2.3　元素周期表

2.3.1　元素周期表的建立和发展

早在19世纪，化学家和物理学家探索以原子量的大小顺序对元素进行排列，认识到元素的性质存在周期性，并以周期性为纲，制作出形式多样的元素周期表。此后，随着新元素的发现，原子结构认识不断深入和测定原子量准确度的提高，元素周期表不断完善。

2016年，国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）公布了原子序数为113、115、117和118等元素的名称和性质。2017年5月，这4种元素的中文名称也正式公布。元素周期表的7个周期、18个族，包含的118种元素的周期表，完整地呈现。表2.3.1示出一种竖排的元素周期表。

化学元素周期表以表格的形式标示出每种元素的名称、原子序数、元素符号、原子量，表达出这种元素在表中所处的周期、族次和区域，根据元素的周期性了解该元素应具有的特性，了解它和相邻元素的相似性和递变性，从中得到有关元素间的相互联系，从而得到有关元素的结构和性质的信息。

元素周期表已成为化学科学的一项重要内容和重要工具，用以启迪现代化学各个分支学科的发展。

2.3.2　周期表中周期的划分

原子由原子核和若干个核外电子组成。核外电子绕原子核运动，它的分布情况和能级高低不同，根据实验测定和理论推导的结果，原子轨道能级高低次序为：

1s；2s，2p；3s，3p；4s，3d，4p；5s，4d，5p；6s，4f，5d，6p；7s，5f，6d，7p。

将它绘制成图形，如图2.3.1所示：每个能级组以ns开始，7个周期的情况列于表2.3.2中。

2.3.3　元素的分族和分区

元素周期表共分7个周期，18个族。族的记号有两种：一是用1～18的阿拉伯数字标明，将元素分成18族的记号，它是IUPAC推荐使用的族次记号；二是按主族或副族进行分族，用阿拉伯数字加英文字母A和B标出，1A～8A为主族元素，1B～8B为副族元素，8B族对应着IUPAC分族法用阿拉伯数字标明的8、9、10三个族。每族元素的外层能级的电子组态相似，因此它们的化学性质也相似。

对元素的分族和分类还有一些通用名称，例如：

碱金属元素　指第1族或1A族元素，包括锂、钠、钾、铷、铯、钫。

碱土金属元素　指第2族或2A族元素，包括铍、镁、钙、锶、钡、镭。

镧系元素　指第3族或3B族中第6周期原子序数为57～71的15种元素，它们是：镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥，有时用Ln记号代表镧系元素。

铂族金属元素　指8B族（或第8、9、10族）第5、6两个周期的6种元素：钌、铑、钯、锇、铱、铂。

货币金属元素　指第11族即1B族中第4、5、6周期的3种元素：铜、银、金。（不包括同一族第7周期的，因它是人工合成的元素，起不了货币作用。）

卤族元素　简称卤素，指第17族即7A族元素的总称，包括氟、氯、溴、碘、砹。

稀有气体元素（又称惰性气体元素）　指第18族或8A族元素：氦、氖、氩、氪、氙、氡。

稀土金属元素　简称稀土元素或稀土。它是包括钪、钇和镧系元素共17种元素的总称，有时用RE记号代表稀土金属元素。