元素周期表的变化——从简到繁、从感性到理性

元素周期表是学习和研究化学的重要工具。自从1869年门捷列夫给出的第一张元素周期表。至今已经出现了700多种不同形式的元素周期表。其中,比较有特点的有4种,从门捷列夫的短式周期表,到如今通用的维纳尔长式元素周期表,其内容表现出了人类对化学元素的认识,从简到繁,从感性到理性认识过程。

元素周期表鼻祖:门捷列夫短式周期表

门捷列夫元素短式周期表是最原始的周期表,由于那时人类尚未发现稀有气体,锕系元素没有被发现,仅仅发现了几个镧系元素,因此门捷列夫短式周期表并没有这些元素。后来,经过不断的改进,门捷列夫短式周期表添加了许多现代化学知识,表中第1、2、3周期各占一个横排,而4、5、6周期各占2个横排,这样,就在后3个周期出现每个纵列2种元素现象,为此门捷列夫创造了“主族”和“副族”的概念,这一概念一直被延续至今。

而短式周期表最右端,铁钴镍、钌铑钯、锇铱铂3个“三素组”被门捷列夫看成了从主族元素向副族元素的过渡,因此称为“过渡元素”,目前“过渡元素”这个依然被是被使用。

门捷列夫短式周期表虽然有些在今人看来,有着并不可科学的地方。但这种最原始的元素周期表,已经能够反映出了元素周期规律,同时像“主族”与“副族”概念依然被当今世人所使用,这就是门捷列夫短式周期表对于化学上的贡献。

门捷列夫短式周期表

并不常用的周期表:三角形周期表和宝塔式周期表

三角形“长式”周期表,这个周期表每一个周期占用一横排,最大特点能直接地看到元素周期的发展。但三角形“长式”周期表在元素之间关系这一问题上,无法体现出来。同时三角“长式”周期表由于太长了,排版和印刷都有一定困难,所以并不被后来人们所使用。

宝塔式周期表,由于形式上又像水滴,所以又被称为水滴钟式周期表。这种周期表能够很好的体现元素周期核外电子能级的增多而螺旋发展。同时,宝塔式周期表最大的缺点是每个横列不是一个周期,纵列元素关系不容易看清,同样不被人们所使用。

三角形“长式”周期表

通用元素周期表:维纳尔长式周期表

维纳尔长式元素周期表是最通用的元素周期表。截止到2018年列载的元素已经编号到118号元素。维纳尔长式元素周期表在结构上包含了:周期、列、族、区和非金属区。同时,锕系和镧系元素被单独列出副表。而且维纳尔长式周期表载有内容比较多,比如用不同颜色标出那些是金属元素、那些是非金属元素、那些是稀有气体元素、那些是过度元素。对每个元素的原子序数、外层电子结构和相对原子质量也有标注。这些,注定让维纳尔长式周期表是目前世界上最为通用的元素周期表。

元素周期表,从门捷列夫最原始的短式周期表,到如今载有内容较为复杂的维纳尔长式周期表,体现的是人类科学发展的结晶。

维纳尔式长周期表
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