1-22015高等无机-元素周期系和相对论效应素材.ppt

例2： Hg的一些特殊性可以用相对论效应说明。 由于Hg的6s2收缩较大，使它的惰性增大，接近稀有气体，有“假氦”之称； Hg的第一电离能（10.43ev） 大于Cd的第一电离能 (8.991eV) ； 汞不仅是常温下以液态存在的唯一金属，而且Hg可在水溶液中呈游离态存在，它与Au2是等电子体。 1.6 元素周期系的发展 1.6.1 化学元素的人工合成 （1）锝43、 砹61、钷85、钫87的人工合成； 20世纪30-40年代：人工核反应工作的进展； 锕衰变→钫87；a粒子轰击金属Bi→砹61；U-235裂变产物→锝43和钷85； 1871年-1943年，1-92号全； （2）铀92后元素的合成； 1940年，U-239衰变产生93号镎； 1940-1996年，93-112号新元素。 (3) 超重元素 超重元素一般是指原子序数为110－126的元素(也有人认为是指原子序从108－128的元素)，随着原子序数的增加，这些人工合成元素寿命越来越短(如104号元素只能存在0.1－0.5秒)，且合成出来的原子的数目也越来越少，因而使人们对新元素的发现产生一些错觉，认为稳定重元素的发现是不大可能的。 理论物理研究指出：原子核是由在核力场中运动的粒子组合体构成的，当原子核中构成粒子组合体达到某些所谓的“幻数”时，就会特别稳定。如：中子和质子都是2, 8, 20, 28, 50, 82等；铀以后，质子幻数：114和164等；中子幻数：126, 184, 198, 228, 272, 318等。 按此，在105-106号元素附近开始进入不稳定海洋，越过海洋出现稳定岛，这个岛相应于质子数的范围为 110-126或108-128，中子数的范围为176-190。岛中最高的山峰相应于原子序数114，中子数为184的元素，岛的周围为不稳定的元素。 下一个双幻数组合（Z=164，N=198），形成超重岛。 稳定岛的假说 科学家预言：含有114质子和184中子的原子核附近可能存在一批寿命长、稳定性较高的新超重元素。 “稳定岛”：中子数和质子数的稳定组合，在这个范围内组成了一个稳定同位素区，其四周被不稳定的同位素如“海洋”一样包围着，稳定同位素在不稳定同位素中形成了如屹立在“海洋”中的“山脉”或称“稳定岛”。 锕系理论的提出和证实：美国的G.T.Seaberg（106元素符号Sg）提出锕系理论 1.6.2 锕系理论的提出和证实 （1）根据稳定岛假设，周期表中不但可以完成第七周期,而且还会超过第七周期直接进入未知的新周期。 （2）121号元素起，电子将填入5g轨道，而后6f，也会形成庞大的内过渡元素系-第一超锕系； （3）8s 5g 6f 7d 8p（2+18+14+10+6），第8（9）周期元素数目,可达50种； （4）能级交叉、旋-轨耦合、相对论效应会产生一个更加复杂、更加混乱的电子排布情况。 1.6.3 周期系展望 超 新超 根据现有的周期系理论知识，可将第8、9两个周期直到218号元素的位置列出，至于此表是否正确，有待今后科学实践的检验。 1.4 次级周期性 同族元素的物理化学性质，从上到下金属性逐渐增强，电离能、电子亲和能及电负性依次减小，这是周期性基本趋势。但早在1915年Biron等就注意到，这些性质从上到下并不是直线式递变的，而是呈现出“锯齿”形的交错变化。这种现象被称为第二周期性或次周期性。简单地说，所谓“第二周期性”是指同族元素,从上到下某些性质出现第二、第四、第六周期元素相似和第三、第五周期元素相似的现象。 定义：各族元素的物理化学性质，由上而下并非单调的变化，而常是有起伏的，这种现象，称为次级周期性或第二周期性。 1.4.1 第二周期p区元素的特殊性： 半径小、电子密度大、无d轨道 1.多重键能力强；p-pπ键、p-dπ键； 2.单键键能弱； 3.最大配位数不超过4； 4.水解机理；CX4/SiX4； 本质为结构的特殊性 1.4.2 第四周期p区元素的不规则性 第四周期元素，首次出现了3d轨道，过渡后p区元素次外层为3d10电子，屏蔽作用小，有效电荷高，第三到第四周期原子半径增幅不大，如：rGa rAl（钪系收缩）。引起一系列参数如：电离能偏高、电负性偏大、最高态化合物氧化性↑； ② 主族元素的其他性质也呈现交替变化。氮族的含氧 酸的氧化性： HNO3（强） H3PO4（弱） H3AsO4（较强） H3SbO4（很弱） 卤素族含氧酸的氧化性：