元素周期表
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周期性趋势是原子性质在元素周期表中重复出现的规律。原子半径和金属性在同一族中自上而下增大,在同一周期中从右到左增大;电离能和电负性则在同一族中自下而上增大,在同一周期中从左到右增大。本页默认显示原子半径;可使用表格上方的“着色依据”栏,将它与电负性和电离能进行比较。
周期性趋势从第 1 号到第 118 号元素的变化
每种元素一根柱,按原子序数排列。虚线标出结束每个周期的稀有气体,所以重复出现的峰值显示了周期性规律。将鼠标悬停在柱上可查看其数值;下表列出了全部数值。
原子半径的变化趋势
原子半径在同一周期中从左到右减小,在同一族中自上而下增大。向右移动时,每个元素多一个质子,但新增的电子进入同一个最外层,对其他电子的屏蔽作用很弱。最外层电子感受到的有效核电荷增大,把它们拉得更近。向下移动时,每个周期增加一个离原子核更远的新电子层,所以原子变得更大。
所显示的半径是来自 PubChem 的范德华半径,单位为皮米。它们在同一族中自上而下清楚地遵循这一趋势,从锂(182 pm)到钠(227 pm)再到钾(275 pm),但在同一周期中规律性较差。
电离能的变化趋势
电离能是移去原子最外层电子所需的能量,在同一周期中增大,在同一族中自上而下减小。较小的原子把最外层电子束缚得更紧,所以把电子拉走需要更多能量。在第 2 到 6 周期中,碱金属的数值最低,稀有气体的最高,在第 13 族以及第 2 到 4 周期的第 16 族处有小幅下降。
电负性的变化趋势
电负性是原子对化学键中共用电子的吸引力,同样在同一周期中增大,在同一族中自上而下减小,原因相同:更强的有效核电荷作用于离原子核更近的电子。右上角的氟是电负性最大的元素。稀有气体通常被排除在外,因为氦、氖和氩不形成化合物。
金属性的变化趋势
金属性描述原子失去电子并表现得像金属的难易程度。它与原子半径的变化一致:在同一族中自上而下增强,在同一周期中减弱,因为最外层电子束缚松散的大原子很容易放出电子。金属性最强的元素在左下方,非金属性最强的元素在右上方,沿阶梯线分布的类金属则标志着两者的转变。“金属、非金属与类金属”视图展示了这种划分。
实例:钠和氯
钠和氯位于第 3 周期的两端。钠的半径为 227 pm,第一电离能为 5.139 eV,电负性为 0.93。氯的半径为 175 pm,电离能为 12.968 eV,电负性为 3.16。钠很容易放出它唯一的最外层电子,氯则强烈地吸引电子,所以当它们反应时,电子从钠转移到氯,形成离子化合物氯化钠。
全部 118 种元素的原子半径、电负性和电离能
点击列标题可排序。
| 1 | 氢 | H | 120 | 2.2 | 13.598 |
| 2 | 氦 | He | 140 | — | 24.587 |
| 3 | 锂 | Li | 182 | 0.98 | 5.392 |
| 4 | 铍 | Be | 153 | 1.57 | 9.323 |
| 5 | 硼 | B | 192 | 2.04 | 8.298 |
| 6 | 碳 | C | 170 | 2.55 | 11.26 |
| 7 | 氮 | N | 155 | 3.04 | 14.534 |
| 8 | 氧 | O | 152 | 3.44 | 13.618 |
| 9 | 氟 | F | 135 | 3.98 | 17.423 |
| 10 | 氖 | Ne | 154 | — | 21.565 |
| 11 | 钠 | Na | 227 | 0.93 | 5.139 |
| 12 | 镁 | Mg | 173 | 1.31 | 7.646 |
| 13 | 铝 | Al | 184 | 1.61 | 5.986 |
| 14 | 硅 | Si | 210 | 1.9 | 8.152 |
| 15 | 磷 | P | 180 | 2.19 | 10.487 |
| 16 | 硫 | S | 180 | 2.58 | 10.36 |
| 17 | 氯 | Cl | 175 | 3.16 | 12.968 |
| 18 | 氩 | Ar | 188 | — | 15.76 |
| 19 | 钾 | K | 275 | 0.82 | 4.341 |
| 20 | 钙 | Ca | 231 | 1 | 6.113 |
| 21 | 钪 | Sc | 211 | 1.36 | 6.561 |
| 22 | 钛 | Ti | 187 | 1.54 | 6.828 |
| 23 | 钒 | V | 179 | 1.63 | 6.746 |
| 24 | 铬 | Cr | 189 | 1.66 | 6.767 |
| 25 | 锰 | Mn | 197 | 1.55 | 7.434 |
| 26 | 铁 | Fe | 194 | 1.83 | 7.902 |
| 27 | 钴 | Co | 192 | 1.88 | 7.881 |
| 28 | 镍 | Ni | 163 | 1.91 | 7.64 |
| 29 | 铜 | Cu | 140 | 1.9 | 7.726 |
| 30 | 锌 | Zn | 139 | 1.65 | 9.394 |
| 31 | 镓 | Ga | 187 | 1.81 | 5.999 |
| 32 | 锗 | Ge | 211 | 2.01 | 7.9 |
| 33 | 砷 | As | 185 | 2.18 | 9.815 |
| 34 | 硒 | Se | 190 | 2.55 | 9.752 |
| 35 | 溴 | Br | 183 | 2.96 | 11.814 |
| 36 | 氪 | Kr | 202 | 3 | 14 |
| 37 | 铷 | Rb | 303 | 0.82 | 4.177 |
| 38 | 锶 | Sr | 249 | 0.95 | 5.695 |
| 39 | 钇 | Y | 219 | 1.22 | 6.217 |
| 40 | 锆 | Zr | 186 | 1.33 | 6.634 |
| 41 | 铌 | Nb | 207 | 1.6 | 6.759 |
| 42 | 钼 | Mo | 209 | 2.16 | 7.092 |
| 43 | 锝 | Tc | 209 | 1.9 | 7.28 |
| 44 | 钌 | Ru | 207 | 2.2 | 7.361 |
| 45 | 铑 | Rh | 195 | 2.28 | 7.459 |
| 46 | 钯 | Pd | 202 | 2.2 | 8.337 |
| 47 | 银 | Ag | 172 | 1.93 | 7.576 |
| 48 | 镉 | Cd | 158 | 1.69 | 8.994 |
| 49 | 铟 | In | 193 | 1.78 | 5.786 |
| 50 | 锡 | Sn | 217 | 1.96 | 7.344 |
| 51 | 锑 | Sb | 206 | 2.05 | 8.64 |
| 52 | 碲 | Te | 206 | 2.1 | 9.01 |
| 53 | 碘 | I | 198 | 2.66 | 10.451 |
| 54 | 氙 | Xe | 216 | 2.6 | 12.13 |
| 55 | 铯 | Cs | 343 | 0.79 | 3.894 |
| 56 | 钡 | Ba | 268 | 0.89 | 5.212 |
| 57 | 镧 | La | 240 | 1.1 | 5.577 |
| 58 | 铈 | Ce | 235 | 1.12 | 5.539 |
| 59 | 镨 | Pr | 239 | 1.13 | 5.464 |
| 60 | 钕 | Nd | 229 | 1.14 | 5.525 |
| 61 | 钷 | Pm | 236 | — | 5.55 |
| 62 | 钐 | Sm | 229 | 1.17 | 5.644 |
| 63 | 铕 | Eu | 233 | 1.2 | 5.67 |
| 64 | 钆 | Gd | 237 | 1.2 | 6.15 |
| 65 | 铽 | Tb | 221 | 1.2 | 5.864 |
| 66 | 镝 | Dy | 229 | 1.22 | 5.939 |
| 67 | 钬 | Ho | 216 | 1.23 | 6.022 |
| 68 | 铒 | Er | 235 | 1.24 | 6.108 |
| 69 | 铥 | Tm | 227 | 1.25 | 6.184 |
| 70 | 镱 | Yb | 242 | 1.1 | 6.254 |
| 71 | 镥 | Lu | 221 | 1.27 | 5.426 |
| 72 | 铪 | Hf | 212 | 1.3 | 6.825 |
| 73 | 钽 | Ta | 217 | 1.5 | 7.89 |
| 74 | 钨 | W | 210 | 2.36 | 7.98 |
| 75 | 铼 | Re | 217 | 1.9 | 7.88 |
| 76 | 锇 | Os | 216 | 2.2 | 8.7 |
| 77 | 铱 | Ir | 202 | 2.2 | 9.1 |
| 78 | 铂 | Pt | 209 | 2.28 | 9 |
| 79 | 金 | Au | 166 | 2.54 | 9.226 |
| 80 | 汞 | Hg | 209 | 2 | 10.438 |
| 81 | 铊 | Tl | 196 | 1.62 | 6.108 |
| 82 | 铅 | Pb | 202 | 2.33 | 7.417 |
| 83 | 铋 | Bi | 207 | 2.02 | 7.289 |
| 84 | 钋 | Po | 197 | 2 | 8.417 |
| 85 | 砹 | At | 202 | 2.2 | 9.5 |
| 86 | 氡 | Rn | 220 | 2.2 | 10.745 |
| 87 | 钫 | Fr | 348 | 0.79 | 3.9 |
| 88 | 镭 | Ra | 283 | 0.9 | 5.279 |
| 89 | 锕 | Ac | 260 | 1.1 | 5.17 |
| 90 | 钍 | Th | 237 | 1.3 | 6.08 |
| 91 | 镤 | Pa | 243 | 1.5 | 5.89 |
| 92 | 铀 | U | 240 | 1.38 | 6.194 |
| 93 | 镎 | Np | 221 | 1.36 | 6.266 |
| 94 | 钚 | Pu | 243 | 1.28 | 6.06 |
| 95 | 镅 | Am | 244 | 1.3 | 5.993 |
| 96 | 锔 | Cm | 245 | 1.3 | 6.02 |
| 97 | 锫 | Bk | 244 | 1.3 | 6.23 |
| 98 | 锎 | Cf | 245 | 1.3 | 6.3 |
| 99 | 锿 | Es | 245 | 1.3 | 6.42 |
| 100 | 镄 | Fm | — | 1.3 | 6.5 |
| 101 | 钔 | Md | — | 1.3 | 6.58 |
| 102 | 锘 | No | — | 1.3 | 6.65 |
| 103 | 铹 | Lr | — | 1.3 | — |
| 104 | 𬬻 | Rf | — | — | — |
| 105 | 𬭊 | Db | — | — | — |
| 106 | 𬭳 | Sg | — | — | — |
| 107 | 𬭛 | Bh | — | — | — |
| 108 | 𬭶 | Hs | — | — | — |
| 109 | 鿏 | Mt | — | — | — |
| 110 | 𫟼 | Ds | — | — | — |
| 111 | 𬬭 | Rg | — | — | — |
| 112 | 鿔 | Cn | — | — | — |
| 113 | 鿭 | Nh | — | — | — |
| 114 | 鈇 | Fl | — | — | — |
| 115 | 镆 | Mc | — | — | — |
| 116 | 鉝 | Lv | — | — | — |
| 117 | 鿬 | Ts | — | — | — |
| 118 | 鿫 | Og | — | — | — |