第 4 週期:從鉀到氪

18 個元素4 個電子層

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。

在週期表中的位置

這個週期中的元素

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

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第 4 週期
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

全部 7 個週期

全部 18 個族