51.会放烟花的金属钠


我们已经知道了什么分子啊、离子啊,它们的性质都是和最外层的电子数有关,那岂不是说只要最外层的电子数相同的话,那么它们的性质也应该差不多。我们抱着这样的想法再来看看上面这个图,好像是竖着的那一列最外层的电子数都是相同的。如果是金属的话,那么它们放弃的电子数都是一样的,如果不是金属的话那吸收的电子数也都应该是相同的。

就拿氯化钠来举例子,它是氯原子和钠原子在一起后形成的。那么不要钠了,把钠换成图上钠元素下面的那个钾元素可不可以呢?当然没有问题,这样就成了氯化钾,吃起来也是咸咸的。那另一边,我们也不用氯了,换成氯上面的氟可不可以呢?也可以,这样就成了氟化钾了,其实吃起来也会是咸咸的,不过不推荐大家吃,因为有毒。如果不是氟化钾了,而是氟化钠的话毒性会更大。

其实其他的原子都是这样,因为最外层的电子数都一样,所以它们有着很多相同性质。又因为这些性质都是和原子变成分子和离子有关,而有一门学科就是研究这些性质的,那就是化学。所以,外层电子数目相同,我们也会说这些原子的化学性质是类似的。

我们了解了这些之后,再看这张图是不是就会觉得非常强大了。其实这张图是非常有名的,它叫做元素周期表,是一百多年前的门捷列夫发明的。我们可以看到,每一行最外层电子数都是一个循环,也就可以说它们的化学性质是一个循环,一个循环就是一个周期的意思。所以就叫做了元素周期表。

就是在元素周期表的帮助下,门捷列夫预测了很多当时还没有发现的原子,不只是预测了有多少电子有多重,还预测了它们应该有什么性质。最后这些原子被发现后,果然是和门捷列夫预测的一样。

讲到这里啊,我们就要纠正一下之前的一个说法了。之前我们总是把电子数相同的原子称为是同一种类的原子,其实这个说法是不准确的。我们都知道,原子的电子数量和它原子核里面的质子数有关,如果电子数相同了,那么质子数肯定相同。我们说的是原子啊,可不是离子。大家还记得离子是什么吧,离子就是一个原子丢失了电子,或是多获得了电子的粒子。丢失了电子的叫做正离子,多获得了电子的叫做负离子。离子里面的电子数和质子数可是不一样的。

可是原子核里面还有一种东西,那就是中子。原子核里面质子数相同,但是中子数可能还不一样的话,那这种情况算不算是同一种原子呢?就比如我们之前讲过的铀235和铀238.

准确的说它们不是同一种原子,因为原子里面包含的东西不一样了,它们的某些性质也不太相同,就像铀235和铀238的半衰期不同。不过因为它们的电子总是和最外层的电子数都是相同的,所以它们的化学性质也是类似的。于是科学家们就会把铀235和铀238都称为是同一种元素,铀元素,但是因为中子数不一样所以它们又是两种不同的原子。

也就是说,如果原子的电子数相同,更本质地说是质子数相同,那么它们都是同一种元素。不论里面的中子数是不是相同,它们的化学性质是几乎一样的。有的小朋友可能会问了,那么离子呢?离子的质子数和电子可是不一样的,一个离子应该算是什么元素呢?

离子属于哪种元素,无非两种情况,一个是和电子数一样多的原子属于同一个元素,一个是和质子数一样多的原子属于同一种元素。就比如说钠离子,失去了一个电子,就变成了有11个质子和10个电子。那它应该是属于11号元素呢?还是属于10号元素呢?

钠离子,比11号元素里的原子少了一个电子,可是又要比10号元素里的原子多了一个质子,所以是跟11号元素更接近。毕竟多获得一个质子的难度可以要比多获得一个电子的难度大很多的,想想那些炼金术师就知道了。所以,还是属于11号元素更合适,也就是说离子属于什么元素,是由它的质子数决定。

了解了这些之后我再说到元素,大家就应该明白它的含义是什么,不看中子数,甚至不看离子的电子数,只看质子数是不是相同。我想大家这下也明白了,为什么叫做元素周期表,而不叫做原子周期表。

按照刚才的说法,元素周期表上一个竖列的最外层的电子数都相同,那么它们的化学性质应该是完全一样的,事实当然不是这样,否则也没有必要大张旗鼓地把这些元素分开了。其实还有一件事情也对原子的化学性质影响非常大。那就是原子的大小。

我们一起想想看,在元素周期表里面是不是越往下,原子的电子层数就越多,所以原子也就越大。

我们都知道电子之所以会在原子周围不跑掉,就是因为原子核吸引着电子。可是如果原子比较大的时候,那么最外层的电子就距离原子核更远了,原子核的吸引力就没有那么强了,这时候外面的电子就更容易被别的原子抢走。

所以,在元素周期表里面,越是靠下面的元素,就越容易失去电子。大家如果去看完整版的元素周期表的话就会发现,表上面的金属元素占了一半还要多好多。这就是因为,到了后面几十号上百号后的元素,即使它们外层有6个电子也是更容易把电子给丢失掉的,这一点和最外层只有几个电子的金属是没有区别的。

我们还是以第一列来举例,第一个是氢元素,下面是锂元素,然后就是钠元素了。氢元素,我们都知道是最小的,只有一个质子,所以它外面即使只有一个电子,但是对这个电子的吸引力是很强的。所以氢会组成氢气分子,而不是金属。

而到了下面的锂元素,因为多增加了一层电子,所以相比较起来它更容易丢失最外面的那一个电子。于是就会出现这样的情况,如果我们把锂放到了水里,那么锂原子就会和水中的氢原子PK ,看看是谁更容易丢失电子。那肯定是氢原子最后会输掉,于是它们就被锂替代了,被替代了的氢原子就会重新组成氢气。

在锂的下面,那就是钠了,钠可是比锂还要多一层电子的,更容易把最外层的电子丢掉。所以把钠放在水里也是一样的,钠和水里的氢进行PK,最后氢原子输掉变成了氢气。因为钠比锂还容易丢失电子,钠和水的反应要更加剧烈,甚至产生爆炸。

今天的内容也就到这里了。这一次我们了解了元素周期表,元素周期表为什么是叫做元素周期表,而不叫做原子周期表呢?把你知道的知识告诉身边的朋友们吧,让他们可以和你一起享受获得知识的快乐。


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