元素周期表的形状

元素周期表为什么是这种形状的呢？这并不是一个随机的巧合，也不是因为这样排列更好看。元素周期表的形状是由每种元素的原子决定的，确切地说是由原子中电子的排列方式决定的。

原子通常由3种不同的亚原子粒子组成，这些亚原子粒子分别叫作质子、中子和电子。对于某种特定的元素而言，它的每个原子的原子核里都有相同数量的质子。这个数字称为该元素的原子序数。比如，每个氧原子的原子核里有8个质子，因而氧元素的原子序数就是8。通常，每个原子里还包含不同数量的中子，但对于某种特定的元素而言，原子中含有的中子数不一定总是相同。此外，在围绕原子核的轨道上，你会发现电子的数量恰好等于原子核中质子的数量。

元素周期表正是按照原子序数来排列各种元素的，排列方式为从左到右，从上到下（有时一行之中会有一定的空隙）。第一行，在氢元素（原子序数为1）和氦元素（原子序数为2）之间有一个很大的空隙。接着往下看，下面两行里的空隙变小了一些。这种现象看似偶然，实际上并非如此。空隙的存在，让同一列中各种元素的原子的最外层电子数相同。而这些电子就是参与构成化学键的电子，直接决定这一列元素的化学性质。每一列元素或者相邻的几列元素会形成一个化学性质相似的族。让我们来看看这些族吧。

除氢外，第一个族（也就是元素周期表中最左边的那一列）中的元素称为碱金属元素。这些元素的共同特点是你把它们扔进湖水里时可能会发生很有趣的事情。也就是说，当你把一块碱金属（比如说钠，原子序数为11）扔进水中时，就能看到剧烈的爆炸。我说这可能会很有趣，是因为这取决于你的操作是否正确：结果可能是令人兴奋的，也可能是非常危险的。这就是化学，它足够强大，能做很多了不起的事情；但它也足够危险，能造成可怕的后果。如果你不尊重化学的力量，它就会狠狠地咬你一口。

第二族中的元素称为碱土金属元素。它们的性质与相邻的碱金属元素相似，但并不会发生爆炸。当你把它们丢进水里时，它们的反应会慢得多，也平静得多。

占据元素周期表中间位置的那几列元素称为过渡金属元素。当提及金属时，你可能会联想到一些坚硬的东西。没错，除了汞（原子序数为80）之外，所有的过渡金属确实都相当坚硬。它们是元素周期表的主力，从建造摩天大楼到制造飞机都会用到它们。

你注意到这几列元素的左下角有两个空缺的区域了吗？它们是为镧系元素和锕系元素预留的。而下一个元素区块实际上包含了3类不同的元素。

在上图中，左下角红色三角形区域中的那些元素称为普通金属元素，右上角红色三角形区域中的元素称为非金属元素，而介于二者之间的橙色区域中的元素称为类金属元素，因为这些元素的有些性质像金属，有些性质不像金属。

元素周期表中右数第二列的元素称为卤素。这一族中的元素都特别令人讨厌，当它们独自出现的时候，其臭味和火暴脾气都是人所共知的。但它们与其他族中的元素结合在一起时，可以变成非常温和的东西，比如牙膏和食盐。

元素周期表中最右侧的那一列元素称为惰性气体（又称为稀有气体、贵族气体）元素，这听起来很花哨，对吧？这个名字源于一个事实：这些元素就像国王和其他王室成员一样，不会和平民混在一起。除了偶尔能和氟元素（原子序数为9）发生反应之外，它们几乎不会形成别的化合物。

有时候，你会看到一些元素周期表把镧系和锕系元素插入预留的空缺处。这样就会造成元素周期表变得非常宽。所以，在你通常看到的元素周期表里，镧系和锕系元素都是在底部单独排成两行的。

现在，你已经从整体上看过了元素周期表，也知道了各种元素是如何排列组合的。在本书接下来的部分，你将和这118种元素一一碰面。