元素週期表
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週期性趨勢是原子性質中在週期表上重複出現的規律。原子半徑和金屬性在同一族中由上到下增加、在同一週期中由右到左增加,而游離能和電負度則在同一族中由下到上增加、在同一週期中由左到右增加。本頁一開始顯示的是原子半徑;請使用表格上方的「著色依據」列,將它與電負度和游離能相比較。
週期性趨勢 從第 1 號到第 118 號元素的變化
每個元素一根長條,依原子序排列。虛線標出結束每個週期的惰性氣體,所以反覆出現的峰值顯示出週期性規律。把游標移到長條上可看到它的數值;下方的表格列出全部數值。
原子半徑的趨勢
原子半徑在同一週期中由左到右減小,在同一族中由上到下增大。往右移動時,每個元素多一個質子,但它新增的電子進入同一個最外層殼層,對其他電子的屏蔽效果很弱。最外層電子感受到的有效核電荷升高,把它們拉得更近。往下移動時,每個週期多出一層離原子核更遠的殼層,所以原子變得更大。
這裡顯示的半徑是來自 PubChem 的凡得瓦半徑,單位為皮米。它們在同一族中清楚地遵循這個趨勢,從鋰(182 pm)到鈉(227 pm)再到鉀(275 pm),但在同一週期中就沒那麼規則。
游離能的趨勢
游離能是移除原子最外層電子所需的能量,它在同一週期中增加,在同一族中減少。較小的原子把最外層電子抓得更緊,所以要把一個電子拉走需要更多能量。在第 2 到 6 週期中,鹼金屬的數值最低,惰性氣體最高,在第 13 族以及第 2 到 4 週期的第 16 族有小幅的下降。
電負度的趨勢
電負度是原子對鍵中共用電子的吸引力,它也在同一週期中增加,在同一族中減少,原因相同:更強的有效核電荷作用於離原子核更近的電子。位於右上方的氟是電負度最大的元素。惰性氣體通常被排除在外,因為氦、氖和氬不形成化合物。
金屬性的趨勢
金屬性描述原子失去電子並表現出金屬行為的容易程度。它與原子半徑的趨勢一致:在同一族中由上到下增強,在同一週期中減弱,因為最外層電子束縛得很鬆的大原子容易把電子放出。金屬性最強的元素位於左下方,非金屬性最強的位於右上方,沿著階梯線分布的類金屬則標示出轉換的位置。金屬、非金屬與類金屬的檢視顯示了這種劃分。
例子:鈉與氯
鈉和氯位於第 3 週期的兩端。鈉的半徑是 227 pm,第一游離能是 5.139 eV,電負度是 0.93。氯的半徑是 175 pm,游離能是 12.968 eV,電負度是 3.16。鈉很容易放出它唯一的最外層電子,而氯強力吸引電子,所以當它們反應時,電子從鈉移到氯,形成離子化合物氯化鈉。
全部 118 種元素的原子半徑、電負度與游離能
點擊欄位標題即可排序。
| 1 | 氫 | H | 120 | 2.2 | 13.598 |
| 2 | 氦 | He | 140 | — | 24.587 |
| 3 | 鋰 | Li | 182 | 0.98 | 5.392 |
| 4 | 鈹 | 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 | 鈉 | Na | 227 | 0.93 | 5.139 |
| 12 | 鎂 | Mg | 173 | 1.31 | 7.646 |
| 13 | 鋁 | Al | 184 | 1.61 | 5.986 |
| 14 | 矽 | 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 | 氬 | Ar | 188 | — | 15.76 |
| 19 | 鉀 | K | 275 | 0.82 | 4.341 |
| 20 | 鈣 | Ca | 231 | 1 | 6.113 |
| 21 | 鈧 | Sc | 211 | 1.36 | 6.561 |
| 22 | 鈦 | Ti | 187 | 1.54 | 6.828 |
| 23 | 釩 | V | 179 | 1.63 | 6.746 |
| 24 | 鉻 | Cr | 189 | 1.66 | 6.767 |
| 25 | 錳 | Mn | 197 | 1.55 | 7.434 |
| 26 | 鐵 | Fe | 194 | 1.83 | 7.902 |
| 27 | 鈷 | Co | 192 | 1.88 | 7.881 |
| 28 | 鎳 | Ni | 163 | 1.91 | 7.64 |
| 29 | 銅 | Cu | 140 | 1.9 | 7.726 |
| 30 | 鋅 | Zn | 139 | 1.65 | 9.394 |
| 31 | 鎵 | Ga | 187 | 1.81 | 5.999 |
| 32 | 鍺 | 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 | 銣 | Rb | 303 | 0.82 | 4.177 |
| 38 | 鍶 | Sr | 249 | 0.95 | 5.695 |
| 39 | 釔 | Y | 219 | 1.22 | 6.217 |
| 40 | 鋯 | Zr | 186 | 1.33 | 6.634 |
| 41 | 鈮 | Nb | 207 | 1.6 | 6.759 |
| 42 | 鉬 | Mo | 209 | 2.16 | 7.092 |
| 43 | 鎝 | Tc | 209 | 1.9 | 7.28 |
| 44 | 釕 | Ru | 207 | 2.2 | 7.361 |
| 45 | 銠 | Rh | 195 | 2.28 | 7.459 |
| 46 | 鈀 | Pd | 202 | 2.2 | 8.337 |
| 47 | 銀 | Ag | 172 | 1.93 | 7.576 |
| 48 | 鎘 | Cd | 158 | 1.69 | 8.994 |
| 49 | 銦 | In | 193 | 1.78 | 5.786 |
| 50 | 錫 | Sn | 217 | 1.96 | 7.344 |
| 51 | 銻 | 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 | 銫 | Cs | 343 | 0.79 | 3.894 |
| 56 | 鋇 | Ba | 268 | 0.89 | 5.212 |
| 57 | 鑭 | La | 240 | 1.1 | 5.577 |
| 58 | 鈰 | Ce | 235 | 1.12 | 5.539 |
| 59 | 鐠 | Pr | 239 | 1.13 | 5.464 |
| 60 | 釹 | Nd | 229 | 1.14 | 5.525 |
| 61 | 鉕 | Pm | 236 | — | 5.55 |
| 62 | 釤 | Sm | 229 | 1.17 | 5.644 |
| 63 | 銪 | Eu | 233 | 1.2 | 5.67 |
| 64 | 釓 | Gd | 237 | 1.2 | 6.15 |
| 65 | 鋱 | Tb | 221 | 1.2 | 5.864 |
| 66 | 鏑 | Dy | 229 | 1.22 | 5.939 |
| 67 | 鈥 | Ho | 216 | 1.23 | 6.022 |
| 68 | 鉺 | Er | 235 | 1.24 | 6.108 |
| 69 | 銩 | Tm | 227 | 1.25 | 6.184 |
| 70 | 鐿 | Yb | 242 | 1.1 | 6.254 |
| 71 | 鎦 | Lu | 221 | 1.27 | 5.426 |
| 72 | 鉿 | Hf | 212 | 1.3 | 6.825 |
| 73 | 鉭 | Ta | 217 | 1.5 | 7.89 |
| 74 | 鎢 | W | 210 | 2.36 | 7.98 |
| 75 | 錸 | Re | 217 | 1.9 | 7.88 |
| 76 | 鋨 | Os | 216 | 2.2 | 8.7 |
| 77 | 銥 | Ir | 202 | 2.2 | 9.1 |
| 78 | 鉑 | Pt | 209 | 2.28 | 9 |
| 79 | 金 | Au | 166 | 2.54 | 9.226 |
| 80 | 汞 | Hg | 209 | 2 | 10.438 |
| 81 | 鉈 | Tl | 196 | 1.62 | 6.108 |
| 82 | 鉛 | Pb | 202 | 2.33 | 7.417 |
| 83 | 鉍 | Bi | 207 | 2.02 | 7.289 |
| 84 | 釙 | Po | 197 | 2 | 8.417 |
| 85 | 砈 | At | 202 | 2.2 | 9.5 |
| 86 | 氡 | Rn | 220 | 2.2 | 10.745 |
| 87 | 鍅 | Fr | 348 | 0.79 | 3.9 |
| 88 | 鐳 | Ra | 283 | 0.9 | 5.279 |
| 89 | 錒 | Ac | 260 | 1.1 | 5.17 |
| 90 | 釷 | Th | 237 | 1.3 | 6.08 |
| 91 | 鏷 | Pa | 243 | 1.5 | 5.89 |
| 92 | 鈾 | U | 240 | 1.38 | 6.194 |
| 93 | 錼 | Np | 221 | 1.36 | 6.266 |
| 94 | 鈽 | Pu | 243 | 1.28 | 6.06 |
| 95 | 鋂 | Am | 244 | 1.3 | 5.993 |
| 96 | 鋦 | Cm | 245 | 1.3 | 6.02 |
| 97 | 鉳 | Bk | 244 | 1.3 | 6.23 |
| 98 | 鉲 | Cf | 245 | 1.3 | 6.3 |
| 99 | 鑀 | Es | 245 | 1.3 | 6.42 |
| 100 | 鐨 | Fm | — | 1.3 | 6.5 |
| 101 | 鍆 | Md | — | 1.3 | 6.58 |
| 102 | 鍩 | No | — | 1.3 | 6.65 |
| 103 | 鐒 | Lr | — | 1.3 | — |
| 104 | 鑪 | Rf | — | — | — |
| 105 | 𨧀 | Db | — | — | — |
| 106 | 𨭎 | Sg | — | — | — |
| 107 | 𨨏 | Bh | — | — | — |
| 108 | 𨭆 | Hs | — | — | — |
| 109 | 䥑 | Mt | — | — | — |
| 110 | 鐽 | Ds | — | — | — |
| 111 | 錀 | Rg | — | — | — |
| 112 | 鎶 | Cn | — | — | — |
| 113 | 鉨 | Nh | — | — | — |
| 114 | 鈇 | Fl | — | — | — |
| 115 | 鏌 | Mc | — | — | — |
| 116 | 鉝 | Lv | — | — | — |
| 117 | 鿬 | Ts | — | — | — |
| 118 | 鿫 | Og | — | — | — |