元素周期表 · PeriodicLab

三维元素周期表：118 种元素升起成柱，看原子半径、电负性、电离能的周期律；拖动温度看物态变化，播放元素发现史，在长式表、螺旋与同心环之间变形，点开任一元素看原子结构与单质。

学科：化学 · 适用学段：初中、高中 · 知识点：周期律、电子层、物态与温度、元素发现史

章节内容

118 种元素按原子序数（核电荷数）从小到大排成 7 个横行和 18 个纵列。横行叫周期，同一周期元素的原子电子层数相同；纵列叫族，同一族元素的原子最外层电子数相同，化学性质相似。

颜色表示元素的类别。点右侧图例里的类别，看看金属、非金属和稀有气体各在表的哪里；点任意一个方块，打开它的特写。

换成同心环排布：第 n 圈就是第 n 周期，这一周期元素的原子都有 n 个电子层。每一圈的格数依次是 2、8、8、18、18、32、32，正是每个周期所含的元素数目。

打开钠的特写：钠原子有 3 个电子层，排布为 2、8、1，最外层只有 1 个电子，很容易失去，所以钠非常活泼。再看看同一族的钾。

方块升起成柱，柱高表示原子半径。同一周期从左到右，核电荷数增大而电子层数不变，原子核对外层电子的吸引增强，半径逐渐减小；同一族从上到下，电子层数增多，半径逐渐增大。所以左下角的铯、钫最大。

再换成电负性：它衡量原子在化合物中吸引电子的能力，规律正好相反，越往右上越大，氟最大（3.98）。稀有气体一般不标电负性。

第一电离能是气态原子失去一个电子所需的最低能量。看右侧的折线图：每个周期都从碱金属的低谷爬到稀有气体的高峰，像一排锯齿，这就是周期律最直观的样子。

细看第 2 周期还有两处小拐点：Be 比 B 高、N 比 O 高。Be 的 2s 轨道全充满、N 的 2p 轨道半充满，结构比较稳定，失去电子更难。

拖动温度，看每种单质在常压下是固态、液态还是气态。室温（298 K）下只有溴和汞是液体，11 种元素是气体，全都是非金属。

降到 10 K，除氦以外全部凝固；升到 303 K，镓和铯也熔化了，镓放在手心就会熔化。再升到 3000 K 以上，金属发出白炽的光；钨的熔点高达 3695 K，是熔点最高的金属。

古代人认识的元素只有十来种。按下播放，看元素按发现的年份一个个点亮：18 世纪的化学分析、19 世纪初的电解、1860 年代的光谱分析，每出现一种新方法，就有一批新元素被发现。

1869 年门捷列夫排出周期表时只知道 63 种元素。他大胆地为未知元素留下空位，并预言了它们的性质，后来发现的镓、钪、锗证实了他的预言。

周期表不止一种画法。螺旋周期表把元素排成一条连续的螺线，每绕一圈是一个周期，同一族的元素落在同一条“辐条”上，强调元素的性质随原子序数周期性地重复。

选一个族，用光线把同族元素串起来，再在长式表、螺旋和同心环之间切换，看这条线怎样跟着变化。