s2)105 Db (6d3 7s2)106 Sg 5f146d47s2107 Bh 5f146d57s2108 Hs 5f146d67s2109 Mt 5f146d77s2110 Ds 5f146d97s1111 Rg 5f146d107
6、s1112 Cn 5f146d107s2113 Uut 5f146d107s27p1114 Uuq 5f146d107s27p2115 Uup 5f146d107s27p3116 Uuh 5f146d107s27p4117 Uus 5f146d107s27p5118 Uuo 5f146d107s27p6 编 辑 本 段 蕴 含 规 律递 变 性 规 律1 原 子 半 径 （ 1） 除 第 1 周 期 外 ， 其 他 周 期 元 素 （ 惰 性 气 体 元 素 除 外 ） 的原 子 半 径 随 原 子 序 数 的 递 增 而 减 小 ； （ 2） 同 一 族 的 元 素 从 上 到 下 ， 随
7、电 子 层 数 增 多 ， 原 子 半 径 增大 。 注 意 ： 原 子 半 径 在 VIB 族 及 此 后 各 副 族 元 素 中 出 现 反 常 现 象。 从 钛 至 锆 ， 其 原 子 半 径 合 乎 规 律 地 增 加 ， 这 主 要 是 增 加 电 子 层 数造 成 的 。 然 而 从 锆 至 铪 ， 尽 管 也 增 加 了 一 个 电 子 层 ， 但 半 径 反 而 减小 了 ， 这 是 与 它 们 对 应 的 前 一 族 元 素 是 钇 至 镧 ， 原 子 半 径 也 合 乎 规律 地 增 加 （ 电 子 层 数 增 加 ） 。 然 而 从 镧 至 铪 中 间 却 经 历 了 镧
8、 系 的 十四 个 元 素 ， 由 于 电 子 层 数 没 有 改 变 ， 随 着 有 效 核 电 荷 数 略 有 增 加 ，原 子 半 径 依 次 收 缩 ， 这 种 现 象 称 为 “镧 系 收 缩 ”。 镧 系 收 缩 的 结 果抵 消 了 从 锆 至 铪 由 于 电 子 层 数 增 加 到 来 的 原 子 半 径 应 当 增 加 的 影 响， 出 现 了 铪 的 原 子 半 径 反 而 比 锆 小 的 “反 常 ”现 象 。2 元 素 变 化 规 律（ 1） 除 第 一 周 期 外 ， 其 余 每 个 周 期 都 是 以 金 属 元 素 开 始 逐 渐过 渡 到 非 金 属 元 素 ，
9、 最 后 以 稀 有 气 体 元 素 结 束 。（ 2） 每 一 族 的 元 素 的 化 学 性 质 相 似3 元 素 化 合 价 （ 1） 除 第 1 周 期 外 ， 同 周 期 从 左 到 右 ， 元 素 最 高 正 价 由 碱 金属 +1 递 增 到 +7， 非 金 属 元 素 负 价 由 碳 族 -4 递 增 到 -1（ 氟 无 正 价 ，氧 无 +6 价 ， 除 外 ） ； （ 2） 同 一 主 族 的 元 素 的 最 高 正 价 、 负 价 均 相 同 (3) 所 有 单 质 都 显 零 价 4 单 质 的 熔 点 （ 1） 同 一 周 期 元 素 随 原 子 序 数 的 递 增
10、， 元 素 组 成 的 金 属 单 质的 熔 点 递 增 ， 非 金 属 单 质 的 熔 点 递 减 ； （ 2） 同 一 族 元 素 从 上 到 下 ， 元 素 组 成 的 金 属 单 质 的 熔 点 递 减， 非 金 属 单 质 的 熔 点 递 增 5 元 素 的 金 属 性 与 非 金 属 性 （ 1） 同 一 周 期 的 元 素 电 子 层 数 相 同 。 因 此 随 着 核 电 荷 数 的 增加 ， 原 子 越 容 易 得 电 子 ， 从 左 到 右 金 属 性 递 减 ， 非 金 属 性 递 增 ； （ 2） 同 一 主 族 元 素 最 外 层 电 子 数 相 同 ， 因 此 随
11、着 电 子 层 数 的增 加 ， 原 子 越 容 易 失 电 子 ， 从 上 到 下 金 属 性 递 增 ， 非 金 属 性 递 减 。 6 最 高 价 氧 化 物 和 水 化 物 的 酸 碱 性 元 素 的 金 属 性 越 强 ， 其 最 高 价 氧 化 物 的 水 化 物 的 碱 性 越 强 ； 元素 的 非 金 属 性 越 强 ， 最 高 价 氧 化 物 的 水 化 物 的 酸 性 越 强 。 7 非 金 属 气 态 氢 化 物 元 素 非 金 属 性 越 强 ， 气 态 氢 化 物 越 稳 定 。 同 周 期 非 金 属 元 素 的非 金 属 性 越 强 ， 其 气 态 氢 化 物 水
12、 溶 液 一 般 酸 性 越 强 ； 同 主 族 非 金 属元 素 的 非 金 属 性 越 强 ， 其 气 态 氢 化 物 水 溶 液 的 酸 性 越 弱 。 8 单 质 的 氧 化 性 、 还 原 性 一 般 元 素 的 金 属 性 越 强 ， 其 单 质 的 还 原 性 越 强 ， 其 氧 化 物 的 阳离 子 氧 化 性 越 弱 ； 元 素 的 非 金 属 性 越 强 ， 其 单 质 的 氧 化 性 越 强 ， 其简 单 阴 离 子 的 还 原 性 越 弱 。 元 素 周 期 律元 素 周 期 表 是 元 素 周 期 律 用 表 格 表 达 的 具 体 形 式 ， 它 反 映元 素 原
13、子 的 内 部 结 构 和 它 们 之 间 相 互 联 系 的 规 律 。 元 素 周 期 表 简 称周 期 表 。 元 素 周 期 表 1有 很 多 种 表 达 形 式 ， 目 前 最 常 用 的 是 维 尔 纳长 式 周 期 表 。 元 素 周 期 表 有 7 个 周 期 ， 有 16 个 族 和 4 个 区 。 元 素在 周 期 表 中 的 位 置 能 反 映 该 元 素 的 原 子 结 构 。 周 期 表 中 同 一 横 列元 素 构 成 一 个 周 期 。 同 周 期 元 素 原 子 的 电 子 层 数 等 于 该 周 期 的 序 数。 同 一 纵 行 （ 第 族 包 括 3 个 纵
14、 行 ） 的 元 素 称 “族 ”。 族 是 原 子 内部 外 电 子 层 构 型 的 反 映 。 例 如 外 电 子 构 型 ， IA 族 是 ns1， IIIA 族是 ns2 np1， O 族 是 ns2 np4， IIIB 族 是 （ n-1） d1ns2 等 。 元 素周 期 表 能 形 象 地 体 现 元 素 周 期 律 。 根 据 元 素 周 期 表 可 以 推 测 各 种 元 素 的 原 子 结 构 以 及 元 素 及 其 化 合 物 性 质 的 递 变 规 律 。 当 年 ， 门 捷 列 夫 根 据 元 素 周 期 表 中 未 知元 素 的 周 围 元 素 和 化 合 物 的
15、性 质 ， 经 过 综 合 推 测 ， 成 功 地 预 言 未 知 元 素 及 其 化 合 物 的 性 质 。 现 在 科 学 家 利 用 元 素 周 期 表 ，指 导 寻 找 制 取 半 导 体 、 催 化 剂 、 化 学 农 药 、 新 型 材 料 的 元 素 及 化 合 物 。现 代 化 学 的 元 素 周 期 律 是 1869 年 俄 国 科 学 家 德 米 特 里 伊 万 诺 维 奇 门 捷 列 夫 （ Dmitri Ivanovich Mendeleev )首先 整 理 ， 他 将 当 时 已 知 的 63 种 元 素 依 原 子 量 大 小 并 以 表 的 形 式 排 列 ， 把
16、 有 相 似 化 学 性 质 的 元 素 放 在 同 一 行 ， 就 是 元 素 周期 表 的 雏 形 。 利 用 周 期 表 ， 门 捷 列 夫 成 功 的 预 测 当 时 尚 未 发 现 的 元 素 的 特 性 (镓 、 钪 、 锗 )。 1913 年 英 国 科 学 家 莫 色 勒 利用 阴 极 射 线 撞 击 金 属 产 生 X 射 线 ， 发 现 原 子 序 越 大 ， X 射 线 的 频 率 就 越 高 ， 因 此 他 认 为 核 的 正 电 荷 决 定 了 元 素 的 化 学 性质 ， 并 把 元 素 依 照 核 内 正 电 荷 (即 质 子 数 或 原 子 序 )排 列 ， 经
17、 过 多 年 修 订 后 才 成 为 当 代 的 周 期 表 。 当 然 还 有 未 知 元 素 等 待 我们 探 索 这 张 表 揭 示 了 物 质 世 界 的 秘 密 ， 把 一 些 看 来 似 乎 互 不 相 关 的 元 素 统 一 起 来 ， 组 成 了 一 个 完 整 的 自 然 体 系 。 位 置 规 律判 断 元 素 在 周 期 表 中 位 置 应 牢 记 的 规 律 ： （ 1） 元 素 周 期 数 等 于 核 外 电 子 层 数 ； （ 2） 主 族 元 素 的 族 数 等 于 最 外 层 电 子 数 。 阴 阳 离 子 的 半 径 大 小 辨 别 规 律由 于 阴 离 子
18、是 电 子 最 外 层 得 到 了 电 子 而 阳 离 子 是 失 去 了 电 子 所 以 , 总 的 说 来 (同 种 元 素 )(1) 阳 离 子 半 径 原 子 半 径 (3) 阴 离 子 半 径 阳 离 子 半 径(4)对 于 具 有 相 同 核 外 电 子 排 布 的 离 子 ， 原 子 序 数 越 大 ， 其 离子 半 径 越 小 。（ 不 适 合 用 于 稀 有 气 体 ） 编 辑 本 段 意 义 与 作 用1869 年 ， 门 捷 列 夫 发 现 了 元 素 周 期 律 和 元 素 周 期 表 ， 在 元 素周 期 律 的 指 导 下 ， 利 用 元 素 之 间 的 一 些 规
19、 律 性 知 识 来 分 类 学 习 物 质的 性 质 ， 就 使 化 学 学 习 和 研 究 变 得 有 规 律 可 循 。 现 在 ， 化 学 家 们 已经 能 利 用 各 种 先 进 的 仪 器 和 分 析 技 术 对 化 学 世 界 进 行 微 观 的 探 索 ，并 正 在 探 索 利 用 纳 米 技 术 制 造 出 具 有 特 定 功 能 的 产 品 ， 是 化 学 在 材料 、 能 源 、 环 境 和 生 命 科 学 等 研 究 上 发 挥 越 来 越 重 要 的 作 用 。 编 辑 本 段 发 展 历 史元 素 周 期 律 的 发 现 是 许 多 科 学 家 共 同 努 力 的
20、结 果1789 年 ， 安 托 万 -洛 朗 拉 瓦 锡 出 版 的 化 学 大 纲 中 发 表 了人 类 历 史 上 第 一 张 元 素 表 ， 在 该 表 中 ， 他 将 当 时 已 知 的 33 种元 素 分 四 类 。 1829 年 ， 德 贝 莱 纳 在 对 当 时 已 知 的 54 种 元 素 进 行了 系 统 的 分 析 研 究 之 后 ， 提 出 了 元 素 的 三 元 素 组 规 则 。 他 发 现 了 几组 元 素 ， 每 组 都 有 三 个 化 学 性 质 相 似 的 成 员 。 并 且 ， 在 每 组 中 ， 居中 的 元 素 的 原 子 量 ， 近 似 于 两 端 元
21、 素 原 子 量 的 平 均 值 。 1850 年 ， 德 国 人 培 顿 科 弗 宣 布 ， 性 质 相 似 的 元 素 并 不 一 定 只有 三 个 ； 性 质 相 似 的 元 素 的 原 子 量 之 差 往 往 为 8 或 8 的 倍 数 。1862 年 ， 法 国 化 学 家 尚 古 多 创 建 了 螺 旋 图 ， 他 创 造 性 地 将当 时 的 62 种 元 素 ， 按 各 元 素 原 子 量 的 大 小 为 序 ， 标 志 着 绕 着 圆 柱一 升 的 螺 旋 线 上 。 他 意 外 地 发 现 ， 化 学 性 质 相 似 的 元 素 ， 都 出 现 在同 一 条 母 线 上 。
22、1863 年 ， 英 国 化 学 家 欧 德 林 发 表 了 原 子 量 和 元 素 符 号 表 ， 共 列 出 49 个 元 素 ， 并 留 有 9 个 空 位 。 上 述 各 位 科 学 家 以 及 他们 所 做 的 研 究 ， 在 一 定 程 度 上 只 能 说 是 一 个 前 期 的 准 备 ， 但 是 这 些准 备 工 作 是 不 可 缺 少 的 。 而 俄 国 化 学 家 门 捷 列 夫 、 德 国 化 学 家 迈 尔和 英 国 化 学 家 纽 兰 兹 在 元 素 周 期 律 的 发 现 过 程 中 起 了 决 定 性 的 作 用。1865 年 ， 纽 兰 兹 正 在 独 立 地
23、进 行 化 学 元 素 的 分 类 研 究 ， 在 研究 中 他 发 现 了 一 个 很 有 趣 的 现 象 。 当 元 素 按 原 子 量 递 增 的 顺 序 排 列起 来 时 ， 每 隔 8 个 元 素 ， 元 素 的 物 理 性 质 和 化 学 性 质 就 会 重 复 出 现。 由 此 他 将 各 种 元 素 按 着 原 子 量 递 增 的 顺 序 排 列 起 来 ， 形 成 了 若 干族 系 的 周 期 。 纽 兰 兹 称 这 一 规 律 为 “八 音 律 ”。 这 一 正 确 的 规 律 的发 现 非 但 没 有 被 当 时 的 科 学 界 接 受 ， 反 而 使 它 的 发 现 者
24、 纽 兰 兹 受 尽了 非 难 和 侮 辱 。 直 到 后 来 ， 当 人 人 已 信 服 了 门 氏 元 素 周 期 之 后 才 警醒 了 ， 英 国 皇 家 学 会 对 以 往 对 纽 兰 兹 不 公 正 的 态 度 进 行 了 纠 正 。 门捷 列 夫 在 元 素 周 期 的 发 现 中 可 谓 是 中 流 砥 柱 ， 不 可 避 免 地 ， 他 在 研究 工 作 中 亦 接 受 了 包 括 自 己 的 老 师 在 内 的 各 个 方 面 的 不 理 解 和 压 力。门 捷 列 夫 出 生 于 1834 年 ， 俄 国 西 伯 利 亚 的 托 博 尔 斯 克 市 ， 他出 生 不 久 ，
25、 父 亲 就 因 双 目 失 明 出 外 就 医 ， 失 去 了 得 以 维 持 家 人 生 活的 教 员 职 位 。 门 捷 列 夫 14 岁 那 年 ， 父 亲 逝 世 ， 接 着 火 灾 又 吞 没 了他 家 中 的 所 有 财 产 ， 真 是 祸 不 单 行 。 1850 年 ， 家 境 困 顿 的 门 捷 列夫 藉 着 微 薄 的 助 学 金 开 始 了 他 的 大 学 生 活 ， 后 来 成 了 彼 得 堡 大 学 的教 授 。 幸 运 的 是 ， 门 捷 列 夫 生 活 在 化 学 界 探 索 元 素 规 律 的 卓 绝 时 期 。当 时 ， 各 国 化 学 家 都 在 探 索
26、已 知 的 几 十 种 元 素 的 内 在 联 系 规 律 。 1865 年 ， 英 国 化 学 家 纽 兰 兹 把 当 时 已 知 的 元 素 按 原 子 量 大 小的 顺 序 进 行 排 列 ， 发 现 无 论 从 哪 一 个 元 素 算 起 ， 每 到 第 八 个 元 素 就和 第 一 个 元 素 的 性 质 相 近 。 这 很 像 音 乐 上 的 八 度 音 循 环 ， 因 此 ， 他干 脆 把 元 素 的 这 种 周 期 性 叫 做 “八 音 律 ”， 并 据 此 画 出 了 标 示 元 素关 系 的 “八 音 律 ”表 。 显 然 ， 纽 兰 兹 已 经 下 意 识 地 摸 到 了
27、 “真 理 女 神 ”的 裙 角 ， 差 点就 揭 示 元 素 周 期 律 了 。 不 过 ， 条 件 限 制 了 他 作 进 一 步 的 探 索 ， 因 为当 时 原 子 量 的 测 定 值 有 错 误 ， 而 且 他 也 没 有 考 虑 到 还 有 尚 未 发 现 的元 素 ， 只 是 机 械 地 按 当 时 的 原 子 量 大 小 将 元 素 排 列 起 来 ， 所 以 他 没能 揭 示 出 元 素 之 间 的 内 在 规 律 。 可 见 ， 任 何 科 学 真 理 的 发 现 ， 都 不 会 是 一 帆 风 顺 的 ， 都 会 受 到阻 力 ， 有 些 阻 力 甚 至 是 人 为 的
28、。 当 年 ， 纽 兰 兹 的 “八 音 律 ”在 英 国化 学 学 会 上 受 到 了 嘲 弄 ， 主 持 人 以 不 无 讥 讽 的 口 吻 问 道 ： “你 为 什么 不 按 元 素 的 字 母 顺 序 排 列 ?” 门 捷 列 夫 顾 不 了 这 么 多 ， 他 以 惊 人 的 洞 察 力 投 入 了 艰 苦 的 探 索。 直 到 1869 年 ， 他 将 当 时 已 知 的 63 种 元 素 的 主 要 性 质 和 原 子 量， 写 在 一 张 张 小 卡 片 上 ， 进 行 反 复 排 列 比 较 ， 才 最 后 发 现 了 元 素 周期 规 律 ， 并 依 此 制 定 了 元 素
29、 周 期 表 。 元 素 周 期 表 的 发 现 ， 是 近 代 化 学 史 上 的 一 个 创 举 ， 对 于 促 进 化学 的 发 展 ， 起 了 巨 大 的 作 用 。 看 到 这 张 表 ， 人 们 便 会 想 到 它 的 最 早发 明 者 门 捷 列 夫 。 编 辑 本 段 门 捷 列 夫 简 介门 捷 列 夫 生 于 1834 年 ， 俄 国 西 伯 利 亚 的 托 博 尔 斯 克 市 ， 10岁 之 前 居 住 于 西 伯 利 亚 ， 在 一 个 政 治 流 放 者 的 指 导 下 ， 学 习 科 学 知识 并 对 其 产 生 了 极 大 兴 趣 。 1847 年 ， 失 去 父
30、 亲 的 门 捷 列 夫 随 母 亲 来 到 彼 得 堡 。1850 年 ， 进 入 中 央 师 范 学 院 学 习 ， 毕 业 后 曾 担 任 中 学 教 师 ，后 任 彼 得 堡 大 学 副 教 授 。 1867 年 ， 担 任 教 授 的 门 捷 列 夫 为 了 系 统地 讲 好 无 机 化 学 课 程 中 ， 正 在 着 手 著 述 一 本 普 通 化 学 教 科 书 化学 原 理 。 在 著 书 过 程 中 ， 他 遇 到 一 个 难 题 ， 即 用 一 种 怎 样 的 合 乎逻 辑 的 方 式 来 组 织 当 时 已 知 的 63 种 元 素 。 门 捷 列 夫 仔 细 研 究 了
31、63 种 元 素 的 物 理 性 质 和 化 学 性 质 ， 又 经 过 几 次 并 不 满 意 的 开 头 之后 ， 他 想 到 了 一 个 很 好 的 方 法 对 元 素 进 行 系 统 的 分 类 。 门 捷 列 夫 准备 了 许 多 扑 克 牌 一 样 的 卡 片 ， 将 63 种 化 学 元 素 的 名 称 及 其 原 子 量、 氧 化 物 、 物 理 性 质 、 化 学 性 质 等 分 别 写 在 卡 片 上 。 门 捷 列 夫 用 不同 的 方 法 去 摆 那 些 卡 片 ， 用 以 进 行 元 素 分 类 的 试 验 。 最 初 ， 他 试 图像 德 贝 莱 纳 那 样 ， 将
32、 元 素 分 分 为 三 个 一 组 ， 得 到 的 结 果 并 不 理 想 。他 又 将 非 金 属 元 素 和 金 属 元 素 分 别 摆 在 一 起 ， 使 其 分 成 两 行 ， 仍 然未 能 成 功 。 他 用 各 种 方 法 摆 弄 这 些 卡 片 ， 都 未 能 实 现 最 佳 的 分 类 。 1869 年 3 月 1 日 这 一 天 ， 门 捷 列 夫 仍 然 在 对 着 这 些 卡 片 苦 苦思 索 。 他 先 把 常 见 的 元 素 族 按 照 原 子 量 递 增 的 顺 序 拼 在 一 起 ， 之 后是 那 些 不 常 见 的 元 素 ， 最 后 只 剩 下 稀 土 元
33、素 没 有 全 部 “入 座 ”， 门捷 列 夫 无 奈 地 将 它 放 在 边 上 。 从 头 至 尾 看 一 遍 排 出 的 “牌 阵 ”， 门捷 列 夫 惊 喜 地 发 现 ， 所 有 的 已 知 元 素 都 已 按 原 子 量 递 增 的 顺 序 排 列起 来 ， 并 且 相 似 元 素 依 一 定 的 间 隔 出 现 。 第 二 天 ， 门 捷 列 夫 将 所得 出 的 结 果 制 成 一 张 表 ， 这 是 人 类 历 史 上 第 一 张 化 学 元 素 周 期 表 。在 这 个 表 中 ， 周 期 是 横 行 ， 族 是 纵 行 。 在 门 捷 列 夫 的 周 期 表 中 ， 他
34、大 胆 地 为 尚 待 发 现 的 元 素 留 出 了 位 置 ， 并 且 在 其 关 于 周 期 表 的 发 现的 论 文 中 指 出 ： 按 着 原 子 量 由 小 到 大 的 顺 序 排 列 各 种 元 素 ， 在 原 子量 跳 跃 过 大 的 地 方 会 有 新 元 素 被 发 现 ， 因 此 周 期 律 可 以 预 言 尚 待 发现 的 元 素 。 事 实 上 ， 德 国 化 学 家 迈 尔 早 在 1864 年 就 已 发 明 了 “六元 素 表 ”， 此 表 已 具 备 了 化 学 元 素 周 期 表 早 几 个 月 ， 迈 尔 又 对 “六元 素 表 ”进 行 了 递 减 ，
35、提 出 了 著 名 的 原 子 体 积 周 期 性 图 解 。 该图 解 比 门 氏 的 第 一 张 化 学 元 素 表 定 量 化 程 度 要 强 ， 因 而 比 较 精 确 。但 是 ， 迈 尔 未 能 对 该 图 解 进 行 系 统 说 明 ， 而 该 图 解 侧 重 于 化 学 元 素物 理 性 质 的 体 现 。 1871 年 12 月 ， 门 捷 列 夫 在 第 一 张 元 素 周 期 表 的 基 础 上 进 行 增益 ， 发 表 了 第 二 张 表 。 在 该 表 中 ， 改 竖 排 为 横 排 ， 使 用 一 族 元 素 处于 同 一 竖 行 中 ， 更 突 出 了 元 素 性
36、 质 的 周 期 性 。 至 此 ， 化 学 元 素 周 期律 的 发 现 工 作 已 圆 满 完 成 。 客 观 上 来 说 ， 迈 尔 和 门 捷 列 夫 都 曾 独自 发 现 了 元 素 的 周 期 律 ， 但 是 由 于 门 捷 列 夫 对 元 素 周 期 律 的 研 究 最为 彻 底 ， 故 而 在 化 学 界 通 常 将 周 期 律 称 为 门 捷 列 夫 周 期 律 ： 主 族 元素 越 是 向 右 非 金 属 性 越 强 ， 越 是 向 上 金 属 性 越 强 。 同 主 族 元 素 ，随 着 周 期 数 的 增 加 ， 分 子 量 越 来 越 大 ， 半 径 越 来 越 大
37、， 金 属 性 越 来越 强 。 同 周 期 元 素 ， 随 着 原 子 系 数 数 的 增 加 ， 分 子 量 越 来 越 大 ，半 径 越 来 越 小 ， 非 金 属 性 越 来 越 强 。 最 后 一 列 上 都 是 稀 有 气 体 ，化 学 性 质 稳 定 中 学 化 学 就 讲 这 些 ， 过 渡 元 素 不 要 求 。 根 据 各 周期 内 所 含 元 素 种 数 的 不 同 ， 将 只 有 2 种 元 素 的 第 1 周 期 和 各 有 8种 元 素 的 第 2、 3 周 期 命 名 为 “短 周 期 ”， 第 4、 5、 6 周 期 命 名 为 “长 周 期 ”， 其 中 4、
38、 5 周 期 各 有 18 种 元 素 ， 第 6 周 期 有 32 种 元 素， 第 7 周 期 现 有 26 种 元 素 ， 由 于 第 七 周 期 尚 未 填 满 ， 所 以 又 叫 “未 完 成 周 期 ”（ 不 完 全 周 期 ） 。补 充 一 下 ， 元 素 周 期 表 的 第 八 、 九 周 期 中 的 两 个 元 素 也 被 当 代科 学 家 确 定 了 ， 都 是 碱 土 金 属 。 （ 不 过 还 没 命 名 ) 德 米 特 里 伊 万 诺 维 奇 门 捷 列 夫 出 生 的 时 代 ， 正 是 欧 洲 资 本 主义 迅 速 发 展 时 期 。 生 产 的 飞 速 发 展
39、， 不 断 地 对 科 学 技 术 提 出 新 的 要求 。 化 学 也 同 其 它 科 学 一 样 ， 取 得 了 惊 人 的 进 展 。 门 捷 列 夫 正 是 在这 样 一 个 时 代 ， 诞 生 到 人 间 。 门 捷 列 夫 从 小 就 热 爱 劳 动 ， 热 爱 学 习。 他 认 为 只 有 劳 动 ， 才 能 使 人 们 得 到 快 乐 、 美 满 的 生 活 ； 只 有 学 习， 才 能 使 人 变 得 聪 明 。 门 捷 列 夫 在 学 校 读 书 的 时 候 ， 一 位 很 有 名的 化 学 教 师 ， 经 常 给 他 们 讲 课 。 热 情 地 向 他 们 介 绍 当 时
40、 由 英 国 科 学家 道 尔 顿 始 创 的 新 原 子 论 。 由 于 道 尔 顿 新 原 于 学 说 的 问 世 ， 促 进 了化 学 的 发 展 速 度 ， 新 元 素 被 发 现 了 。 化 学 这 一 门 科 学 正 激 动 着 人 们 的 心 。 这 位教 师 的 讲 授 ， 使 门 捷 列 夫 的 思 想 更 加 开 阔 了 ， 决 心 为 化 学 这 门 科 学献 出 一 生 。 门 捷 列 夫 在 大 学 学 习 期 间 ， 表 现 出 了 坚 韧 、 忘 我 的 超人 精 神 。 疾 病 折 磨 着 门 捷 列 夫 ， 由 于 丧 失 了 无 数 血 液 ， 他 一 天
41、一 天的 消 瘦 和 苍 白 了 。 可 是 ， 在 他 贫 血 的 手 里 总 是 握 着 一 本 化 学 教 科 书。 那 里 面 当 时 有 很 多 没 有 弄 明 白 的 问 题 ， 缠 绕 着 他 的 头 脑 ， 似 乎 在召 呼 他 快 去 探 索 。 他 在 用 生 命 的 代 价 ， 在 科 学 的 道 路 上 攀 登 着 。 他说 ， 我 这 样 做 “不 是 为 了 自 己 的 光 荣 ， 而 是 为 了 俄 国 名 字 的 光 荣 。 ”过 了 一 段 时 间 以 后 ， 门 捷 列 夫 并 没 有 死 去 ， 反 而 一 天 天 好 起 来了 。 最 后 ， 才 知 道
42、 是 医 生 诊 断 的 错 误 ， 而 他 得 的 不 过 是 气 管 出 血 症罢 了 。 由 于 门 捷 列 夫 学 习 刻 苦 和 在 学 习 期 间 进 行 了 一 些 创 造 性 的研 究 工 作 ， 一 八 五 五 年 ， 他 以 优 异 成 绩 从 学 院 毕 业 。 毕 业 后 ， 他 先后 到 过 辛 菲 罗 波 尔 、 敖 德 萨 担 任 中 学 教 师 。 这 期 间 ， 他 一 边 教 书 ，一 边 在 极 其 简 陋 的 条 件 下 进 行 研 究 ， 写 出 了 论 比 容 的 论 文 。文 中 指 出 了 根 据 比 容 进 行 化 合 物 的 自 然 分 组
43、的 途 径 。 一 八 五 七 年 一月 ， 他 被 批 准 为 彼 得 堡 大 学 化 学 教 研 室 副 教 授 ， 当 时 年 仅 二 十 三 岁。 攀 登 科 学 高 峰 的 路 ， 是 一 条 艰 苦 而 又 曲 折 的 路 。 门 捷 列 夫 在 这条 路 上 ， 也 是 吃 尽 了 苦 头 。 当 他 担 任 化 学 副 教 授 以 后 ， 负 责 讲 授 化 学 基 础 课 。 在 理 论 化 学 里 应 该 指 出 自 然 界 到 底 有 多 少 元 素 ？元 素 之 间 有 什 么 异 同 和 存 在 什 么 内 部 联 系 ？ 新 的 元 素 应 该 怎 样 去 发现 ？
44、 这 些 问 题 ， 当 时 的 化 学 界 正 处 在 探 索 阶 段 。 近 五 十 多 年 来 ， 各国 的 化 学 家 们 ， 为 了 打 开 这 秘 密 的 大 门 ， 进 行 了 顽 强 的 努 力 。 虽 然有 些 化 学 家 如 德 贝 莱 纳 和 纽 兰 兹 在 一 定 深 度 和 不 同 角 度 客 观 地 叙 述了 元 素 间 的 某 些 联 系 ， 但 由 于 他 们 没 有 把 所 有 元 素 作 为 整 体 来 概 括， 所 以 没 有 找 到 元 素 的 正 确 分 类 原 则 。 年 轻 的 学 者 门 捷 列 夫 也 毫 无畏 惧 地 冲 进 了 这 个 领
45、域 ， 开 始 了 艰 难 的 探 索 工 作 。 他 不 分 昼 夜 地研 究 着 ， 探 求 元 素 的 化 学 特 性 和 它 们 的 一 般 的 原 子 特 性 ， 然 后 将 每个 元 素 记 在 一 张 小 纸 卡 上 。 他 企 图 在 元 素 全 部 的 复 杂 的 特 性 里 ， 捕捉 元 素 的 共 同 性 。 一 但 他 的 研 究 ， 一 次 又 一 次 地 失 败 了 。 可 他 不 屈服 ， 不 灰 心 ， 坚 持 干 下 去 。 为 了 彻 底 解 决 这 个 问 题 ， 他 又 走 出 实验 室 ， 开 始 出 外 考 察 和 整 理 收 集 资 料 。 一 八
46、 五 九 年 ， 他 去 德 国 海 德尔 堡 进 行 科 学 深 造 。 两 年 中 ， 他 集 中 精 力 研 究 了 物 理 学 、 化 学 ， 使他 探 索 元 素 间 内 在 联 系 的 基 础 更 扎 实 了 。 1862 年 ， 他 对 巴 库 油 田 进 行 了 考 察 ， 对 液 体 进 行 了 深 入 研 究， 重 测 了 一 些 元 素 的 原 子 量 ， 使 他 对 元 素 的 特 性 有 了 深 刻 的 了 解 。1867 年 ， 他 借 应 邀 参 加 在 法 国 举 行 的 世 界 工 业 展 览 俄 罗 斯 陈列 馆 工 作 的 机 会 ， 参 观 和 考 察
47、了 法 国 、 德 国 、 比 利 时 的 许 多 化 工 厂、 实 验 室 ， 大 开 眼 界 ， 丰 富 了 知 识 。 这 些 实 践 活 动 ， 不 仅 增 长 了 他认 识 自 然 的 才 干 ， 而 且 对 他 发 现 元 素 周 期 律 ， 奠 定 了 雄 厚 的 基 础 。 门 捷 列 夫 又 返 回 实 验 室 ， 继 续 研 究 他 的 纸 卡 。 他 把 重 新 测 定 过 的 原子 量 的 元 素 ， 按 照 原 子 量 的 大 小 依 次 排 列 起 来 。 他 发 现 性 质 相 似 的元 素 ， 它 们 的 原 子 量 并 不 相 近 ； 相 反 ， 有 些 性
48、质 不 同 的 元 素 ， 它 们的 原 子 量 反 而 相 近 。 他 紧 紧 抓 住 元 素 的 原 子 量 与 性 质 之 间 的 相 互 关系 ， 不 停 地 研 究 着 。 他 的 脑 子 因 过 度 紧 张 ， 而 经 常 昏 眩 。 但 是 ， 他的 心 血 并 没 有 白 费 ， 在 1869 年 2 月 19 日 ， 他 终 于 发 现 了 元 素 周期 律 。 他 的 周 期 律 说 明 ： 简 单 物 体 的 性 质 ， 以 及 元 素 化 合 物 的 形 式和 性 质 ， 都 和 元 素 原 子 量 的 大 小 有 周 期 性 的 依 赖 关 系 。 门 捷 列 夫 在
49、排 列 元 素 表 的 过 程 中 ， 又 大 胆 指 出 ， 当 时 一 些 公 认 的 原 子 量 不 准 确。 如 那 时 金 的 原 子 量 公 认 为 169.2， 按 此 在 元 素 表 中 ， 金 应 排 在 锇、 铱 、 铂 的 前 面 ， 因 为 它 们 被 公 认 的 原 子 量 分 别 为 198.6、 6.7、 196.7， 而 门 捷 列 夫 坚 定 地 认 为 金 应 排 列 在 这 三 种 元 素 的 后 面 ， 原 子量 都 应 重 新 测 定 。 大 家 重 测 的 结 果 ， 锇 为 190.9、 铱 为 193.1、 铂为 195.2， 而 金 是 197.2。 实 践 证 实 了 门 捷 列 夫 的 论 断 ， 也 证 明 了周 期 律 的 正 确 性 。 在 门 捷 列 夫 编 制 的 周 期 表 中 ， 还 留 有 很 多 空 格， 这 些 空 格 应 由 尚 未 发 现 的 元 素 来 填 满 。 门 捷 列 夫 从 理 论 上 计 算 出这 些 尚 未 发 现 的 元 素 的 最 重 要 性 质 ， 断 定 它 们 介 于 邻 近 元 素 的 性 质之 间 。 例 如 ， 在 锌 与 砷 之 间 的 两 个 空 格 中 ，
