元素週期表
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這張週期表顯示每個元素常見的離子電荷,也就是原子在得到或失去電子後所帶的電荷。左邊的金屬會失去電子,形成陽離子;右邊的非金屬會得到電子,形成陰離子;惰性氣體則保持為 0。將滑鼠移到任何元素上或點選它,就能看到它的電荷,也可以向下捲動查看完整清單。
什麼是離子電荷?
原子呈電中性,因為它的質子數和電子數相等。當原子失去電子時,就變成陽離子(正離子);得到電子時,就變成陰離子(負離子)。電荷就是失去或得到的電子數:失去一個電子的鈉原子變成 Na⁺,電荷為 +1;得到一個電子的氯原子變成 Cl⁻,電荷為 −1。
原子通常只失去或得到剛好足夠的電子,使自己的電子排列與最近的惰性氣體相同。這種填滿的最外層特別穩定,這就是為什麼電荷與族數如此密切相關。
如何由族數找出電荷
對主族元素來說,族數就決定了電荷。第 1 族金屬形成 +1 離子,第 2 族金屬形成 +2 離子,第 13 族的鋁形成 +3。在週期表右側,非金屬和類金屬的規律則相反:第 15 族帶 −3,第 16 族帶 −2,第 17 族的鹵素帶 −1,因為得到三個、兩個或一個電子就能填滿它們的最外層。這些族中位置較低的金屬,例如鉍(+3、+5),則形成陽離子。第 18 族標示為 0,因為惰性氣體已經有填滿的殼層。
第 14 族的碳、矽和鍺標示為 ±4,硼標示為 +3,這些是依其族數推得的電荷。實際上,這些元素和許多非金屬一樣,通常是在共價鍵中共用電子,而不是形成簡單的離子。氫標示有兩種電荷:+1(如在酸中)以及在氫化鈉(NaH)等金屬氫化物中的 −1。
過渡金屬與其他例外
過渡金屬不遵循簡單的族數規則。它們先失去最外層的 s 電子,之後還可能失去一些 d 電子,所以許多過渡金屬能形成不只一種離子。鐵標示為 +2、+3,銅標示為 +1、+2,而錫和鉛這兩種後過渡金屬則標示為 +2、+4。鋅(+2)和銀(+1)是很有用的例外,只有單一常見電荷。當金屬有不只一種電荷時,電荷會以羅馬數字寫在名稱中:氯化鐵(II)是 FeCl₂,氯化鐵(III)是 FeCl₃。
對於從䥑(109)到鿫(118)的超重元素,只製造出極少數的原子,所以它們的電荷未知,以破折號表示。電荷與氧化態並不相同,氧化態還涵蓋共價化合物;氧化態的檢視頁面會列出這些。
實例演算:氧化鋁
鋁位於第 13 族,標示為 +3。氧位於第 16 族,標示為 −2。在離子化合物中,正電荷和負電荷必須互相抵消,能做到這一點的最小離子數是兩個鋁離子和三個氧離子:2 × (+3) + 3 × (−2) = 0。因此氧化鋁的化學式是 Al₂O₃。同樣的方法適用於任何一對離子,例如鎂(+2)和氯(−1),可得到 MgCl₂。
全部 118 種元素的常見電荷
點擊欄位標題即可排序。
| 1 | 氫 | H | +1, −1 | 反應性非金屬 |
| 2 | 氦 | He | 0 | 惰性氣體 |
| 3 | 鋰 | Li | +1 | 鹼金屬 |
| 4 | 鈹 | Be | +2 | 鹼土金屬 |
| 5 | 硼 | B | +3 | 類金屬 |
| 6 | 碳 | C | +4, −4 | 反應性非金屬 |
| 7 | 氮 | N | −3 | 反應性非金屬 |
| 8 | 氧 | O | −2 | 反應性非金屬 |
| 9 | 氟 | F | −1 | 鹵素 |
| 10 | 氖 | Ne | 0 | 惰性氣體 |
| 11 | 鈉 | Na | +1 | 鹼金屬 |
| 12 | 鎂 | Mg | +2 | 鹼土金屬 |
| 13 | 鋁 | Al | +3 | 後過渡金屬 |
| 14 | 矽 | Si | +4, −4 | 類金屬 |
| 15 | 磷 | P | −3 | 反應性非金屬 |
| 16 | 硫 | S | −2 | 反應性非金屬 |
| 17 | 氯 | Cl | −1 | 鹵素 |
| 18 | 氬 | Ar | 0 | 惰性氣體 |
| 19 | 鉀 | K | +1 | 鹼金屬 |
| 20 | 鈣 | Ca | +2 | 鹼土金屬 |
| 21 | 鈧 | Sc | +3 | 過渡金屬 |
| 22 | 鈦 | Ti | +2, +3, +4 | 過渡金屬 |
| 23 | 釩 | V | +2, +3, +4, +5 | 過渡金屬 |
| 24 | 鉻 | Cr | +2, +3, +6 | 過渡金屬 |
| 25 | 錳 | Mn | +2, +3, +4, +7 | 過渡金屬 |
| 26 | 鐵 | Fe | +2, +3 | 過渡金屬 |
| 27 | 鈷 | Co | +2, +3 | 過渡金屬 |
| 28 | 鎳 | Ni | +2, +3 | 過渡金屬 |
| 29 | 銅 | Cu | +1, +2 | 過渡金屬 |
| 30 | 鋅 | Zn | +2 | 過渡金屬 |
| 31 | 鎵 | Ga | +3 | 後過渡金屬 |
| 32 | 鍺 | Ge | +4, −4 | 類金屬 |
| 33 | 砷 | As | −3 | 類金屬 |
| 34 | 硒 | Se | −2 | 反應性非金屬 |
| 35 | 溴 | Br | −1 | 鹵素 |
| 36 | 氪 | Kr | 0 | 惰性氣體 |
| 37 | 銣 | Rb | +1 | 鹼金屬 |
| 38 | 鍶 | Sr | +2 | 鹼土金屬 |
| 39 | 釔 | Y | +3 | 過渡金屬 |
| 40 | 鋯 | Zr | +4 | 過渡金屬 |
| 41 | 鈮 | Nb | +3, +5 | 過渡金屬 |
| 42 | 鉬 | Mo | +6 | 過渡金屬 |
| 43 | 鎝 | Tc | +4, +6, +7 | 過渡金屬 |
| 44 | 釕 | Ru | +3 | 過渡金屬 |
| 45 | 銠 | Rh | +3 | 過渡金屬 |
| 46 | 鈀 | Pd | +2, +3 | 過渡金屬 |
| 47 | 銀 | Ag | +1 | 過渡金屬 |
| 48 | 鎘 | Cd | +2 | 過渡金屬 |
| 49 | 銦 | In | +3 | 後過渡金屬 |
| 50 | 錫 | Sn | +2, +4 | 後過渡金屬 |
| 51 | 銻 | Sb | −3 | 類金屬 |
| 52 | 碲 | Te | −2 | 類金屬 |
| 53 | 碘 | I | −1 | 鹵素 |
| 54 | 氙 | Xe | 0 | 惰性氣體 |
| 55 | 銫 | Cs | +1 | 鹼金屬 |
| 56 | 鋇 | Ba | +2 | 鹼土金屬 |
| 57 | 鑭 | La | +3 | 鑭系元素 |
| 58 | 鈰 | Ce | +3, +4 | 鑭系元素 |
| 59 | 鐠 | Pr | +3 | 鑭系元素 |
| 60 | 釹 | Nd | +3 | 鑭系元素 |
| 61 | 鉕 | Pm | +3 | 鑭系元素 |
| 62 | 釤 | Sm | +2, +3 | 鑭系元素 |
| 63 | 銪 | Eu | +2, +3 | 鑭系元素 |
| 64 | 釓 | Gd | +3 | 鑭系元素 |
| 65 | 鋱 | Tb | +3 | 鑭系元素 |
| 66 | 鏑 | Dy | +3 | 鑭系元素 |
| 67 | 鈥 | Ho | +3 | 鑭系元素 |
| 68 | 鉺 | Er | +3 | 鑭系元素 |
| 69 | 銩 | Tm | +3 | 鑭系元素 |
| 70 | 鐿 | Yb | +2, +3 | 鑭系元素 |
| 71 | 鎦 | Lu | +3 | 鑭系元素 |
| 72 | 鉿 | Hf | +4 | 過渡金屬 |
| 73 | 鉭 | Ta | +5 | 過渡金屬 |
| 74 | 鎢 | W | +6 | 過渡金屬 |
| 75 | 錸 | Re | +4, +6, +7 | 過渡金屬 |
| 76 | 鋨 | Os | +3, +4 | 過渡金屬 |
| 77 | 銥 | Ir | +3, +4 | 過渡金屬 |
| 78 | 鉑 | Pt | +2, +4 | 過渡金屬 |
| 79 | 金 | Au | +1, +3 | 過渡金屬 |
| 80 | 汞 | Hg | +1, +2 | 過渡金屬 |
| 81 | 鉈 | Tl | +1, +3 | 後過渡金屬 |
| 82 | 鉛 | Pb | +2, +4 | 後過渡金屬 |
| 83 | 鉍 | Bi | +3, +5 | 後過渡金屬 |
| 84 | 釙 | Po | +2, +4 | 後過渡金屬 |
| 85 | 砈 | At | −1 | 鹵素 |
| 86 | 氡 | Rn | 0 | 惰性氣體 |
| 87 | 鍅 | Fr | +1 | 鹼金屬 |
| 88 | 鐳 | Ra | +2 | 鹼土金屬 |
| 89 | 錒 | Ac | +3 | 錒系元素 |
| 90 | 釷 | Th | +4 | 錒系元素 |
| 91 | 鏷 | Pa | +4, +5 | 錒系元素 |
| 92 | 鈾 | U | +3, +4, +5, +6 | 錒系元素 |
| 93 | 錼 | Np | +3, +4, +5, +6 | 錒系元素 |
| 94 | 鈽 | Pu | +3, +4, +5, +6 | 錒系元素 |
| 95 | 鋂 | Am | +3, +4, +5, +6 | 錒系元素 |
| 96 | 鋦 | Cm | +3 | 錒系元素 |
| 97 | 鉳 | Bk | +3, +4 | 錒系元素 |
| 98 | 鉲 | Cf | +3 | 錒系元素 |
| 99 | 鑀 | Es | +3 | 錒系元素 |
| 100 | 鐨 | Fm | +3 | 錒系元素 |
| 101 | 鍆 | Md | +2, +3 | 錒系元素 |
| 102 | 鍩 | No | +2, +3 | 錒系元素 |
| 103 | 鐒 | Lr | +3 | 錒系元素 |
| 104 | 鑪 | Rf | +4 | 過渡金屬 |
| 105 | 𨧀 | Db | +3, +4, +5 | 過渡金屬 |
| 106 | 𨭎 | Sg | +3, +4, +5, +6 | 過渡金屬 |
| 107 | 𨨏 | Bh | +3, +4, +5, +7 | 過渡金屬 |
| 108 | 𨭆 | Hs | +2, +3, +4, +5, +6, +8 | 過渡金屬 |
| 109 | 䥑 | Mt | — | 性質未知 |
| 110 | 鐽 | Ds | — | 性質未知 |
| 111 | 錀 | Rg | — | 性質未知 |
| 112 | 鎶 | Cn | — | 性質未知 |
| 113 | 鉨 | Nh | — | 性質未知 |
| 114 | 鈇 | Fl | — | 性質未知 |
| 115 | 鏌 | Mc | — | 性質未知 |
| 116 | 鉝 | Lv | — | 性質未知 |
| 117 | 鿬 | Ts | — | 性質未知 |
| 118 | 鿫 | Og | — | 性質未知 |