关于周期律介绍

[拼音]：zhouqilü

[外文]：periodic law

元素的性质随着元素的原子序数（即原子核外电子数或核电荷数）的增加呈周期性变化的规律。周期律的发现是化学系统化过程中的一个重要里程碑。

1829年德国化学家J.W.德贝赖纳研究了当时已知的54种元素的原子量和化学性质间的关系，发现几个“三元素组”。如锂、钠、钾、氯、溴、碘、……，同组元素性质相似，中间那个元素的性质介于前后两个元素之间，其原子量为前后两种元素原子量的平均值。19世纪中叶英国化学家J.H.格拉德斯通、W.奥德林和法国化学家J.-B.-A.杜马等人对元素作过分类工作，因当时有许多元素尚未被发现，又没有公认的测定原子量的方法，只得到了局部的结论。1858年意大利化学家S.坎尼扎罗提出测定原子量的方法，统一的原子量迅速被测定，为发现化学元素间内在联系的工作创造了有利的条件。1862年法国化学家A.-E.-B.德尚库托瓦提出“螺旋图”，把已知元素按原子量由小到大循序排在绕着圆柱体的螺线上，某些性质相似的元素排在同一条母线上，如锂、钠、钾、氯、溴、碘、……等，这是化学历史上第一次提出的元素周期性。当时因巴黎科学院未及时发表，所以未起到应有的作用。1865年英国化学家J.A.R.纽兰兹把已知元素按原子量由小到大循序排列成表时发现，从任一种元素算起，第8种元素的性质与第1种相似。他把这个规律称为“八音律”。表的前二列几乎与现代周期表第2、3周期相应，但因是按原子量大小机械排列，未能揭示元素间的内在联系。1869年俄国化学家Д.И.门捷列夫在仔细研究大量资料和前人工作的基础上提出周期律的基本论点：元素性质是原子量的周期函数。1869年德意志化学家J.L.迈尔也提出一张元素周期表，明确指出元素性质是原子量的周期函数。他的工作偏重于元素的物理性质。

门捷列夫和迈尔的研究结果在同一年发表，表明周期律发现的条件已经成熟，所以发表后不久就得到化学界的公认。

门捷列夫认为：元素性质是原子量的周期函数，原子量决定元素的特征，同族元素的性质相似，但不是简单的重复，如氯和碘的性质既相似又有明显的区别；根据原子量来排列已知元素时，如果遇到性质和元素周期性不符，是原子量值错误所致。如已知铍的当量为4.5，当时误认为其化合价是3，则原子量为13.5，这样铍的位置在碳（原子量为12）和氮(原子量为14)之间，不能反映元素的周期性，他研究了铍的性质，认为应是2价，原子量为9.0，应把它排在锂和硼之间。对于当时尚未发现的某些元素，他不仅在周期表中给它们留有空位，并且预言了部分性质。门捷列夫把当时已知的63种元素排成周期表，初步实现了元素的系统化。

周期系理论建立以后又经历了重要的发展过程。门捷列夫预言的3种元素，镓于1875年、钪于1879年、锗于1886年依次发现，其性质几乎与预言的完全相同。1894～1899年，6种稀有气体先后发现，门捷列夫和许多科学家认为应在周期表上增添一个零族，进一步完善了周期系。这样，周期表就有7个周期9个族，除0和Ⅷ族外，各族均分主副族。1962年合成稀有气体化合物后，有人主张把原先的0和Ⅷ族改为ⅧA(主)和ⅧB(副)族。1913年英国物理学家H.G.J.莫塞莱由 X射线实验结果提出原子序数概念。此后对元素周期系的叙述改为：元素性质是原子序数的周期函数。1940年美国化学家E.M.麦克米伦、G.T.西博格合成了93号元素镎和94号元素钚。1944～1961年间，西博格等又合成了 95～103号超铀元素， 后来又合成了104～109号元素。由已经合成的元素性质可知，随着原子序数的增大，其稳定性急剧降低。如镎237的半衰期为2.14×106年，钚244为8.26×107年，而261104为 70秒，261107仅为2×10-3秒，因此曾有人认为人工只能合成110号以前的元素。60年代末，以原子核壳层结构理论为基础发展起来的超重核稳定岛的假设认为，存在一些幻数稳定结构，目前人们正试图从自然界寻找和在实验室中合成超重核。

有长表(见彩图)、

短表两种。约在1930年前，短表被广泛应用，目前主要用长表。长表有7个周期、18列和9个族（如把0族和Ⅷ族看作ⅧA和ⅧB族，就只有8个族）。从第4周期开始分主(A)、副(B)族，以第4周期为例，19、20号元素属ⅠA、ⅡA族，31～35号元素属ⅢA～ⅦA族，36号元素属0族，29、30号元素属ⅠB、ⅡB族，21～25号元素属ⅢB～ⅦB族，26～28号元素属Ⅷ族。按照另一分法，19～25号元素属ⅠA～ⅦA族，26～28号元素属Ⅷ族，29～35号元素属ⅠB～ⅦB族，36号稀有气体元素氪属0族。

第1周期中有 2种元素，第2、第3周期各有8种元素，第4、第5周期各有18种元素，第6周期有32种元素，第7周期至今只有23种元素。第4、5、6周期中 21～28、39～46、57、72～78号元素是过渡元素。57～71号元素是镧系元素，89～103号元素是锕系元素。

周期表中各元素性质，如金属性、非金属性、氧化物和水化物的酸碱性……等性质的递变都很有规律，对于研究和应用化学知识有指导作用。