1、1.3 元素性質(zhì)變化的特點(diǎn),第1章 元素、元素性質(zhì)的周期性,1.1 元素的起源與分布,1.2 原子性質(zhì)的周期性,1.1.2 元素的分布,1.1.3 現(xiàn)代周期表,1.1.1 元素的起源,1.1 元素的起源與分布,1.1.1 元素的起源,根據(jù)“宇宙膨脹”學(xué)說，宇宙約最早形成于約1372億年前，當(dāng)時(shí)它的體積非?！懊煨　?，大爆炸發(fā)生后它才開始劇烈膨脹。最初宇宙膨脹的速度很快，在經(jīng)歷了大約38萬年的高速膨脹期后，這一進(jìn)程才開始逐漸慢了下來。在此期間，宇宙的構(gòu)成氣體開始冷卻并逐步凝結(jié)形成星體。,圖11：宇宙大爆炸,1. 元素的起源,發(fā)生大爆炸,1s后溫度 降至1010K,3min后溫度 降至109K,質(zhì)子

2、和中子存在,形成了1H、2H、3He、 4He、9Be和7Li核素,粒子依靠短程強(qiáng)力結(jié)合形成原子核；依靠長(zhǎng)程電磁力把電子束縛在原子核周圍形成原子。,. 氦核聚變生成碳核,2. 比鐵輕的核素的產(chǎn)生 氫和氦原子云收縮，發(fā)生核聚變反應(yīng)；,. 氫核聚合成氦核,.碳核燃燒,輕核融合產(chǎn)生較重元素，聚變時(shí)在星球內(nèi)部形成Z26(Fe)的各種元素； 較重的核通過核裂變產(chǎn)生質(zhì)量數(shù)約為56的核(Fe)； 上述兩種過程都是放能過程，在高溫高壓下存在平衡產(chǎn)生較高豐度的Fe周圍元素；,3. 比鐵重的核素的產(chǎn)生,由各種不同的耗能過程產(chǎn)生，包括慢過程和快過程； 慢過程（耗時(shí)幾年）：核捕獲中子，發(fā)生結(jié)構(gòu)重排，發(fā)射電子，以獲得穩(wěn)

3、定結(jié)構(gòu)； 快過程（極短時(shí)間）：如在超新星爆炸中，核捕獲中子，發(fā)生重組，形成更重核素。,質(zhì)子數(shù)為2，8，20，28，50，82，114，和164； 中子數(shù)為2，8，20，28，50，82，126，184，196，228和318的核數(shù)特別穩(wěn)定。 這些數(shù)字被稱為幻數(shù)(magic number)。例：,4. 幻數(shù)核和穩(wěn)定島,幻數(shù)核穩(wěn)定,具有更多的穩(wěn)定同位素,用中子數(shù)做橫坐標(biāo)，質(zhì)子數(shù)做縱坐標(biāo)；第三個(gè)坐標(biāo)的相對(duì)高度代表同位素的相對(duì)穩(wěn)定性。 把已知的一百多種元素的穩(wěn)定同位素定標(biāo)在這個(gè)主體坐標(biāo)圖內(nèi)。整個(gè)圖好像是一望無際的大海。,圖1-2：可能存在的超重核穩(wěn)定島示意圖,坐標(biāo)零點(diǎn)向東北方向伸展著一個(gè)狹長(zhǎng)的半島穩(wěn)定

4、半島。下一個(gè)雙幻數(shù)核在哪里？ 114號(hào)元素位置是在第七周期 A族，稱為“類鉛”，關(guān)于它的性質(zhì)的預(yù)測(cè) 它具有+2、+4價(jià)，且以+2價(jià)為主 ，對(duì)嗎？,1.1.2 元素的分布,1. 宇宙中化學(xué)元素的分布 元素的宇宙豐度數(shù)據(jù)來源于： 星體和星云的光譜分析結(jié)果；（揮發(fā)性元素豐度的來源） 各種隕石的化學(xué)分析結(jié)果；（難熔元素豐度的重要來源）,豐度：一種元素的豐度是指它在自然界中的平均相 對(duì)含量。F.W.Clark提出元素在地殼中平均含 量值，稱“克拉克值”。,元素宇宙豐度的基本特點(diǎn)： 氫、氦約占宇宙總質(zhì)量的99，總原子數(shù)的99，最重元素存在量約為氫的10-12； 原子序數(shù)Z45的較重元素之間，豐度變化平緩；

5、 Z為偶數(shù)的元素，豐度大大高于左右相鄰的奇數(shù)元素； 從豐度曲線變化趨勢(shì)看，與氫、氦相比，Li、Be、B豐度明顯過低；O、Fe、Pb豐度“過?！?；,元素宇宙豐度的影響因素： 元素產(chǎn)生時(shí)核反應(yīng)能否進(jìn)行； 生成的各種同位素穩(wěn)定性如何；,2. 地殼中化學(xué)元素的分布 摩爾分?jǐn)?shù)含量：氧、硅、鋁、鈉、鐵、鈣、鎂、鉀、鈦、磷、氫、錳；前8種豐度摩爾分?jǐn)?shù)占94.5%，質(zhì)量分?jǐn)?shù)98.5%； 氧的化合物在地殼中含量最高，很多元素都以氧化物形式存在，如H、Ti、V、Cr、Mn； 硅是巖石的主要成分，含量也很高，Li、Be、Cs均以硅酸鹽形式存在于地殼中； 很多金屬都是親硫元素，如Fe、Co、Ni、Cu、Zn等； 還有

6、一部分元素以碳酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽、硝酸鹽等形式存在。,1.1.3 現(xiàn)代周期表,現(xiàn)代周期表 1986年IUPAC推薦由118分別標(biāo)示周期表中 18列元素的新體系； (International Union of Pure and Applied Chemistry) 對(duì)鑭系和錒系元素的位置做了點(diǎn)調(diào)整； Lu和Lr的價(jià)電子結(jié)構(gòu)與Sc和Y類似，故將其合并為一族； f區(qū)元素14種，對(duì)應(yīng)于對(duì)f軌道的填充； d區(qū)填充在s、p區(qū)之間，f區(qū)填充在s、d區(qū)之間，體現(xiàn)他們的“內(nèi)過渡”特性。,2. 元素的分區(qū) 人們通常按原子最后一個(gè)電子占據(jù)的軌道將周期表中的一百多種元素分為4個(gè)區(qū)。,綜合上述改進(jìn)，現(xiàn)代周期表的形式

7、主要有兩種： 一種是長(zhǎng)式表，把所有的元素都包括在一張表格內(nèi)； 另一種是短式表，把鑭系和錒系并列在主表的下方。,表11,1.2.2 原子半徑,1.2.3 電離能,1.2.1 原子電子構(gòu)型,1.2 原子性質(zhì)的周期性,1.2.5 電負(fù)性,1.2.4 電子親和能,1.2.1 原子電子構(gòu)型,電子將依據(jù)下述的一般次序來填充原子軌道： 1s，2s，2p，3s，3p，4s，3d，4p，5s，4d，5p， 6s，4f，5d，6p，7s，5f，6d，7p,1. 電子構(gòu)型的一般情況,2. 電子構(gòu)型的特例,軌道間能級(jí)差減小； 電子之間的排斥作用超過軌道能級(jí)差；,表12：不符合構(gòu)造原理的電子構(gòu)型,交換能：是指由于自旋相

8、同的電子之間的自旋相關(guān)引起的相互排斥能減小的部分。即交換作用的結(jié)果是減小靜電互斥能，使電子構(gòu)型穩(wěn)定性增加。,自旋平行和自旋反平行的兩對(duì)電子，哪對(duì)自身能量低？,計(jì)算不同電子構(gòu)型的相對(duì)交換能大?。?Eex=KP,K：常數(shù)(0.20.5eV，軌道不同，數(shù)值不同)； P：平行電子對(duì)數(shù)，P=n(n-1)/2，n為平行自旋數(shù)；,對(duì)于自旋平行和反平行，電子各自獨(dú)立計(jì)數(shù)，即對(duì)于n+n自旋體系，體系平行電子對(duì)數(shù)為： P=n(n-1)/2+n(n-1)/2 Eex= n(n-1)/2+n(n-1)/2 K,平均交換能：,解：若按構(gòu)造原理，Cr原子應(yīng)為3d44s2構(gòu)型，可計(jì)算得到Cr(3d4)的Eex=6K，平均交

9、換能為1.5K； 若Cr原子采用3d54s1構(gòu)型，則Cr(3d5)的Eex=10K，平均交換能為2K； 根據(jù)上述結(jié)果，可知兩種構(gòu)型Eex值相差4K，按K0.35eV計(jì)算，4K1.40eV。 已知3d與4s能級(jí)差為1.21eV，說明Cr采取3d54s1構(gòu)型時(shí)交換能數(shù)值足以補(bǔ)償由4s進(jìn)入3d軌道造成的能量升高，故Cr原子的基態(tài)電子構(gòu)型應(yīng)為3d54s1。,例11：試討論鉻原子的基態(tài)電子構(gòu)型。,導(dǎo)致電子構(gòu)型特例的幾個(gè)可能原因： 交換能的貢獻(xiàn)；（易形成亞層半滿結(jié)構(gòu)） 隨著電子的增加，亞層感受到的有效核電荷數(shù)增大，該層電離能增大，同時(shí)亞層間能量差導(dǎo)致全滿結(jié)構(gòu)穩(wěn)定； 部分軌道能級(jí)接近，造成部分電子構(gòu)型特例：

10、如：Np(镎) 5f46d17s2，Cm (鋦) 5f76d17s2。,1.2.2 原子半徑,量子力學(xué)認(rèn)為原子的電子云并沒有明確的邊界，通常認(rèn)為包含有90的電子概率的范圍為原子的假想球體。 實(shí)驗(yàn)中沒有直接測(cè)定單個(gè)原子半徑的方法，迄今為止，所有的原子半徑數(shù)據(jù)都是用各種物理方法間接測(cè)得，在結(jié)合狀態(tài)下的相鄰原子的核間距，取其一半為原子半徑。,金屬半徑 表征處于晶體結(jié)構(gòu)中的金屬原子的半徑。它是實(shí)際測(cè)得的最緊鄰的兩個(gè)原子間核間距的一半。 配位數(shù)增加，rM增大；,例：金屬銅中，Cu原子核間距為256pm，則銅的原子半徑為128pm。,共價(jià)半徑 表征非金屬或準(zhǔn)金屬元素原子以共價(jià)鍵結(jié)合時(shí)的原子半徑，其大小為相

11、鄰原子核間距的一半。,原子軌道雜化態(tài)的影響,電荷影響,sp3sp2sp 含s成分越多，鍵長(zhǎng)越短,O2+ O2- O22- d o-o/pm 122.7 126 149,正電荷多，鍵長(zhǎng)短,鍵的極性的影響,HF HCl HBr HI,rA+rB 101 136 151 170,實(shí)驗(yàn)值 92 128 142 161 (pm),范德華半徑 專指稀有氣體半徑，是在低溫固態(tài)下測(cè)得的稀有氣體核間距的一半。 通常遠(yuǎn)大于共價(jià)半徑,原子半徑變化的周期性 同 族從上到下，Z增大，r增大； 同周期從左到右，Z增大，r減??； 主族元素 從左到右，受到核的吸引力增大，有效核電荷數(shù)增加，半徑減小。根據(jù)Slater規(guī)則，(s

12、,p)間屏蔽常數(shù)為0.35，故屏蔽效應(yīng)不明顯；例如： Na(191pm)/K(235pm)；Mg(160pm)/Ca(197pm),六、七周期(第三、四過渡系) 鑭系收縮:電子填入(n-2)f亞層，屏蔽作用更大， Z*增加更小， r減小更不顯著，鑭系元素半徑僅相差9pm, 性質(zhì)相似。 由于鑭系收縮，第三過渡系d區(qū)元素的半徑非常接近第二過渡系元素，例如： Mo(140pm)/W(141pm)，Zr(160pm)/Hf(159pm),四、五周期(第一、二過渡系) (n-1)d軌道開始填充，對(duì)外層ns屏蔽系數(shù)0.85，Z*增加不明顯， r減小不顯著；例如： Mo(140pm)/Tc(135pm)/R

13、u(134pm)/Rh(134pm),1.2.3 電離能,電離能(ionization energy)：從一個(gè)氣態(tài)原子移去一個(gè)電子所需要的最小能量。,電離能的符號(hào)：I,從中性原子移走第1個(gè)(結(jié)合最松弛)電子所需的能量為第一電離能 I1； 從其后陽離子移走第2個(gè)電子的電離能叫第二電離能 I2；依次類推。,第一電離能變化趨勢(shì)：,最小電離能出現(xiàn)在Cs附近，最大電離能出現(xiàn)在He原子上，這與原子半徑的變化趨勢(shì)緊密相關(guān)，也與原子有效核電荷變化規(guī)律基本一致。,第一電離能變化“反?！痹颍?失去不同亞層電子， I1不同； 破壞半滿全滿結(jié)構(gòu)， I1大；達(dá)到半滿全滿結(jié)構(gòu)， I1??；例如： Li(5.32eV)/B

14、e(9.32eV)/B(8.30eV) C(11.26)/N(14.53eV)/O(13.62eV)/F(17.42),同一元素的逐級(jí)電離能之間的差額是不均衡的。 如果是從同一亞層中連續(xù)失去電子，其逐級(jí)電離能變化較均衡； 如果涉及從不同亞層，甚至從不同電子層失去電子，各級(jí)電離能相差甚大；例如： Li：I1(5.3eV)/I2(75.6eV)；,1.2.4 電子親和能,電子親和能(electron affinity)：一個(gè)能量最低的氣態(tài)原子在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下結(jié)合一個(gè)電子生成氣態(tài)陰離子時(shí)釋放出的能量。,電離能的符號(hào)：Ea /A * Ea定義放熱為正，吸熱為負(fù)；,原子在結(jié)合電子時(shí)也服從構(gòu)造原理，即電子將優(yōu)

15、先進(jìn)入到最穩(wěn)定的可利用的軌道，即最低空軌道中。,電子親和能變化趨勢(shì)： 同一周期：從左至右，Z增加，Ea增加； 同一族：Ea幾乎維持不變；且每種元素的第二電子親和能多為一個(gè)大的負(fù)值。,電子親和能的“反?！弊兓?破壞半滿全滿結(jié)構(gòu)，Ea??；達(dá)到半滿全滿結(jié)構(gòu)， Ea大；例如： C(1.263eV)/N(-0.07eV)/O(1.467eV),1.2.5 電負(fù)性,一種元素的電負(fù)性(electronegativity)是指在化合物種該元素原子吸引電子的能力。 即如果一個(gè)原子具有很強(qiáng)的吸引電子的趨勢(shì)，就說它有很高的電負(fù)性； 相反，如果一個(gè)電子具有很強(qiáng)的失去電子的趨勢(shì)，就說它具有正電性。,Pauling標(biāo)度

16、 p 1932年，Linus Pauling(鮑林)從化學(xué)鍵鍵能的熱力學(xué)數(shù)據(jù)來確定p。,假如A、B原子吸引電子的能力相同，且AB分子的鍵能EAB具有平均加和性，則有：,其中：EAA、EBB為同核雙原子分子的共價(jià)單鍵鍵能。,此式可用于處理弱共價(jià)體系，如：LiH、NaH、KH等；,實(shí)際上不同原子間的化學(xué)鍵幾乎不可能時(shí)純共價(jià)鍵，多少都有一些離子性，因此，實(shí)測(cè)的AB分子單鍵解離能DAB總是大于純共價(jià)鍵的解離能 EAB ，二者差值為AB，它來自于鍵的離子性，是對(duì)共價(jià)鍵的離子性貢獻(xiàn)：,取 H2.20， F3.98，利用熱化學(xué)數(shù)據(jù)AB可算出其他原子的 P,鮑林電負(fù)性標(biāo)度就是基于AB分子的AB值，也即基于共價(jià)

17、鍵的離子性。 兩個(gè)原子A和B越是不相似，則AB鍵的解離能DAB與純共價(jià)鍵的鍵能EAB之差越大，也即電負(fù)性差越大，因此鮑林將電負(fù)性定義為：,AB代表對(duì)AB鍵能的正貢獻(xiàn)；,Mulliken標(biāo)度 M 1934，Robert Mulliken提出一個(gè)電負(fù)性的新定義，定義M為處于某一價(jià)態(tài)下的元素電子的電離能和電子親和能的平均值。,如果I值越高，Ea越小(即放熱越多)，則電負(fù)性就高； 如果I值越低，Ea越大(即放熱少或吸熱) ，則電負(fù)性就低。 與Pauling標(biāo)度相比，數(shù)據(jù)雖然不同，但變化趨勢(shì)大體一致。,式中：r共價(jià)單鍵半徑，Z*有效核電荷數(shù),核與成鍵電子間引力：,AllredRochow標(biāo)度 AR 19

18、57，A.L.Allred和E.Rochow提出的電負(fù)性定義式建立在元素原子電負(fù)性大小決定于原子表面的電場(chǎng)強(qiáng)弱的觀念上。,具有高電負(fù)性的元素是Z*高，r小的靠近F的元素,式中：m，n分別為p軌道和s軌道上的電子數(shù) Ep，Es分別為p軌道和s軌道上電子的平均能量,Allen標(biāo)度 A 1989，Allen提出一個(gè)新的電負(fù)性定義，它將電負(fù)性定義為自由原子中價(jià)電子的平均單電子能量。,認(rèn)為用此法算出的元素電負(fù)性能以第三維的形式圖示在周期表中。,1.3.2 主族元素性質(zhì)變化的反常性,1.3.1 主族元素性質(zhì)變化的一般趨勢(shì),1.3 元素性質(zhì)變化的特點(diǎn),1.3.3 原子體系的重要相對(duì)論效應(yīng),1.3.1 主族元

19、素性質(zhì)變化的一般趨勢(shì),1. 第1族 堿金屬元素,“軟”； 熔點(diǎn)低，從上到下依次降低；“Cs” 原子化焓低，金屬鍵弱； 密度小，從上到下依次增大； “Li” 與大部分非金屬反應(yīng)； 大部分化合物是穩(wěn)定的離子固體（共價(jià)成分?。?，溶于水；,2. 第2族 堿土金屬元素,密度低，從上到下依次增大； 原子化焓高，金屬鍵比堿金屬更強(qiáng)； 熔點(diǎn)高，硬度大； 比較活潑，Ca、Sr、Ba都能和冷水反應(yīng)；Mg與熱水反應(yīng)；該族元素能與很多非金屬反應(yīng)。 大部分化合物是穩(wěn)定的離子固體（共價(jià)成分小）； 溶解度：鹽的溶解度不高，很多鹽不溶于水(碳酸鹽、磷酸鹽)；硫酸鹽從上到下，從可溶到不溶，氫氧化物由不溶到可溶； Be用于精密儀

20、器，毒性大；化合物共價(jià)成分大，氧化物具有兩性，和Al、Zn相似；,3. 第13族 硼族元素,熔點(diǎn)變化缺乏規(guī)律(元素固體狀態(tài)不同)，沸點(diǎn)依次降低； 離子半徑小、電荷高，易極化陰離子，形成共價(jià)鍵； Al離子水化焓大(放出能量多)，因此在水合離子化合物中不含Al3離子； 開始出現(xiàn)多種氧化態(tài)：Ga、In、Tl出現(xiàn)第二種氧化態(tài)，Ga、In以3為主，Tl1更常見；,4. 第14族 碳族元素,前3種元素具有非常高的熔點(diǎn)，后兩個(gè)金屬元素具有低熔點(diǎn)，所有元素都可以形成原子彼此形成長(zhǎng)鏈的化合物； 多種氧化態(tài)：以4為主，與正電性高的元素成鍵時(shí)，C、Si、Ge還可出現(xiàn)4價(jià)態(tài)，Sn、Pb還可出現(xiàn)2價(jià)態(tài)；Pb2價(jià)態(tài)最穩(wěn)定

21、，4價(jià)態(tài)是強(qiáng)的氧化劑；,5. 第15族 氮族元素,N、P：非導(dǎo)電體，能形成酸性氧化物； As：金屬外貌/非金屬同素異形體，能形成兩性氧化物，歸類于準(zhǔn)金屬或非金屬均可； Sb、Bi：電阻高于金屬，具有特征的相當(dāng)長(zhǎng)的液態(tài)金屬溫度范圍； 熔沸點(diǎn)：從上到下依次遞增，從Sb到Bi熔點(diǎn)下降； As、Sb、Bi能形成共價(jià)化合物；,6. 第16族 硫族元素,O、S、Se是非金屬；Te可看作準(zhǔn)金屬；Po為金屬；熔沸點(diǎn)顯示非金屬特征的由上到下遞增趨勢(shì)，只有Po出現(xiàn)下降； 除了O，其它元素都具有多種氧化態(tài)。6 、4、2、2；穩(wěn)定性變化趨勢(shì)比較復(fù)雜；,7. 第17族 鹵素,熔沸點(diǎn)從上到下均衡升高，雙原子分子間僅存在色

22、散力。常溫常壓下，氟是淺黃色氣體，氯是淺綠色氣體，溴是油狀紅棕色液體，碘是黑色有金屬光澤的固體；溴是唯一的室溫下為液體的非金屬； At是放射性非金屬，是U的同位素衰變產(chǎn)物，半衰期短，輻射強(qiáng)度高，豐度低； F的氧化態(tài)總是1，其他具有1、1、3、5、7，氧化態(tài)越高，氧化性越強(qiáng)，正氧化態(tài)在酸性溶液中氧化性強(qiáng)于堿性溶液；“Cl”,8. 第18族 稀有氣體(noble gases),室溫下無色、無臭單原子分子氣體； 熔沸點(diǎn)低，分子間色散力弱； 密度由上到下增大； 1962年，N.Bartlett(英國化學(xué)家)首次合成化合物XePtF6，目前，僅制備出3種Kr、Xe、Rn的化合物；,1.3.2 主族元素性

23、質(zhì)變化的反常性,氫的特殊性,有1氧化態(tài)，H，r10-3pm，不能獨(dú)立存在，易形成共價(jià)鍵； 也有1氧化態(tài)，H，離子半徑大于F，E非常低，是強(qiáng)還原劑；還可與水中H反應(yīng)，做脫水劑、儲(chǔ)氫材料。,第2周期元素的特殊性,Li、Be性質(zhì)特殊，如，Li與N2反應(yīng)； N、O、F含氫化合物容易生成氫鍵； 有自相成鏈的能力，以C最強(qiáng)； 多數(shù)元素有生成重鍵的特性；O2、N2 P區(qū)元素不易呈現(xiàn)最高的族氧化態(tài)； 最高配位數(shù)為4，而3周期及以后周期元素配位數(shù)可超過4； C的鹵化物對(duì)于親核取代穩(wěn)定，而3周期Si對(duì)此活潑，易水解；,Why？,主要原因是第二周期元素原子的原子實(shí)只含有1s2充滿層。使得它們的價(jià)電子受到很高的有效核

24、電荷的吸引力。 較高的軌道電離能 較高的電負(fù)性 較小的原子半徑 收縮的原子軌道 這些性質(zhì)使他們的價(jià)軌道互相有效重疊，形成很強(qiáng)的共價(jià)鍵，特別是易于形成多重鍵； 另一個(gè)原因是3周期起出現(xiàn)d軌道，2周期沒有；,對(duì)角線關(guān)系,鋰的硬度比堿金屬大，接近于鎂； 與鎂一樣，鋰與氧反應(yīng)生成正常氧化物； 鋰是唯一能形成氮化物的堿金屬，鎂也可以； 堿金屬里只有鋰能跟碳反應(yīng)成二碳化物L(fēng)i2C2，鎂能生成MgC2；,第2周期元素在性質(zhì)上與第三周期對(duì)角線上的元素相似，這一現(xiàn)象有時(shí)稱作“對(duì)角線關(guān)系”。,“鋰與鎂”,Li2CO3、Li3PO4、LiF溶解度低，鎂的相應(yīng)鹽也不溶； 鋰、鎂均能形成有機(jī)金屬化合物； 許多鋰鹽核鎂鹽

25、一樣，化學(xué)鍵中含較高共價(jià)性； 二者碳酸鹽分解產(chǎn)物相同，其他堿金屬碳酸鹽受熱不分解。,這種相似性源于Li的離子半徑很小，正電荷集中在一個(gè)較小的體積種，因而具有較大的極化力，這一點(diǎn)正與Mg2相似。,在空氣中，二者都能形成致密的氧化物保護(hù)膜； 二者都是兩性的，能與濃堿反應(yīng)生成含氧陰離子； 都能形成碳化物Be2C和Al4C3，它們與水反應(yīng)生成甲烷，而堿土金屬其他成員生成的二碳化物與水反應(yīng)生成乙炔；,“鈹與鋁”,主要原因是Be2的電荷密度高，這與Li的原因相同。,硼形成一種固體的酸性氧化物B2O3，類似于SiO2，與鋁的兩性不同； 硼酸H3BO3是一個(gè)弱酸，類似與H4SiO4，不像兩性的Al(OH)3；

26、 二者都存在大量多聚的硼酸鹽和硅酸鹽，這些多酸鹽都具有通過共用氧原子而構(gòu)成的相似結(jié)構(gòu)； 硼可形成一系列的可燃性的氣態(tài)氫化物，硅也形成多種氫化物，鋁只有一種固體的氫化鋁；,“硼與硅”,第二周期性,1915年，Biron等人注意到，每族元素的物化性質(zhì)，從上到下并非是簡(jiǎn)單的直線形遞變，而是呈現(xiàn)交錯(cuò)的“鋸齒”形變化，這種現(xiàn)象被成為“第二周期性”(secondary periodicity)。,例如：C、Si、Ge、Sn、Pb,原子半徑：,前四級(jí)電離能加和值：,C,Si,Ge,Sn,Pb,C,Si,Ge,Sn,Pb,元素性質(zhì)的第二周期性與同族元素中原子的電子結(jié)構(gòu)變化特點(diǎn)有關(guān)： 從C到Si，增加s2p6電

27、子，它們的屏蔽能力強(qiáng)，使Si半徑顯著增加，顯著減小，因而I顯著降低；,價(jià)態(tài)電負(fù)性：,C,Si,Ge,Sn,Pb,Ge為過渡后元素，增加屏蔽能力小的d電子，故核電荷對(duì)電子吸引力大，致使原子r增加幅度變小，、I回升； Sn相對(duì)于Ge，規(guī)律變化正常，r增大，減小，I增大； Pb由于鑭系收縮和6s2惰性電子對(duì)效應(yīng)，使r變小，減小少，I回升。,第4周期p區(qū)元素性質(zhì)變化的反常性,第四周期元素的電負(fù)性、金屬性(或非金屬性)、電極電勢(shì)及含氧酸的還原性都出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，即所謂的“反常性”。,原子半徑的大小是影響元素性質(zhì)的重要因素： 2、3周期原子半徑增加幅度最大，相對(duì)4周期原子半徑增加很小，導(dǎo)致元素性質(zhì)變化反常。例如： Ga的金屬性比鋁弱；