在上一集视频中我们了解到为何每个原子 都想要达到 我把它写下来 达到最外层八电子的状态 这是一种最稳定的 电子排布方式 根据这个通过观测 而确认的事实 我们可以开始推断元素周期表里 各族元素的情况 元素周期表里的一族 指的是表中的一列 像这一族 这里 我会从这一族 开始研究 因为它有个特殊的名称 这一族的元素叫做惰性气体\N【译者注：根据新国标，成为稀有气体】 那么周期表中同族元素从上到下 有什么共同点呢？ 周期表中同一列的元素有什么共同点呢 好的 在上一集视频中我们以及知道位于同一列的元素 它们的价电子数是相同的 或者说它们的最外层电子数 是相同的 我们来看看是怎么回事 这一列 这里 也就是碱金属 它们最外层有一个电子 需要告诫你们的是 氢不能算作是碱金属 首先 它通常不是以金属形式存在 另外它不像其他金属元素一样 有给出电子的倾向 当我们讨论到 元素的金属性时 实际上就是它给出电子的能力 我们还将会讲到金属的其他性质 特别是它们具有光泽 和导电的能力 以及它们所遵循的周期律 扯远了 回到正题 这一列 这里 这列元素叫做碱土金属 嗯 这是碱土金属 碱土 这些元素最外层都是2个电子 记得 所有元素的原子都想达到8电子结构（通常来说是这样，当然除了氢和氦，译者注） 如果这些元素要靠得到电子来达到8电子结构 那真是 路漫漫其修远兮 碱金属 要得七个电子 碱土金属要得六个电子 那它们要从哪里抢夺电子呢？ 因为这些元素不会轻易给出电子 因为它们最外层已经很接近8电子了 所以对周期表左边这些元素来说 给出电子更容易 事实上 当只有一个电子可以给出时 尤其是不考虑氢的情况 当只有一个电子可以给出时 它确实有给出这个电子的趋势 正因为如此 这些元素 它们很少以游离态存在 所谓的游离态 就是指单质形式 比如锂单质 钠单质 钾单质 当你找到这些元素时它们 可能已经和其他某些物质反应了 很可能就是周期表这边的一些元素 因为这些元素很希望给出电子 而这些元素很希望得到电子 于是反应就这么发生了 这些元素化学性质很活泼 碱土金属的化学性质也比较活泼 但不如碱金属那么活泼 因为碱金属本身的结构已经非常 接近8电子稳定结构了 而碱土金属就差的稍远一点 我猜你应该能得出 它们要花更多的力气 来给出两个电子 而碱金属只用给出一个 我们已经知道这列元素最外层有两个电子 接下来的这些元素 也叫做过渡金属 随着电子数的增加 是回填入上一能层的d亚层 对吧？ 所以它们的最外层仍是两个电子 这些都是 比方说这是第四周期 那么这些元素最外层都是4s2 这些元素最后的电子都是回填到3d轨道 或者说3d亚层 噢 这些应该是2 它们都有两个最外层电子 就像碱土金属一样 它们需要失去两个电子 来达到8电子结构 我研究这个问题的方法是 这仅仅是其中一种方法 它可能已经被证明有现实的物理意义 就是把这些元素想象成有一定的电子“冗余” 就是说它们不仅可以给出这些价层电子 比方说把铁的两个价电子写下来 像这样 还可以给出另一些电子 类似于上一能层的d轨道中 储备的电子 如果它们给出了4s的两个电子 但是它们还有这些能量较高的 3d轨道电子 可以作为代替 我会尽可能地使用一些引用符号 因为这就是我把事物形象化的方法 我之所以专门强调这一点 是因为金属有很强的给出电子的趋势 它们反应时 会说 嘿 拿走我的电子吧 这些元素会说 这两个都拿走吧 而这些元素 它们会说 尤其是它们的d亚层有电子时 我也有那两个电子 并且我不仅只有那两个电子 我还有更多电子 就是这了 我还有一些储备在d轨道里的 发生在过渡金属身上的 也尤其会发生在 这里的这些金属元素身上 它们并不在同一族里 不过这些金属 用这种颜色表示的 这些金属元素有很多电子 它们不仅有这些额外的电子 而且还填满了它们的d轨道 它们所拥有的（d轨道） 特别是当它们是游离态时 说到这个游离态 意思是就只有一大块单质铝 没有跟氧气之类的任何东西反应的铝 就是纯净的一块铝 对吧？ 当你有一块单质铝时 在各个铝原子之间 会形成金属键 你知道的 在铝原子里 确实有三个 核外电子在最外层轨道 但是它还有这些 d轨道的回填电子 并且会跟其他铝原子共用这些电子 于是就形成了铝原子的海洋 它们相互吸引 或者说形成了铝的电子海 在原子和原子之间有一群电子 由于原子给出电子的趋势 它们得相互吸引 对吧？ 那么实际的原子 应该是铝正离子 或许是给出了三个电子 但是这里我也不确定 我只是对这个理论 给你们一种直观的感受 这就是金属有良好导电性的原因 因为电流就是一串电子的移动 为了让电子能够移动 要让剩余的电子围绕在周围 所以这个区域周围的金属是很好的导体 事实上 银是最好的导体 银 是这个星球上最好的导体 但是它很少用来做导线而是用铜 因为铜比银更容易得到 但银还是最好的导体 对于这点 我的想法是 一旦一条轨道被填满了 这条轨道就会变得有几分稳定了 这些元素的d轨道都被填满了 而这些元素 它们的d轨道没被填满 所以它们有很多过剩的电子 这对导电性能很有好处 这只是靠直觉的推断 我没有做过实验来验证 但是它可以帮助你理解 物质为什么可以导电 以上是关于过渡金属的 这些元素实际上也被看做是金属 至于为什么这些元素会被叫做 过渡金属是因为最后的电子填入了d轨道 过渡金属听起来 好像不如金属那么好 但是一提到金属 我总是最先想到铁 当然 我还会想到银 铜 金 所以叫它们过渡金属有点不公平 就我而言 我真的不认为铝比铁 更像金属 但是在化学分类的世界里 铝的金属性更强 这里的这些元素 我知道我逐渐淡化了族的概念 但我还是把它们的价电子数写下来 所以这一列是3个价电子 那么这些元素最外层有3个电子 看起来对它们来说 失去电子比得到电子更容易 也许在某些特殊的情况是这样 特别是 比方说 硼 在某些情况下 它可能会得到5个电子 尽管这比较少见 给出三个电子要容易多了 这就是为什么这么多 “理论上的金属”出现在这个分类 如你所见 顺着周期表从上往下 你会找到有越来越多 价电子的金属 到目前为止 比方说 铅 它仍然是金属 尽管它有 4个价电子 这是因为原子体积很大 半径很长 以至于最外层的电子离原子核很远 所以那些电子更容易失去 举个例子 从这里开始 首先是碳 它的电子离原子核很近 所以它们很难被抢走 所以碳原子更可能是从其他原子 处获得电子来达到8电子结构 然而这些元素的价电子离原子核 很远所以它们更倾向于 失去这些电子来达到8电子结构 回到氙的电子构型 接着看 这些元素是非金属元素 对吧？ 在大多数反应中 它们更倾向于得电子 然后黄色的这一族元素的化学性质十分活泼 尤其是在和碱金属元素反应时 它们叫做卤素 可能之前你已经听说过这个名词了 卤素灯 把它们叫做卤素灯没有问题 这不是随机选的一个词 或许我将来要专门为它录一集视频 最后 我们来看惰性气体（稀有气体） 惰性气体有哪些特点呢？ 首先 它们的最外层 都有8个电子 对吧？ 除了氦 氦是两个 氦的核外电子排布是1s2 剩下的这些元素 这个元素的电子排布是 这是氖 它的最外层有八个电子 所以它很淡定 氩 也是一样 最外层的电子排布式是3s2 3p6 氪的最外层的电子排布式是3s2 3p6\N【口误，应该是4s2 4p6】 它还有一些3d轨道电子 因为要回填到这里 所有的惰性气体元素最外层都是八个电子 所以它们都很淡定 它们没有发生反应的动机 它们是那种 任尔风吹浪打 我自岿然不动 的类型 我们既不给电子也不抢电子 正因为如此它们的化学性质十分的稳定 非常非常稳定 众所周知 在当年 人们制造齐柏林式飞艇 一种很大的飞船 兴登堡号就是个著名的例子 当时人们用的是氢气 显然氢气是一种化学性质很活泼的物质 非常易燃 所以很快就会爆炸 这也是为什么现在 小丑和儿童玩的气球的制造商 宁愿用氦气来代替 因为氦气是惰性气体 非常难发生反应 几乎不可能在孩子的 生日派对上发生爆炸 总而言之 这集的内容已经讲完了 在下一集视频里我们要讨论下 元素周期表的变化规律