描述化学 Descriptive Chemistry 族 分区 周期 Groups 123456789101112131415161718 Blocks sp d f Penods 12 3 4 567 Lanthanides Actinides Visual Elements Periodic Table p区 He The Royal Society of Chemistry's interactive periodic table which includes Murray 10 Be Robertson's Visual Elements artwork. Ne Hover over the elements to see key facts and the supply risk which highlights elements where limited abundance may hinder the production of new technologies. Na Mg Click the elements for interesting facts,atomic data,isotopes and more. A Mn N Cu Zr Ga Ba La Hf Pb Rn 108 109 113 114 115 118 Cn Jut Uup Uu > 9 7 90 95 g 38 100 101 102 0 Th Am Cm Cf Es Fm Md No http://www.rsc.org/periodic-table/
᧿述化学 Descriptive Chemistry 1 http://www.rsc.org/periodic-table/ 族 分区 周期 S区 p区 d区 f区
元素基本性质的周期性 The Periodic Properties of the Elements d ds f 电子组态与周期表中各区的关系 (1)s区(s-block):[稀有气体电子构型]+s- IA [稀有气体电子构型]十ns2-IⅡA (2)p区(p-block):[稀有气体电子构型]+ns2pl-6.-IIA→VIIA或零类) (3)d (d-block):(n-1)dxns1(2) a.x+s上的电子数=3→7，为IIIB→VIIB b.x+s上的电子数=8、9、10，为VIB (4)ds (ds-block):(n-1)dions1- -IB (n-1)d10ns2.- -IIB (5)f区(f-block):(n-2)f0-14(n-1)d0-2ns2,4f一镧系元素，5f一锕系元素。 ☑元素的性质主要是由原子的电子层结构和最外层电子数决定的， 元素性质的周期性变化是原子的电子层结构周期性变化的反映
电子组态与周期表中各区的关系 (2) p区(p-block)：［稀有气体电子构型］＋ ns2np16-IIIAoVIIIA 或零类） a．x + s上的电子数 = 3 o 7，为 IIIB o VIIB (4) ds区(ds-block)：(n 1)d10ns1-IB (n 1)d10ns2-IIB (5) f区(f-block)：(n 2)f 014(n 1)d 02ns2，4f 镧系元素，5f 锕系元素。 (3) d区(d-block)：(n 1)dxns1(2) b．x + s上的电子数 = 8、9、10，为 VIIIB (1) s区(s-block)：［稀有气体电子构型］＋ ns1 - ΙA ［稀有气体电子构型］＋ ns2 -IIA 元素的性质主要是由原子的电子层结构和最外层电子数决定的， 元素性质的周期性变化是原子的电子层结构周期性变化的反映。 s d ds p f 元素基本性质的周期性 The Periodic Properties of the Elements
s区和p区元素化学引言 Introduction of the Chemistry of s and p Elements >原子半径(Atomic Radii)、电离势(lonization Energy)、电子亲和能 (Electron Affinity)和电负性(Electronegativity)的周期性变化→Chapter7 >s和p区元素的氧化态(Oxidation State of s and p Element) The Energy Difference (eV)of the Outer s and p Orbital in the Main Subgroups 2 period Li Be B C N F Ne 1.9 2.8 4.6 5.3 6.0 14.9 20.4 26.8 3dperiod Na Mg Al Si CI Ar 2.1 2.7 4.5 5.2 5.6 98 11.6 12.5 4period K Ca Ga Ge As Se Br K 5.9 6.7 6.8 10.4 12.0 13.2 5hperiod n Sn Sb Te Xe △E3s3p△E5s5p 10.1 6period TI Pb Bi Po At Rn (7) (9) (10) (12) (16) 3
s区和p区元素化学引言 Introduction of the Chemistry of s and p Elements ¾原子半径（Atomic Radii）、电离势（Ionization Energy）、电子亲和能 （Electron Affinity）和电负性（Electronegativity）的周期性变化Chapter 7 ¾ s和p区元素的氧化态（Oxidation State of s and p Element） 3
s区和p区元素化学引言 Introduction of the Chemistry of s and p Elements >s和p区元素的配位数(Coordination Numbers of s and p Elements) 1.Fluoro and oxy complexes of selected elements) 2nd period BeF2 BF4 CF NF 3rd period AIF SiF PF6 SF6 CIF 4th period GaFg- GeFg AsF6 SeF6 2nd period BO Co- NO 3rd period Sio PO so C1O 4th period GeO AsO Se BrOz 5th period SnO Sbo Teo IO >主族元素从上到下，配位数增大； >同种元素与不同配体配位，配体体积越小，配位数越大
s区和p区元素化学引言 Introduction of the Chemistry of s and p Elements ¾s和p区元素的配位数（Coordination Numbers of s and p Elements） ¾主族元素从上到下，配位数增大； ¾同种元素与不同配体配位，配体体积越小，配位数越大 4
>共价化合物的分子轨道理论(The theory of molecular orbital of covalent compounds) ①s、p区元素的价轨道(valence orbital)是外层能级，即ns、np轨道 虽然从第三周期开始，元素有相应的nd空轨道，但计算表明nd轨 道所处能态相当高，以致形成化学键的可能性相当小。 多中心多电子键： ”=”4一码 y=a一g 三中心反键轨道 Dea 两中心非键轨道 Der 三中心成键轨道 Ψ+=”4十仍 ”+=现a+红 两中心两电子键 三中心四电子键 (two-centre two-electron,2c-2e) (three-centre four-electrons,3c-4e (超共价键，hypervalece bond) 5
¾共价化合物的分子轨道理论（The theory of molecular orbital of covalent compounds） ① s、p区元素的价轨道(valence orbital)是外层能级，即ns、np轨道. 虽然从第三周期开始，元素有相应的nd空轨道，但计算表明nd轨 道所处能态相当高，以致形成化学键的可能性相当小。 ① 多中心多电子键： 两中心两电子键 （two-centre two-electron, 2c-2e） 三中心四电子键 （three-centre four-electrons, 3c-4e ） （超共价键, hypervalece bond） 5
家盒、地m化哈%暖(f:泡：他石) He 水华第篷招音稀会绕 1s2 第10章稀有气体 10 Chapter 10 The Rare Gases Ne 20.18 18 Ar Helium (He) Neon (Ne) Argon (Ar) 30 36 氦，太阳 氖，新的 氩，懒惰的 Kr 4s23d104 Krypton (Kr) Xenon (Xe) Radon(Rn) 8380 54 氪，隐藏的 氙，陌生的 氡，发光的 Xe 5s24d10s 86 Rn 24d10 222
第10章 稀有气体 Chapter 10 The Rare Gases Helium (He) Neon (Ne) Argon (Ar) 氦，太阳 氖，新的 氩， 懒惰的 Krypton (Kr) Xenon (Xe) Radon (Rn) 氪，隐藏的 氙，陌生的 氡，发光的 6 重点 Xem 化前左质 ⽐ 坻 灿 北 ⻄ ⼆ ⽔解, 歧 仙 鈚 还 做应
命名 “noble gasesi"在十九世纪被化学家发现以来，由于深入理解其性质 而多次改名。 >稀有气体(rare gases)：因为化学家认为它们是很罕见的。不过，这种说法 只适用其中部分元素，并非所有都很少见。例如氩气(Ar,argon)在地球大气层 的含量占0.9%，胜过二氧化碳；而氦气(He,helium)在地球大气层的含量确实 很少，但在宇宙却是相当充沛，它占有25%，仅次于氢。 >惰性气体（又称钝气，inert gases):表示它们的反应性很低，不曾在自然中 出现化合物过。对于那些早期需借由化合物来寻找元素的科学家，这些元素是比 较难以寻找的。不过，最近的研究指出他们是可以和其他元素结合成化合物（此 即稀有气体化合物)，只是需要借助人工合成的方式。 >贵重气体（又称贵族气体、贵气体或高贵气体，noble gases)：这个称呼是源 自德语的Edelgas)所翻译来的，是由雨果·埃德曼于1898年所定名。“noble”与黄 金等的“贵金属”类似，表示它们不易发生化学反应，但并非不能产生任何化合 物。 >中文译名：全国自然科学名词审定委员会于1991年公布的《化学名词》中正式 规定“noble gases”称为稀有气体一词
命 名 ¾稀有气体（rare gases）：因为化学家认为它们是很罕见的。不过，这种说法 只适用其中部分元素，并非所有都很少见。例如氩气（Ar, argon）在地球大气层 的含量占0.9%，胜过二氧化碳；而氦气（He, helium）在地球大气层的含量确实 很少，但在宇宙却是相当充沛，它占有25%，仅次于氢。 ¾惰性气体（又称钝气，inert gases）：表示它们的反应性很低，不曾在自然中 出现化合物过。对于那些早期需借由化合物来寻找元素的科学家，这些元素是比 较难以寻找的。不过，最近的研究指出他们是可以和其他元素结合成化合物（此 即稀有气体化合物），只是需要借助人工合成的方式。 ¾贵重气体（又称贵族气体、贵气体或高贵气体，noble gases）：这个称呼是源 自德语的Edelgas所翻译来的，是由雨果·埃德曼于1898年所定名。“noble”与黄 金等的“贵金属”类似，表示它们不易发生化学反应，但并非不能产生任何化合 物。 ¾中文译名：全国自然科学名词审定委员会于1991年公布的《化学名词》中正式 规定“noble gases”称为稀有气体一词。 “noble gases”在十九世纪被化学家发现以来，由于深入理解其性质 而多次改名。 7
He:发现 1868年8月18日，皮埃尔·让森(Janssen)和约瑟夫·诺曼底·洛克伊尔在观 测太阳的色球层时，发现了一种发射光谱中有黄色谱线的物质，他们把此物 质命名为“氦”（法语：helium、英语：helium)，该词源自希腊语oS, 意为“太阳”。 400nm 450nm 500nm 550nm 600nm 650nm 700nm 科学家最先在太阳的发射光谱上发现氦气独特的谱线。 8
科学家最先在太阳的发射光谱上发现氦气独特的谱线。 1868年8月18日，皮埃尔·让森（Janssen）和约瑟夫·诺曼底·洛克伊尔在观 测太阳的色球层时，发现了一种发射光谱中有黄色谱线的物质，他们把此物 质命名为“氦”（法语：hélium、英语：helium），该词源自希腊语ήλιος， 意为“太阳” 。 He: 发现 8
Ar的发现一小数点后第三位的胜利 十七世纪七十年代只知道空气的固定成分是氮和氧。1785年，Cavendish 在电火花的作用下使氮和氧化合为橙红色的氧化氮气体，继而又用氢氧化钠溶 液吸收氧化氮，三个星期后才使氮化合完毕，余下的氧用“硫肝”吸收后，还 残留下1/120的微小气泡.他对这个现象很重视，写到“这个气泡是特殊的，不 象一般的氮，因为不管什么样的火花都不能使它同氧结合.”但他又说“这是由 于某种原因沒有跟氧化合而剩下来的氨”。后来，二 直到1892年，物理学家Rayleigh和化学家 The Nobel Prize in Chemistry 1904 Ramsay分析了由氨分解出来的氮每升1.2507g, 而由一升空气中获得的氮重1.2565g,相差的 5.8mg并非是氮，命名为“氩”(argon, 原文含有懒惰的意思.)这被称为 “小数点后第三位的胜利”。 重enem The Nobel Prize in Physics 1904 e小r1 9
十七世纪七十年代只知道空气的固定成分是氮和氧。1785年，Cavendish 在电火花的作用下使氮和氧化合为橙红色的氧化氮气体，继而又用氢氧化钠溶 液吸收氧化氮，三个星期后才使氮化合完毕，余下的氧用“硫肝”吸收后，还 残留下1/120的微小气泡. 他对这个现象很重视，写到 “这个气泡是特殊的，不 象一般的氮，因为不管什么样的火花都不能使它同氧结合.” 但他又说 “这是由 于某种原因没有跟氧化合而剩下来的氮” 。后来， 直到1892 年，物理学家 Rayleigh 和化学家 Ramsay分析了由氨分解出来的氮每升1.2507g， 而由一升空气中获得的氮重1.2565g，相差的 5.8 mg 并非是氮，命名为“氩”（argon, 原文含有懒惰的意思.）这被称为 “小数点后第三位的胜利” 。 Ar的发现—小数点后第三位的胜利 9
应用 >照明、霓虹灯 IMAX放映机中使用的15,000瓦短司 弧氙灯 稀有气体放电的颜色和光诺（最后一行），只有从上往下第二行代表纯净的气体， Solar simulator (Newport) Ne ("A的照片中灯管里含一些汞) 10
应 用 ¾照明、霓虹灯 Solar simulator (Newport) 10 10