[拼音]：yuansu zhouqibiao he jinshu xingzhi

[外文]：periodic table of elements and properties of metals

在元素周期表中（见非铁金属），元素按原子序数Z值递增的次序排列。壳层数n相同的元素被排列在一横行，称为周期，如n＝1的横行称首先周期，氢就在首先周期内；n＝2称为第二周期，有锂、铍等；n＝3称第三周期，有钠、镁、铝等。每个周期都以一种惰 气体元素作为结束。对惰 气体元素来说，对应于某一主量子数的一切电子态全部填满。竖直的各列叫做族；属同一族中的元素，具有相同数目的最外壳层电子。也常用属于第几族来说明元素在周期表中的位置。

金属分布于元素周期表的广大区域。参考各金属元素在周期表中的位置，再结合金属电子论和晶体结构，可以对金属的某些 质和行为得到更为系统的理解。金属可以有不同的分类方法和相应的名称，如铁和非铁金属；简单金属和过渡金属；一价金属和多价金属（或叫做开金属和实金属）；在一价金属中碱金属和贵金属等等。

碱金属中的锂、钠、钾、铷和铯的固体，都具有体心立方结构。从一般理解的金属特 来说，它们是接近理想金属的，即它们中的传导电子的状态，最接近金属电子论所阐述的情况。图1中ρ(r)表示电子云密度，r表示对原子核的距离，可以看出，锂和钠的离子、电子云密度在金属中二原子间距中点处几乎为零；其他几个碱金属的离子电子云密度，在间距中点处也不很大。注意到体积与半径的立方成正比，就很容易理解。这些金属的离子实（原子去掉最外层电子后所剩余的部分）所占的体积，只是金属晶体中原子体积的很小一部分，其他空间都为传导电子所占据。所以碱金属可以想象为在自由电子气的空间排布着小的离子群，这些金属因此得到虚空金属或开金属的名称。离子的电子云既然重叠很少（即在间距中点处密度低），所以它们在决定碱金属结合能和原子间距方面起的作用不大。碱金属的 质主要决定于传导电子（价电子）。

钾和铷、钾和铯、铷和铯之间原子半径相差不大，晶体结构相同，又都是一价金属，所以可形成连续固溶体，IA族中的其他各元素原子半径差都较大，相互溶解度很低。碱金属正电 很强，故很少能和其他金属形成固溶体。

贵金属和碱金属一样都是一价金属，但贵金属呈面心立方结构，它们远不像碱金属那样虚空。图2是铜的自由离子的ρ(r)和r的变化。在相当于金属中两相邻原子间距中点处，电子云的密度很大，也就是说离子的电子云重叠很大，电子云间有很强的排斥力。与碱金属相比，铜的压缩系数是很低的；银和金的情况也类似。

铜和金、银和金两两之间的原子半径差都小于14％，形成连续固溶体，铜银二元系中有典型的共晶反应，固溶度非常有限。这可能是由于银的 4d10电子壳层比较稳定而不容易极化，难以适应形成固溶体所要求的变化。金离子电子云比较容易畸变极化，有利于形成金银、金铜连续固溶体，金比铜难以在各向同 压力下压缩，但在单向张应力下，却比铜容易形变。当以铜或银为基，与铝、锗、锌、镓组成二元合金时，能生成一系列合金相。根据电子浓度(在合金中每原子平均分到的传导电子数)的变化，常可以说明各种合金相的出现或消失。

过渡族金属存在于长周期中。在这些元素中，里面的轨道（如3d等）尚未填满的情况下，一个或两个电子已经进入更外面的一层轨道(如4s等)。以后再增加的电子则又进入里面未填满的轨道。这样就间断了周期表中主量子数和次量子数序列的规律 。

实验证明，在过渡族金属中自由原子的 ns、np 和(n－1)d.电子壳层在形成金属时相互重叠而形成杂化带(spd)。铁、钴、镍是具有铁磁 的金属，它们都存在于首先长周期中，这些金属和以它们为基的合金的 质及其规律，在科学理论和工业技术方面都曾进行广泛深入的研究，具有很大的实用意义。当其他过渡族金属溶入铁中时，引起液相线和固相线的降低，溶质元素离溶剂元素在周期表中的距离越远，引起的下降越大。

从图3可以看出，金属的 质随元素在周期表中的位置而变化的情况，过渡族金属的熔点都比较高。熔点高低是原子间结合力强弱的一种标志。以原子的升华热表示结合能更为确切，升华热就是从固体把一个原子移到气态所需要提供的能量。高结合能通常表示可压缩 低，但是并没有简单的定量关系。过渡族金属的晶体结构也存在一些规律 。

在每一周期 的碱金属，每个原子有一个外层电子，原子体积又很大，每一参加键联的电子占据的体积也大。沿着一个周期向右移动，原子体积逐渐下降，而参加键联的电子数却逐渐增多，于是每个电子分到的体积就小多了。在过渡族金属序列的中间和后端的元素，原子间距与正常泡令共价离子半径是同数量级的，使得有些研究者猜想，这些过渡族金属中的结合力可能与金刚石等共价晶体中的结合力的 质相象。

参考书目

W.Hume-Rothery，Atomic theory for students of metallurgy，3rd rev.ed.，The Institute of Metals，London，1960.

C.S.Barrett & T.B.Massalski，Structure of Meta- ls，3rd rev.ed.，Pergamon，Oxford，1980.

严正声明：本文由历史百科网注册或游客用户韵来自行上传发布关于» 元素周期表和金属性质的内容，本站只提供存储，展示，不对用户发布信息内容的原创度和真实性等负责。请读者自行斟酌。同时如内容侵犯您的版权或其他权益，请留言并加以说明。站长审查之后若情况属实会及时为您删除。同时遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，尊重和保护作者的劳动成果，转载请标明出处链接和本声明内容：作者：韵来；本文链接：https://www.freedefine.cn/wenzhan/52784.html