元素周期表的发现及发展史

萌到你眼炸
563次浏览
2021年02月16日 18:01
最佳经验
本文由作者推荐

本命年需要注意什么-

2021年2月16日发(作者:朴修夏)







研究性学习




元素周期表的发展和演变







研究领域:历史,化学



指导老师:付君梅




课题成员:王璨(组长)陈思冲



陶俊宏



陈赐



李宜瑾



冯国忠










课题班级:新疆师范大学附属中学高二(

4


)班



日期:

< br>2012



9




新疆师范大学附属中学



高二


4




元素周期表的发展和演变研究性学习课题小组





第一部分:前言





课题背景



学习化学有整整两年了,


作为学习化学时刻需要的工具——元


素 周期表对我们的学习作用非常的大,


为此,


我们准备借研究


性学习之机,


研究元素周期表的发展历史和几个世纪以来的演


变过程。



< /p>


课题目的和意义:


通过此活


动,使同


学们能够


进一步了


解元素周期


表的


历史和用


途,并对


同学 们日


后的化学


学习起


到帮


助(本次


研究注重


元素周期


表发展的


历史,


在元素周期表


的性质上 并不做重点






课题内容:


通过研究等多种方式了解 化学元素周期表的发展历史和发现


元素周期表的人物,


使用大量 图片向同学们展示元素周期表的


各种形式图,并知道一些元素的用途和作用。

< p>


课题研究方法:


1


、到 学校、家里、市区图书馆或网上搜索所需资料;



2


、整理资料;


3


、分组汇报、交流、讨论、教师指导;



4


、学生进行总结。



人员安排:


王璨组织、撰写探究实践报告和负责其它工作;



冯国忠,陈思冲负责查找资料;




陈赐,李宜瑾负责收集、整理、筛选所需资料;




陶俊宏负责多媒体制作。




时间安排:


2012



8


月上旬进行书面报告,


8


月中旬至< /p>


9


月上旬进行小


组探究。





- 2 -


新疆师范大学附属中学



高二


4




元素周期表的发展和演变研究性学习课题小组



预期成果:


了解元素周期表的历史、发展过程和它的发现者。在化学学


习中能够有一些帮助。



表达形式:


以文字,图片为主,音像资料为辅。




摘要:


< p>
诞生:


1869


年,俄国化学家门捷列夫编制出第 一张元素周期表























依据:按照相对原子质量由小到大 排列,将化学性质相似的元




素放在同一纵行




















意义:揭示了化学元素之间的内在联系,成为化学发展史上的






重要里程碑之一








发展:随着科学的发展,元素周期表中未知元素留下的空位先


后被填 满。







成熟:当原子结构的奥秘被发现时,编排依据由相

< p>


原子质量


改为原子的核电荷数,形成现行的元素 周期表




关键词:诞生



化学性质



里程碑



发展



相对原子质量



-----


摘自《百度》百科

















- 3 -


新疆师范大学附属中学



高二


4




元素周期表的发展和演变研究性学习课题小组





第二部分:对元素周期表的认识




一、元素周期表的发现者



1.


贝莱那



1829


年,德国的化学家贝莱纳首先敏锐地察觉到已知元素所表露的这种内

< p>
在关系的端倪:某三种化学性质相近的元素,如氯,溴,碘,不仅在颜色、化学

活性等方面可以看出有定性规律变化,


而且其原子量之间也有一定理的关系,


即:


中间元素的原子量为另两种元素原子量的算术平均值。

< p>
这种情况,


他一共找到了


五组,他将其称之





三元素族




:




3



11



19




20



88



137




17



35



127




16



79



128




55



52



56







2.


门捷列夫







德米特里·伊万诺维奇·门捷列夫生于一八三四年二月七日俄国西伯利亚的

< br>托波尔斯克市。这个时代,正是欧洲资本主义迅速发展时期。生产的飞速发展,


不 断地对科学技术提出新的要求。化学也同其它科学一样,取得了惊人的进展。


门捷列夫正 是在这样一个时代,


诞生到人间。


门捷列夫从小就热爱劳动,< /p>


热爱学


习。他认为只有劳动,才能使人们得到快乐、美满的生活。 只有学习,才能使人


变得聪明。




他不分昼夜地研究着,


探求元素的化学特性和它们的一般的原子 特性,


然后


将每个元素记在一张小纸卡上。

他企图在元素全部的复杂的特性里,


捕捉元素的


共同性。< /p>


但他的研究,


一次又一次地失败了。


可他 不屈服,


不灰心,


坚持干下去。




在一八六九年二月十九日,


他 终于发现了元素周期律。


他的周期律说明:


< br>单物体的性质,


以及元素化合物的形式和性质,


都和元素 原子量的大小有周期性


的依赖关系。


门捷列夫在排列元素表的过 程中,


又大胆指出,


当时一些公认的原


子量不准确。如那时金的原子量公认为


169.2


,按此在元素 表中,金应排在锇、


铱、铂的前面,因为它们被公认的原子量分别为

198.6



196.7



196.7


,而门捷


列夫坚定地认为金应排列 在这三种元素的后面,


原子量都应重新测定。


大家重测


的结果,锇为


190.9


、铱为


193.1


、铂为


195.2


,而金是


197.2


。实践证实了门捷


列夫的论断,也证明了周期律的正确性。





一九


0


七年 二月二日,


这位享有世界盛誉的科学家,


因心肌梗塞与世长辞了 。


但他给世界留下的宝贵财产,永远存留在人类的史册上。






- 4 -


新疆师范大学附属中学



高二


4




元素周期表的发展和演变研究性学习课题小组





二、


元素周期表发现史




1.


周期律发现前的元素分类



1789


年拉瓦锡在他的著作中首次出现了


《 元素表》



1815


年英人威廉· 普



劳特提出:


1


所有元素的原子量均为氢原子量的整数倍;


2

< p>


氢是原始物质或“ 第


一物质”


, 他试图把所有元素都与氢联系起来作为结构单元。


1829


年德伯赖纳


提出五组《三素组》:


Li



Na



K; Ca



Sr



Ba;P



As


Sb;S



Se



Te;Cl



Br



I




1843


年盖墨林把当时己知的化学元素按性质相似分类制成了元素表。十八世纪



六十年代法人尚古多制出了元素分类的螺旋线图或地螺柱图。


他最先提出元素性


质和原子量之间有关系


,


并初步提出了元素性质的周期性。


螺旋图是向揭示周期


律迈出了有力的第一步


,


但缺乏精确性。

1864


年英人欧德林用


46


种元 素排出了


《元素表》。同年德人迈尔依原子量大小排出《六元素》表。该表对元素进行了


分族


,


有了周期的雏型。

< p>
1865


年英人纽兰兹把


62

种元素依原子量递增顺序排表


,


发现每第八个元素性质与第一个元素性质相近


,


好似音乐中的八度音


,


他称为


“ 八音律” 。


八音律揭示了元素化学性质的重要特征


,


但未能揭示出事物内在


的规律性。









2 .


周期律的发现



化学家绝不满意元素 漫无秩序的状态。从《三素组》到《八音律》


,


逐步对


元素知识进行归纳和总结


,


试图从中找出视律性的东西


,


为发现 周期律开辟了


道路。


由于科学资料积累


,


元素数目增多


,


终于在十九世纪 后半期迈尔和门捷列


夫同时发现了元素周期律。


1867


年俄人门捷列夫对当时已发现的


63


种元素进 行


归纳、


比较


,

结果发现:


元素及其化合物的性质是原子量的周期函数的关系


,



就是元素周期律。


依据周期律 排出了周期表


,


根据周期表


,


他修改了铍、


铯原子


,


预言了三种新元素


,


后来陆续被发现


,


从而验证了门氏周期律的正确性


,


迅 速被化学家所接受。


在周期律的指导下


,

先后发现了稼、


钪、


锗、


钋、


镭、


锕、


镤、铼、锝、钫、砹等十一种元素 同时还预言了稀有气体的存在


,


并于


1898



以后


,


陆续发现了氖、氢、氙等元素


,


因而 在周期表中增加ⅧA


族。到


1944



自然界存在的


92


种元素全部被发现。



如果说


,


原子一一分子论的建立是对化学的一次总结


,


那么周期律的发现


,


使元素成了一个严整的自然体系


,


化学变成一门系统的科学


,


它是化学 史上的


一个重要里程碑它讨原子结构、


有机化学、


原子能、


地球化学、


生物化学、

冶金、


新元素的发现与合成都有深远的影响。


为了纪念门氏 的伟大发现


,


科学家把


101


号元素命名为钔。恩格斯曾给以高度评价:“ 门捷列夫不自觉地应用黑格尔的


量转化为质的规律


,


完成了科学上的一个勋业。”




- 5 -


新疆师范大学附属中学



高二


4




元素周期表的发展和演变研究性学习课题小组



由于时代的局限性


,


门氏不可能认识 到周期律更本质的规律。


因此可以说门


氏只是原子体系的哥白尼


,


而原子体系的伽利略和牛顿


,


自有后来人。




三、元素周期表的发展史




1


.


周期律概念的更新




十九世纪末


,


二十世纪初


,


由于原子量的精确测定


,


确知碲的原子量大碘


,


氩大于钾


,


钴大于镍等。


基于这个事实


,


并照顾到元素性质的相似性


,1902


年捷< /p>


克化学家布拉乌勒尔设计的周期表中有几处颠倒了原子量的排列。


1905


年瑞士


化学家维尔纳设计的专表也有这种现象


,


这是对门氏周期律的直接挑战。


面对矛



,


当时科学家无法解释。随着阴极射线 、电子、射线、放射性等的发



,1899-- 1900


年英人卢瑟福提出原子有核模型


,

< br>揭示了原子的复杂结构。


1913


年荷兰人范德布洛克指 出元素在周期表中排列序数等于该元素原子具有的电子


数。


这一 假说开始把元素在周期表中排列序数和原子结构联系起来。


这个假定动

< br>摇了门氏和他的同辈以及先辈们的周期律的固有概念。



1913--1914


年间


,


英国青年物理学家莫斯莱对


X


射线技术进行了 研究


,


从而


验证了范德布洛克的假说< /p>


,


揭示了元素周期律的本质:


元素的化 学性质是它们原


子序数的周期性函数。


原来在诸原子中有决定意 义的东西不是原子量


,


而是原子


的核 电荷以及核外电子数。


1916


年德国化学家柯塞尔就立即把原 子序数放进周


期表中


,


代替了门氏的 原子量。


1920


年英人查德维克证实了摩斯莱的工作。这



,


一系列物理学中的新发现


,


使元素周 期律获得了新定义:


元素的物理性质和


化学性质


,


以及由元素形成的各种化合物的性质


,


皆与元素原子核电荷的数量


成周期性关系。




2 .


周期律理论的深化与探索



按照核电荷递增顺序排列各元素


,


使 前面出现的矛盾迎刃而解。


随着现代原


子结构理论的建立


,


周期律理论得到发展。


1913


年玛丽· 居里提出原子核结构


设想。


1913


年卢瑟福和查德维克发现质子。


1932


年查德维克发现中子。质子和


中子发现后


,


苏联科学家伊万年柯


,


德国物理学家 海森堡等人立即提出原子核


由质子和中子组成的理论。


1913


年英国化学家索迪提出“ 同位素” 概念


.1919


年阿斯登用质谱仪精确的确是了原子量


.1913


年丹麦物理学家玻尔用他的原子


结构模型成功的解释了氢元素的线光谱。


1923-- 1924


年法国年青物理学家德布


罗依提出“ 物质波”概念


,


1926


年德国物理 乒家薛定谔提出了解决微观粒子运


动方程


,


对核外电子运功状态和能级的计算提供了依据。



遵循周期律


,


把众多的元素(


106


种)组织在一起所形成的系统


,


称做化学


元素周期系。


周期系的具体形式是 各式各样的周期表。


如塔式表、


三分族元素周

< br>期表环形、螺旋形、扇形、蜗牛形


,


对角形、带形、立 体支架形、阶梯形、罗盘


形、


园筒式等五花八门


,


各具特色。


但其中最常用的是短表和长表。


近年来


,




- 6 -


新疆师范大学附属中学



高二


4




元素周期表的发展和演变研究性学习课题小组



于人工合成元素增多


,


长表的优越性日益显露出来


,


短表已经完成了历史使命


,


更多的应 用让位于长表。长表的重要特点之一是能够很好的把元素分成元素群


,


便于按群体性质来掌握化学元素的总体知识。


表中明显的划分出活泼金属、


非金


属、


过渡元素、


低熔合金、


镧系、


锕系元素区。


根据 电子构型可分成


S


区、


p


区、


d


区、


f


区四组。便于人们从结构观点去分析比较。




四、元素周期表简介







门捷列夫


(Dmitri


Mende leev)


将当时已知的


63



元素依原子量大小并以表的形式排列,


把有相似化学性质


的元素放在同一行,


就是元素周期表的雏形。


利用周 期表,


门捷列夫成功的预测当时尚未发现的元素的特性


(





< p>


)



1913


年英国科学家莫色勒利用阴极射线撞击金属产



X


射线,发现原子序越大,


X


射线的频 率就越高,因


此他认为核的正电荷决定了元素的化学性质,


并把 元素依


照核内正电荷


(


即质

< p>


数或原



< p>
)


排列


.


后来又经过多名


科学家多年的修订才形成当代的周期表。






元素周 期表中共有


118


种元素。


将元素按照 相对原子


质量有小到大依次排列,


并将化学性质相似的元素放在 一


个纵列。每一种元素都有一个编号,大小恰好等于该元素原子的核内质子数目,


这个编号称为原子序数。


在周期表中,


元素是 以元素的原子序排列,


最小的排行


最先。表中一横行称为一个周 期,一列称为一个族


.





原子的核外电子排布和性质有明显的规律性,


科学家们是按原子序数递增排


列,


将电子层数相同的元 素放在同一行,


将最外层电子数相同的元素放在同一列。





元素周期表有

7


个周期,


16


个族。每一个横行 叫作一个周期,每一个纵行叫作


一个族。这


7

< br>个周期又可分成短周期(


1



2



3



、长周 期(


4



5



6


)和不完全


周期(

< br>7



。共有


16


个族,又分为


7


个主族(Ⅰ


A -



A



,< /p>


7


个副族(Ⅰ


B-



B



,一


个第Ⅷ


族,一个零族。






元素在周期表中的位置不仅反映了 元素的原子结构,


也显示了元素性质的递


变规律和元素之间的内 在联系。


使其构成了一个完整的体系称为化学发展的重要


里程碑 之一。






同一周期内,从左到右,元素核外电子层数相同,最外层电子数依次递增,


原子半径递减(零族元素除外)


。失电子能力逐渐减弱,获电子能力逐渐增强 ,


金属性逐渐减弱,


非金属性逐渐增强。


元素的最高正氧化数从左到右递增


(没有


正价的除外)


,最低负氧化数从左到右递增(第一周期除外,第二周期的


O



F


元素除外)







同一族中,


由上而下,


最外层电子数相同,


核外电子层数逐渐增多,


原子序


数递增,元 素金属性递增,非金属性递减。






元素周期表的意义重大,科学家正是用此来寻找新型元素及化 合物。





- 7 -


新疆师范大学附属中学



高二


4




元素周期表的发展和演变研究性学习课题小组





五、教科书中的元素周期表




这些图片不过是我们常见的在普通不过的元素周期表了,


它们能够以最 简洁


的方式告诉我们所要查找的一部分,具有简便,清楚的特点。






- 8 -

本命年需要注意什么-


本命年需要注意什么-


本命年需要注意什么-


本命年需要注意什么-


本命年需要注意什么-


本命年需要注意什么-


本命年需要注意什么-


本命年需要注意什么-