Question

根據主族、0族元素原子的電子層結構和元素周期表的結構等知識，完成以下問題：

（1）各周期的元素種數存在差別的原因是什么？

（2）相鄰周期起始元素原子序數差等于；相鄰周期結束元素原子序數差等于____________；根據上述關系和各周期的元素種數推出各周期起始元素、結束元素的原子序數分別是______________、______________。

（3）第7周期如果排完，其元素種類可能是___________，結束元素的原子序數可能是__________；第8周期的起始元素和結束元素的原子序數可能是___________和___________。

（4）利用上述得出的規律來推測56號、33號元素的位置。

（5）每周期中非金屬元素種類與周期序數間的關系是怎樣的？可能還有幾種非金屬元素還未發現？

（6）同周期中ⅡA族和ⅢA族元素原子序數差可能是多少？

Answer 1

解析：本題中有關元素周期表的結構知識建構過程的題目，要求自己尋找材料，分析其中的數據，總結歸納周期表中潛藏的一些規律，并盡可能地挖掘出產生這些規律的原因。

（1）第1周期比較特殊，只有2種元素，分布在ⅠA族和0族；第2、3周期相同，分別有8種元素，分布在7個主族和0族；4、5周期相同，比第2、3周期多10個縱行的過渡元素（即7個副族和1個Ⅷ族），所以分別有18種元素；第6周期ⅢB族為鑭系元素，一個格內有15種元素，較原來多14種，共有32種元素；所以1和2周期、3和4周期、5和6周期元素種數差分別是6、10、14。

（2）相鄰周期起始元素原子序數差等于上一周期的元素種數；相鄰周期結束元素原子序數差等于下一周期的元素種數；根據上述關系和各周期的元素種數可以推出各周期起始元素、結束元素的原子序數分別是：1，3（=1+2），11（=3+8），19（=11+8），37（=19+18），55（=37+18），87（=55+32）；2，10（=2+8），18（=10+8），36（=18+18），54（=36+18），86（=54+32）。

    對主族元素電子層結構的差異和周期表中每周期含有元素的種類必須熟練掌握，并靈活組合。同主族上下相鄰元素原子序數差的情況匯總如下：

  第1周期與第2周期H與Li間原子序數差為2，He與Ne間原子序數差為8，其他情況見下表：

（3）已知周期的元素種數依次為：2、8、18、32，假設數據的序數為n，利用數學歸納法可以得出a_n=2n²，所以，n=5時，a_n=50,n=6,7…時，a_n=72，98…

    第7周期還未排完，類似于第6周期的鑭系元素，本周期ⅢB族也有含有15種元素的錒系元素，所以本周期如果排滿，也應有32種元素。結束元素的原子序數可能是86+32=118；第8周期起始元素的原子序數可能是87+32=119；要判斷結束元素的原子序數，首先必須要判斷出第8周期的元素種數為50，第8周期的結束元素的原子序數可能是118+50=168。

（4）首先根據每一周期的元素種數確定起始元素、結束元素的原子序數，列表如下：

1………………2種………………2

3………………8種………………10

11………………8種………………18

19………………18種………………36

37………………18種………………54

55………………32種………………86

87………………32種………………118

    再根據未知元素的原子序數所在的范圍確定周期序數，56號、33號元素分別在55—86、19—36，所以分別處于第6周期和第4周期，56號元素靠近左側，因為55號元素是ⅠA族，所以56號元素應該是ⅡA族；33號元素靠近右側，因為36號元素是0族，所以35號、34號、33號元素應該依次是ⅦA族、ⅥA族、ⅤA族。所以56號、33號元素的位置分別是第6周期ⅡA族和第4周期ⅤA族。

（5）可以利用歸納總結的方法進行判斷：

除第1周期外，第2—6周期的周期序數和非金屬元素種數之和等于8，所以，除第1周期外，隨著周期序數的遞增，非金屬元素的種數（為8-n,n是周期序數）是逐漸遞減的，按此規律推測得：第7周期還有一種非金屬元素，第8周期就沒有非金屬元素了。所以在未發現的元素中可能就只有一種非金屬元素了。

（6）根據（1）題答案的有關信息，可以得出如下結論：

 答案：見解析