笨笨網站超級論壇 - Powered by Discuz! Board

標題: 元素周期表+化學星空 [打印本頁]

作者: 輝仔餅 時間: 14-7-2011 17:27 標題: 元素周期表+化學星空

元素周期表目錄
1 元素週期表
2 排序
3 化學性質的週期性
3.1 族與週期
4 週期表中的元素個體資料
5 相關軟件

化學星空目錄
1 歷史
2 特點
3 化學星空的不同版本

序號綠色在標準狀況下為氣體；
序號藍色為液體；
序號黑色為固體；
序號紅色為人工合成元素

現代化學的元素週期律是在1869年，由俄國科學家門捷列夫（Dmitri Mendeleev）首創的，他將當時已知的63種元素依原子量大小並以表的形式排列，把有相似化學性質的元素放在同一行，就是元素週期表的雛形。利用週期表，門捷列夫成功的預測當時尚未發現的元素的特性(鎵、鈧、鍺)。1913年英國科學家亨利·莫塞萊利用陰極射線撞擊金屬產生X射線，發現原子序越大，X射線的頻率就越高，因此他認為核的正電荷決定了元素的化學性質，並把元素依照核內正電荷（即質子數或原子序）排列，經過多年修訂後才成為當代的週期表。

在週期表中，元素是以元素的原子序排列，最小的排行最先。表中一橫行稱為一個週期，一直行稱為一個族。

現代的週期表擁有高系統性及分類性，故在化學範疇中均會使用，除此之外，在各個理工的範疇，例如物理、生物和工程，尤其是化學工程等範疇都不難發現元素週期表的蹤跡。直至2011年5月，週期表中共有118種已經發現的元素（元素1-118）。

排序
週期表的編排顯示出不同元素的化學性質的週期性，在週期表中，元素按原子序(即原子核內的質子數目遞增次序排列，並分為若干列和欄，在同一列中的稱為同一週期，根據量子力學，周期對應着元素原子的電子排佈，顯示出該原子的已裝填電子層數目。沿着週期表向下，週期的長度逐漸上升，並按元素的電子排佈劃分出s區元素、p區元素、d區元素和f區元素。

同一欄中的則稱為同一族，同一族的元素有着相似的化學性質。

在印刷的週期表中，會列出元素的符號和原子序。而很多亦會附有以下的資料，以元素X為例：

A：質量數 (Mass number) ，即相對原子質量，數值上約為原子核（質子加中子）的粒子數目。
Z：原子序，即質子的數目。由於它是固定的，一般不會標示出來。
e：淨電荷，正負號寫在數字後面。
n：原子數目，元素在非單原子狀態（分子或化合物）時的數目。
除此之外，部份較高階的週期表更會列出元素的電子排佈、電負性和價電子數目。

直至2010年，週期表中有94種是自然存在於地球中，其餘都是使用粒子加速器合成的人工元素。不過有些元素都是先在實驗室中合成，然後才在大自然中發現，例如43號元素鎝、61號元素鉕、85號元素砈、87號元素鍅、93號元素錼和94號元素鈈都是因為沒有穩定同位素、故首先由人工合成發現，然後才在自然界中發現這些因為放射衰變而生成的元素。

化學性質的週期性
週期表最大的價值是可以透過元素的位置，而知道其化學性質，需要留意的是，性質的變化的程度沿週期由左至右較沿族由上至下大

週期表中的元素個體資料
在平衡或得出涉及元素或化合物的變化的化學方程式或反應式時，需要計算元素中不同的「量」。

相關軟件
由於元素周期表在化學研究中的重要性，目前有許多為更方便的使用元素周期表而開發的軟件，如Linux上的Kalzium等。

化學星空

學星空(Chemical Galaxy)是菲利普·史都華發明的一種新的元素周期表展示方法。星空圖基於化學元素的周期性，使元素以螺旋形排列，很好地表述了元素隨質子數目增加而顯示出的各種性質。實際上，化學星空並非第一個螺旋形元素周期表，在門捷列夫之前便有人做過這樣的嘗試。截止到目前為止，化學星空是這些嘗試中最令人滿意的。

歷史
1951年，藝術家埃德加·朗曼發現將化學周期表展示為一個橢圓形螺旋更能反應元素周期律的本質，並將他的作品在英國科學藝術節上進行了展出。儘管這件作品當時幾乎不可能被用作日常教學用途，時年12歲的史都華卻頗受啟發，他認為朗曼的作品十分接近宇宙的圖像。史都華說：「我意識到那些組成了多姿多彩的星空的元素，本身就能被排成星空。」[1]2004年，史都華重新對其少年時的想法進行整理，發表了化學星空。他曾表示，自己的作品「要將微觀的原子世界與宏觀的宇宙世界聯系在一起」。

儘管化學星空最早是為吸引人們從事業餘化學研究而創造，它對元素間關係的表達仍然完全符合科學。由於採用了螺旋形，化學星空並未破壞元素間的聯系。另外，愛好者們重新製作了一個修改版，化學星空第二版。這個版本對鑭系與錒系的位置進行了改進。化學星空第二版尚未正式發佈。

特點
化學星空是自門捷列夫的周期表以來，最被廣泛接受的一個元素分類法。在美國，部分學校採納化學星空作為教授內容；在英國，皇家化學學會曾將該表格發給所有英國高中。[2]

化學星空一個被廣泛稱贊的優點是它留有0號元素的位置。0號元素（即純中子元素）是中子星的主要組成，由於宇宙中估計有超過1億個中子星，0號元素甚至比許多常見元素還要常見。由於元素周期表沒有0號元素的位置，這個元素長期以來被人們忽視。[3]

但是，化學星空的創作目的不是為了取代門捷列夫的周期表，而是展示一個更加生動，更加引人入勝的補充說明。

化學星空的不同版本

朗曼最早發佈的橢圓形周期表，被認為啟發了史都華的研究。

化學星空第二版。

歡迎光臨笨笨網站超級論壇 (http://www.bunbunhk.com/BBS/Discuz/)