据原子序数确定某元素在周期表中位置
2013-08-25 09:00阅读：
据原子序数确定某元素在周期表中位置的几种方法
已知原子序数、判断元素在周期表中所处位置（即其所在周期及族的名称），是了解原子的外电子排布情况，及熟悉元素周期表本质和结构的一类较好的练习。解决这类问题，可以用先写出电子排布式，然后用原子的电子构型与周期表的关系来判断；也可以完全从周期表结构的角度来分析问题。
一、电子排布式法
该方法核心在于能熟练地写出该原子的电子排布式，并清楚原子核外电子排布式与周期表的关系。
原子的核外电子排布式与元素周期表的关系，有两点。
一是，最外电子层的层数就是周期数。
另一点是，族数与价电子层的结构及电子数有关。具体的关系为：
当最外层电子有1-6个np电子时，该元素肯定是主族元素。最外层电子数（ns电子数与np电子数之和）为m，则该元素就属于m主族。
当最外层电子无np电子，而只有1-2个ns电子时，则还要根据次外层及倒数第三层的电子数分为五种情况：
次外层为0、2时，该元素肯定是主族元素。最外层电子数（ns电子数）为m，则该元素就属于
m主族。
次外层为8个电子，倒数第三层为2、8、18个电子时，该元素也是主族元素。最外层电子数（ns电子数）为m，则该元素就属于m主族。
当次外层为8个电子，倒数第三层电子数多于18电子时（有f电子填充），该元素应属于f区的元素。
当次外层为9-17电子时，价电子数[（n-1）d电子数与ns电子数之和]为m，则m为该元素的副族数（当m=8-10时都属于第Ⅷ族）
当次外层为18电子，最外层电子数为1-2时，最外层电子数（ns电子数）为m，则m就是副族数。
对上述几种情况，可以用表格形式归纳如下： 
例1.
第16号元素在周期表中位置
写出电子排布式1s22s22p63s23p4。
最外电子层数是3，该元素在第三周期。
由于最外层有6个电子（2个s电子+4个p电子），该元素一定是主族元素，且位于ⅥA族。
例2.
第24号元素在周期表中的位置
写出电子排布式1s22s22p63s23p63d54s1。
最外电子层数是4，该元素在第四周期。
次外层电子数是13，价电子数为6（5个d电子+1个s电子）。该元素位于ⅥB族。
例3.第30号元素在周期表中的位置
写出电子排布式1s22s22p63s23p63d104s2。
最外电子层数是4，该元素在第四周期。
次外层电子数是18，最外层为2个电子。该元素位于ⅡB族。
可见这种练习有助于熟悉电子排布式的写法，了解电子排布与性质的关系。
二、从周期表的结构入手
该方法建立在对周期表结构的把握上。完成这类练习所必需有的知识如下面的元素周期表结构示意图所示。主要由以下几点：
周期表的被称之为周期的每个横排，都以希有气体来结尾。这七个周期由上而下所包容的元素种类数不同，依次是2、8、8、18、18、32、32（如示意图左侧数字所示），而依次归为特短、短、短、长、长、特长、不完全周期。这样，每周期结尾的希有气体元素的原子序数分别是2、10、18、36、54、86（如示意图最右列的数字所示）。
周期表的每个.纵列被称为一个族。族的名称，即所谓的“族序数”（或族名称），实际是由两部分构成的。前一半的罗马数字，可称为序数号。后一半用A和B来区分其属于主族还是副族的，可称为族别。
对短周期来说，只包含有主族元素（短周期元素都是主族元素）。在一个周期中，与其相关的8个纵列的名称依次为ⅠA、ⅡA、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA、ⅧA（也称为0族）（见元素周期结构表示意图中的第3、4行）。
对长周期来书，其每个周期包含有18个纵列。关系到的族序数依次是ⅠA、ⅡA、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB、ⅧB（也称为Ⅷ族，包括3个纵行）、ⅠB、ⅡB、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA、ⅧA（也称为0族）（见元素周期结构表示意图）。
其族序号的规律为，前10列的族序号为依次由Ⅰ增加到Ⅷ——第Ⅷ族占3个格，后8个列（第11至18列）的族序号又是由Ⅰ增加到Ⅷ。这样，前8列的列号与族序号相等，而后8列的列号的个位数字的数值与族序号也完全相等。
在长周期中族别的排列规律为，这18列中的最前两列及最后的6列为主族，中间的10列为副族元素。
清楚了上述的这些知识，就可以直接根据原子序数来判断元素在周期表中的位置、即族数与周期数。
但具体应用时，还有因对象不同及思路不同而引起的处理方法的区别。
（一）.十指法
十指法就是用自己两只手的十个手指来帮助判断，某元素在周期表中的族序数的方法。
该方法的第一步为，确定希有气体。
看所讨论原子的原子序数在哪两种希有气体元素的原子序数之间。确定这两种希有气体元素的周期及原子序数。
第二步，确定所属的周期数，知道所处的周期是长周期、还是短周期。
当其刚好小于或等于某希有气体的原子序数时，它就属于该希有气体所在的周期。
第三步，用十指来计数，以确定该元素所在的族序号及族类别。
具体的计数方法为：默想出原子序数稍小的希有气体元素的原子序数。张开平放的双手、手心面对自己、使手指由左到右依次代表1-10个族序号。接着计数，将数字依次分配到每个手指上（如十个手指不够用，第11个数应再分配给第一个手指，余类推）。
对短周期来说，已知的原子序号落在第几根手指上，该元素就属于第几主族（如下图）。 
对长周期来说，已知的原子序号落在第1-2根手指上，该元素属于第ⅠA-
ⅡA；原子序号落在第3-7根手指上，该元素属于第ⅢB
-
ⅦB族；原子序号落在第8-10根手指上，该元素属于第ⅧB族（也可以说是Ⅷ族）；原子序号过10后再次落在第1-2根手指上，该元素属于ⅠB-ⅡB族；原子序号过10后再次落在第3-7根手指上，该元素属于ⅢA-ⅦA族；原子序号过10后再次落在第8根手指上，该元素属于ⅧA族（或0族）。如下图：
例1.第16号元素，在周期表中的周期数和族数
对比希有气体的原子序数。比第3周期18号元素的原子序数略小，所以该元素属于第三周期（是短周期元素）。
前一周期希有气体的原子序数为10。由10开始计数，11分配给左手的大拇指（最好弯掉），12分配给左手的食指，13分配给左手的中指，14分配给左手的无名指；15分配给左手的小指；16弯掉了右手的小指。计数结束。
右手的小指是从左到右弯掉的第6个手指，所以该元素属于ⅥA族。
例2.第24号元素在周期表中的位置
对比希有气体的原子序数。比第4周期36号元素的原子序数略小，所以该元素属于第四周期（是长周期元素）。
前一周期希有气体的原子序数为18。由18开始计数，19分配给左手的大拇指，20分配给左手的食指，21分配给左手的中指，22分配给左手的无名指；23分配给左手的小指；24分配给右手的小指。计数结束。
右手的小指是从左到右的第6个手指，这是长周期的元素，所以该元素属于ⅥB族。
例3.
第30号元素在周期表中的位置
对比希有气体的原子序数。比第4周期36号元素的原子序数略小，所以该元素属于第四周期（是长周期元素）。
前一周期希有气体的原子序数为18。由18开始计数，19分配给左手的大拇指，……28分配给右手的大拇指，10个手指都用完后，只好重新张开双手，29再分配给左手的大拇指，30再分配给左手的食指；计数结束。
这是长周期的元素，且是再一轮计数到左手的食指，是从左到右的第2个手指，所以该元素属于ⅡB族。
十指法反映出来的，长周期18个纵行的族序号与所填充的电子数的关系是一个很意思的“巧合”。即随与电子数有关的纵行数从1
