第 4 週期:從鉀到氪
第 4 週期有 18 個元素,從鉀(19)到氪(36),是第一列含有過渡金屬的週期。在它的中間,從鈧到鋅的十種金屬填的是內層次殼層,而不是最外層殼層。記住填入的順序:先 4s,再 3d,然後 4p,這麼長的一列就說得通了。
先 4s,再 3d,然後 4p
鉀([Ar] 4s¹)和鈣([Ar] 4s²)開啟了第四層殼層。接著從鈧到鋅的十個元素填入 3d 次殼層,它屬於第三層殼層,但能量比 4p 低。鎵到氪以 4p 結束,最後是 [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p⁶。
有兩種過渡金屬打破了這個規律。鉻是 [Ar] 3d⁵ 4s¹,而不是 3d⁴ 4s²;銅是 [Ar] 3d¹⁰ 4s¹,因為半填滿或全填滿的 3d 次殼層特別有利。
第 4 週期的趨勢
在兩端,這一列的表現與第 2、3 週期相似。電負度從鉀的 0.82 上升到溴的 2.96,第一游離能從鉀的 4.341 eV 上升到氪的 14.0 eV。在過渡金屬之間,變化比較平緩,因為每個新增的電子都進入內層的 3d 次殼層:電負度只在鈧的 1.36 和鎳的 1.91 之間小幅漂移。
熔點和密度在中間達到高峰。釩的熔點是 2183 K,是這一列中最高的,銅的密度最大,為 8.96 g/cm³,相較之下鉀只有 0.862 g/cm³。接近右端時,鎵在 302.91 K 熔化,剛好高於室溫,而溴是紅棕色的液體,在 332 K 沸騰。
你在哪裡會遇到第 4 週期
鐵是鋼的主要成分,也是使用最廣泛的金屬,而銅在幾乎每一條電線中傳導電流。鋅鍍在鋼上以防止生鏽,鈦用來製造堅固又輕巧的飛機零件,鉻則使不鏽鋼具有抗腐蝕的能力。鈣能構成骨骼和牙齒,鉀有助於神經傳遞訊號,你的身體也需要少量的鐵、鋅、鈷和硒。
第 4 週期:沿週期橫向的性質變化
點擊欄位標題即可排序。
| 19 | 鉀 | K | 1 | s | 0.82 | 4.341 | 固態 |
| 20 | 鈣 | Ca | 2 | s | 1 | 6.113 | 固態 |
| 21 | 鈧 | Sc | 3 | d | 1.36 | 6.561 | 固態 |
| 22 | 鈦 | Ti | 4 | d | 1.54 | 6.828 | 固態 |
| 23 | 釩 | V | 5 | d | 1.63 | 6.746 | 固態 |
| 24 | 鉻 | Cr | 6 | d | 1.66 | 6.767 | 固態 |
| 25 | 錳 | Mn | 7 | d | 1.55 | 7.434 | 固態 |
| 26 | 鐵 | Fe | 8 | d | 1.83 | 7.902 | 固態 |
| 27 | 鈷 | Co | 9 | d | 1.88 | 7.881 | 固態 |
| 28 | 鎳 | Ni | 10 | d | 1.91 | 7.64 | 固態 |
| 29 | 銅 | Cu | 11 | d | 1.9 | 7.726 | 固態 |
| 30 | 鋅 | Zn | 12 | d | 1.65 | 9.394 | 固態 |
| 31 | 鎵 | Ga | 13 | p | 1.81 | 5.999 | 固態 |
| 32 | 鍺 | Ge | 14 | p | 2.01 | 7.9 | 固態 |
| 33 | 砷 | As | 15 | p | 2.18 | 9.815 | 固態 |
| 34 | 硒 | Se | 16 | p | 2.55 | 9.752 | 固態 |
| 35 | 溴 | Br | 17 | p | 2.96 | 11.814 | 液態 |
| 36 | 氪 | Kr | 18 | p | 3 | 14 | 氣態 |