元素中週期表的地位及作用
元素週期律和元素週期表的地位和作用:
元素週期律和週期表,揭示了元素之間的內在聯絡,反映了元素性質與它的原子結構的關係,在哲學、自然科學、生產實踐各方面都有重要意義。
(1)在哲學方面,元素週期律揭示了元素原子核電荷數遞增引起元素性質發生週期性
變化的事實,有力地論證了事物變化的量變引起質變的規律性。元素週期表是週期律的具體表現形式,它把元素納入一個系統內,反映了元素間的內在聯絡,打破了曾經認為元素是互相孤立的形而上學觀點。通過元素週期律和週期表的學習,可以加深對物質世界對立統一規律的認識。
(2)在自然科學方面,週期表為發展物質結構理論提供了客觀依據。原子的電子層結構與元素週期表有密切關係,週期表為發展過渡元素結構、鑭系和錒繫結構理論、甚至為指導新元素的合成、預測新元素的結構和性質都提供了線索。元素週期律和週期表在自然科學的許多部門,首先是化學、物理學、生物學、地球化學等方面,都是重要的工具。
(3)在生產上的某些應用由於在週期表中位置靠近的元素性質相似,這就啟發人們在週期表中一定的區域內尋找新的物質。
①農藥多數是含Cl、P、S、N、As等元素的化合物。
②半導體材料都是週期表裡金屬與非金屬接界處的元素,如G、Si、Ga、Se等。
③催化劑的選擇:人們在長期的生產實踐中,已發現過渡元素對許多化學反應有良好的催化效能。進一步研究發現,這些元素的催化效能跟它們原子的d軌道沒有充滿有密切關係。於是,人們努力在過渡元素(包括稀土元素)中尋找各種優良催化劑。例如,目前人們已能用鐵、鎳熔劑作催化劑,使石墨在高溫和高壓下轉化為金剛石石油化工方面,如石油的催化裂化、重整等反應,廣泛採用過渡元素作催化劑,特別是近年來發現少量稀土元素能大大改善催化劑的效能。
④耐高溫、耐腐蝕的特種合金材料的製取:在週期表裡從ⅢB到ⅥB的過渡元素,如鈦、鉭、鉬、鎢、鉻,具有耐高溫、耐腐蝕等特點。它們是製作特種合金的優良材料,是製造火箭、導彈、宇宙飛船、飛機、坦克等的不可缺少的金屬。
⑤礦物的尋找:地球上化學元素的分佈跟它們在元素週期表裡的位置有密切的聯絡。
科學實驗發現如下規律:
相對原子質量較小的元素在地殼中含量較多,相對原子質量較大的,元素在地殼中含量較少
偶數原子序的元素較多,奇數原子序的元素較少。處於地球表面的元素多數呈現高價,處於岩石深處的元素多數呈現低價鹼金屬一般是強烈的親石元素,主要富集於岩石圈的最上部熔點、離子半徑、電負性大小相近的元素往往共生在一起,同處於一種礦石中。在岩漿演化過程中,電負性小的、離子半徑較小的、熔點較高的元素和化合物往往首先析出,進入晶格,分佈在地殼的外表面。有的科學家把週期表中性質相似的元素分為十個區域,並認為同一區域的元素往往是伴生礦,這對探礦具有指導意義。
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