第3章 元素周期律¶

本章中心问题¶

元素性质为什么随原子序数呈周期性变化？怎样从电子排布、屏蔽、穿透和有效核电荷， 而不是从“左下金属、右上非金属”的口号，解释半径、失电子与成键趋势？

学习本章之前¶

必须掌握¶

• 第2章复习中的电子排布与模型边界；
• 壳层、亚层、径向分布和穿透；
• 主族原子与常见离子的电子排布；
• 原子序数、核电荷和离子电荷的区别。

建议熟悉¶

• 周期表的周期、族和主族名称；
• Coulomb吸引随电荷和距离变化的定性关系；
• “总体趋势”允许存在局部异常。

3分钟诊断¶

1. 中性Na与Mg的核电荷数分别是多少？
2. 同一壳层中\(s,p,d\)轨道的定性穿透顺序是什么？
3. \(\ce{Na+}\)与Ne电子数相同，是否表示核电荷也相同？
4. 一个经验趋势出现例外，是否表示整个电子结构模型失效？

本章学习成果¶

完成本章后，你应该能够：

1. 用屏蔽、穿透和有效核电荷比较电子受核吸引强弱；
2. 比较同周期、同族及等电子系列的原子或离子半径；
3. 区分电离能、电子亲和能和电负性；
4. 解释主要周期趋势及典型局部异常；
5. 用电子结构比较金属性和非金属性；
6. 对主族常见氧化态作有条件预测；
7. 初步解释第二周期特殊性、对角线关系和惰性电子对效应；
8. 明确周期趋势是预测工具，不是无条件定律。

核心单元¶

本章不负责¶

• 系统罗列各族元素反应；
• 用高精度原子计算给出轨道能量；
• 酸碱强弱的定量处理；
• 电极电势和氧化还原平衡；
• 完整相对论周期效应；
• 把经验趋势包装成无例外定律。

章末知识地图、综合练习和测验已完成。3.1～3.4已通过首轮章内整体复核，并已回看 第2章关于穿透、排布和轨道能量的表述。第4章完成后又复核了电负性差、离子性— 共价性连续谱、氧化态与实际电荷、第二周期多键能力及主族超价边界，相关表述一致。