元素周期表
探索所有118种化学元素及其详细属性。按名称、符号或原子序数搜索。
这是一张覆盖前 36 种元素(氢到氪)的交互式周期表。每种元素都位于正确的族与周期位置,并按类别着色;点击任意色块即可打开一张包含其物理与原子性质的卡片。它面向快速查询和课堂演示,而不是用来替代完整的 118 元素参考表。
表格涵盖范围
表内展示的 36 种元素横跨四个周期和全部八个主族,并包含过渡金属的第一行:
- **第 1 周期:**氢和氦。
- **第 2 周期:**锂到氖。
- **第 3 周期:**钠到氩。
- **第 4 周期:**钾到氪,其中包含从钪到锌的过渡系。
这一范围覆盖了工具识别的全部元素类别:碱金属、碱土金属、过渡金属、后过渡金属、类金属、非金属、卤素和稀有气体。如果你需要氪之后的元素,这张表里没有。
快速查找元素
搜索框会在你输入时实时过滤网格。由于匹配是跨三个字段的子串匹配,你可以用三种不同方式找到同一个元素:
| 输入 | 匹配结果 |
|---|---|
Fe | 铁,按符号精确匹配 |
iron | 铁,按名称匹配 |
26 | 铁,按原子序数匹配 |
n | 任何名称或符号中含字母 n 的元素,如氮、氖、锰 |
清空输入框即可恢复完整表格。过滤生效时类别颜色仍然保留,因此你依然能看出匹配元素在布局中的位置。
解读元素卡片
以铁为例,点击它的色块会显示:
| 属性 | 数值 |
|---|---|
| 符号 / 名称 | Fe / 铁 |
| 原子序数 | 26 |
| 原子质量 | 55.845 |
| 类别 | 过渡金属 |
| 族 / 周期 | 8 / 4 |
| 电子排布 | [Ar] 3d⁶ 4s² |
| 电负性 | 1.83 |
| 熔点 | 1538 °C |
| 沸点 | 2861 °C |
| 密度 | 7.874 g/cm³ |
| 发现年份 | 空白(自古以来即被使用) |
电子排布采用稀有气体简写,所以 [Ar] 代表氩实心。发现年份为空这一点值得注意:铁、碳、硫、铜和锌在这里都是空值,因为它们在有记录之前早已被广泛使用,而镓等元素则带有明确年份(1875)。
可直接观察的周期趋势
前 36 种元素足以直接观察出几条规律:
- 电负性在同一周期内从左到右升高,在同一族内从上到下降低。氟以 3.98 高居本表之首,钾以 0.82 垫底。
- 金属性向下、向左增强,这也是为什么左列是活泼的碱金属,右列则是非金属和稀有气体。
- 熔点差异极大。氦在 -272.2 °C 熔化,是表内最低值;碳列出的熔点 3550 °C 则是最高的。镓是异类,29.76 °C 就熔化,略低于人体体温,因此一把镓勺会在温暖的手中液化。
- 密度把气体和固体拉开了好几个数量级:氢作为气体是 0.00008988 g/cm³,而铜是 8.96 g/cm³。
族与周期解析
每张元素卡片都会列出族和周期,这两个数字解释了该元素的大部分化学性质。周期是水平行,对应正在填充的主电子层;族是垂直列,对主族元素而言,它告诉你该元素有多少个价电子。
逐个看几个条目就能看出规律:
- 钠是第 1 族、第 3 周期,电子排布为
[Ne] 3s¹。氖实心之外只有一个价电子,使它成为容易失去该电子的活泼碱金属。 - 氯是第 17 族、第 3 周期,排布为
[Ne] 3s² 3p⁵。七个价电子和再获得一个的强烈倾向,使它成为容易得到电子的卤素。 - 铁是第 8 族、第 4 周期,排布为
[Ar] 3d⁶ 4s²。部分填充的 d 层正是过渡金属呈现可变氧化态和有色化合物的原因。 - 氦是值得记住的例外:它与稀有气体同属第 18 族,却位于第 1 周期,排布只有
1s²,是填满的两个电子层而非八个。
把族号当作价电子数来读,对主族成立,但对 d 电子使其复杂化的过渡系并不适用。
数据说明与局限
- 表格止于 36 种元素。不要因为某元素缺席,就对它的性质下任何结论。
- 温度单位为摄氏度,密度单位为克每立方厘米,但卡片本身不会重复标注单位,公开发布数值前请先确认。
- 某些沸点取决于压强,也有少数元素在沸腾前就升华或分解。如前所述,砷是表内最明显的例子。
- 为便于阅读,数值只保留了几位有效数字。需要高精度原子质量时,请使用完整的数据源。
使用场景
- 化学作业与复习,快速查一个性质胜过翻课本索引。
- 指着实时颜色分布讲解周期趋势,比静态挂图更直观。
- 引用熔点或电子排布之前做交叉核对。
- 满足对日常生活中元素的好奇心,从实验演示里的镓到灯泡里的氩。
相关工具
常见问题
为什么氦、氖、氩的电负性一栏是空白?
Pauling 电负性标度依据成键行为定义,而稀有气体通常不形成常规化学键,因此这些元素没有有意义的数值。氪之所以列出 3.0,是因为已知存在一些氪化合物。空白表示该性质不适用,而不是数据缺失。
为什么砷的沸点显示得比熔点还低?
砷在常压下会升华,直接从固态变为气态,而不经过液态。卡片上标为沸点的数值其实是升华温度,因此与熔点并列时看起来矛盾。其他在常压下升华的元素也有同样情况。
点击元素后能看到哪些信息?
会打开一张详情卡,显示元素名称与符号、原子序数、原子质量、类别、族与周期、电子排布、电负性、熔点、沸点、密度和发现年份。不适用或未知的字段会留空,而不是填入占位符。
为什么搜索数字 2 会返回那么多元素?
搜索对元素名称、化学符号和原子序数做不区分大小写的子串匹配。输入 2 会返回所有原子序数中含 2 的元素,如 2、12、20、21、22,它是宽泛的筛选而不是精确查找。只有输入完整的 26 才会精确命中铁。
为什么铁、碳、铜的发现年份是空白的?
这些金属在古代就已被大量使用,年代远早于有记录的发现时间,因此数据中为空。与之相对,镓等元素带有明确的发现年份(1875)。空白在这里表示无从考证,而非遗漏。
色块颜色分别代表什么类别?
颜色编码元素类别:红色为碱金属,橙色为碱土金属,金色为过渡金属,浅绿为后过渡金属,蓝色为类金属,绿色为非金属,紫色为卤素,灰蓝色为稀有气体。这一配色让同族与周期性变化一目了然。
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