元素家族:週期表上的顏色代表什麼
元素家族是一組性質相似的元素,大多數週期表會為每個家族配上專屬的顏色。本站使用十個家族:鹼金屬、鹼土金屬、過渡金屬、後過渡金屬、類金屬、反應性非金屬、鹵素、惰性氣體、鑭系元素和錒系元素。你可以憑顏色和它在週期表上的位置辨認每一個家族。
家族是如何形成的
同一家族的元素行為相似,主要是因為它們有相近數目的外層電子,稱為價電子。這些外層電子決定了元素如何反應。
有些家族只位於單一縱行,例如第 2 族或第 18 族;其他家族則涵蓋週期表中的一整個區塊。顏色只是一種編碼,不同的週期表使用不同的顏色,所以請務必查看圖例。
鹼金屬與鹼土金屬
鹼金屬是第 1 族,也就是第一行,但不包括氫:鋰、鈉、鉀、銣、銫和鍅。它們軟得可以用刀切開,並會與水反應產生氫氣。鉀的反應非常劇烈,氫氣會著火,並冒出淡紫色的火焰。
鹼土金屬是第 2 族:鈹、鎂、鈣、鍶、鋇和鐳。它們比第 1 族的鄰居更硬、反應性更低。鈣有助於構成你的骨骼和牙齒,鍶則讓煙火呈現紅色。
過渡金屬與後過渡金屬
過渡金屬占據中間寬廣的區塊,也就是第 3 到 12 族。它們包括鐵、銅、銀和金,其中大多數堅硬、強韌而且有光澤。鐵是用途最廣的金屬,大多以鋼的形式使用。
後過渡金屬位於它們的右邊,就在階梯線之前。在本站中,它們是鋁、鎵、銦、錫、鉈、鉛、鉍和釙。它們比大多數過渡金屬更軟、更容易熔化。鎵的熔點約為 29.8 °C,所以放在手中就會變成液體。
類金屬與反應性非金屬
類金屬沿著鋸齒狀的階梯線分布:硼、矽、鍺、砷、銻和碲。它們有一部分像金屬,有一部分不像。矽是地殼中僅次於氧的第二常見元素,也是電腦晶片的關鍵材料。
反應性非金屬有氫、碳、氮、氧、磷、硫和硒。它們大多位於右上方,而氫雖然不是金屬,卻位於第 1 族的最上方。它們是生命的元素:氧、碳、氫和氮約占你體重的 96%。
鹵素與惰性氣體
鹵素是第 17 族:氟、氯、溴、碘和砈。它們的名稱意為「成鹽者」,因為它們與金屬反應會生成鹽,例如氯化鈉。氯的化合物能讓游泳池保持清潔,牙膏中的氟化物則有助於保護你的牙齒。
惰性氣體是第 18 族,也就是最後一行:氦、氖、氬、氪、氙和氡。它們的外層殼層是填滿的,所以幾乎不與任何物質反應。氦比空氣輕,能讓派對氣球飄起來,氖在商店招牌中會發出紅橙色的光。
底部的兩列
鑭系元素(57–71)和錒系元素(89–103)是印在主表下方的兩列。它們屬於第 6 和第 7 週期,但被移到下方,以免週期表變得太寬。
鑭系元素是柔軟的銀色金屬,彼此非常相似。例如釹能製成耳機和電動馬達中的強力磁鐵。錒系元素全都具有放射性,鈾是核能發電廠的燃料。
還有另一種顏色標示從鿏(109)到鿫(118)的超重元素。每種元素只製造出少數幾個原子,所以本站將它們的性質列為未知。
重點
- 元素家族是一組性質相似的元素,週期表會為它們上色,方便辨認。
- 鹼金屬(第 1 族)和鹼土金屬(第 2 族)是位於最左側的活潑金屬。
- 過渡金屬占據第 3–12 族,較軟的後過渡金屬就位於階梯線之前。
- 類金屬沿著階梯線分布,而反應性非金屬、鹵素(第 17 族)和惰性氣體(第 18 族)位於右側。
- 鑭系元素和錒系元素是主表下方的兩列,所有錒系元素都具有放射性。
自我檢測
三道關於這堂課的小測驗。
1. 哪一個家族占據第 18 族,也就是最後一行?
顯示答案
惰性氣體 — 第 18 族是惰性氣體,它們填滿的外層殼層使它們幾乎完全不起反應。2. 氫位於第 1 族的最上方。它屬於哪一個家族?
顯示答案
反應性非金屬 — 氫是反應性非金屬,所以第 1 族的鹼金屬是從鋰開始的。3. 哪一個家族只由放射性元素組成?