族 (化学)
在化学中,族(英语:group,family[1])是元素周期表中每一竖向栏所有化学元素的集合;同族元素有相似的价层电子结构,自上而下有相似的但渐变的物理和化学性质。
长式周期表共分成18族[2],而f区元素的字段(在第3族和第4族之间)没有编号。同一族中的元素(尤其是主族元素)具有相似的物理性质和化学性质,因为它们的价电子构型相似,而价电子构型一般都会决定元素的性质。当然,由于元素处在不同的周期,它们的性质也会有一定的递变性。
元素周期表的族号,有三种不同的编号系统,即IUPAC族号、CAS族号、旧IUPAC族号;根据所使用的系统,可以将相同的编号分配给不同的族。 国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)从1990年左右开始就推荐使用“第1族”到“第18族”的现代编号系统,取代化学文摘社(CAS,在美国更受欢迎),以及IUPAC在1990年之前(在欧洲更受欢迎)的编号系统。化学界普遍接受十八族的编号系统,但对几种元素从属于哪一族仍存在一些争议,其中对第1周期元素(即氢和氦)和内过渡金属的分歧较大。
族也可以使用其最上面的元素来标识,或具有特定名称。例如,第16族也被称为氧基或氧族元素。铁系元素是个例外,通常是指第8族,但在化学上也可能表示铁、钴、镍,或其他具有相似化学性质的元素集合。在天体物理学和核物理中,通常指铁、钴、镍、铬和锰。
族号[编辑]
碱金属 碱土金属 过渡金属 贫金属 类金属 其他非金属 惰性气体 注:
参考:
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根据IUPAC最新的规定,周期表的族应从左到右用阿拉伯数字编为1-18族。
但目前还有两种方法也很常用,旧的IUPAC法和CAS法:
- 旧IUPAC法把前10族编为A族(主族),其余为B族(副族),惰性气体被分在0族;数字采用罗马数字,8-10族都是ⅧB族。
- CAS法把主族元素编为A族,过渡元素编为B族,数字也采用罗马数字,而8-10族成了ⅧB族。
欧洲国家常用前者,而美国常用后者。IUPAC为了防止族号出现错乱,出台了用阿拉伯数字连续编号的办法。
新 IUPAC 族号 |
旧IUPAC 族号 (欧洲) |
CAS 族号 (U.S.) |
以顶列 元素命名 |
IUPAC 建议 常用名称 |
其他常用名称 |
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第1族 | IA | IA | 锂族 |
氢 和 碱金属* |
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第2族 | IIA | IIA | 铍族 | 碱土金属* | |
第3族 | IIIA | IIIB | 钪族 | ||
第4族 | IVA | IVB | 钛族 | ||
第5族 | VA | VB | 钒族 | ||
第6族 | VIA | VIB | 铬族 | ||
第7族 | VIIA | VIIB | 锰族 | ||
第8族 | VIII | VIIIB | 铁族 | ||
第9族 | VIII | VIIIB | 钴族 | ||
第10族 | VIII | VIIIB | 镍族 | ||
第11族 | IB | IB | 铜族 | 造币金属 | |
第12族 | IIB | IIB | 锌族 | ||
第13族 | IIIB | IIIA | 硼族 | 铝族元素 | triels:源自希腊文tri(三、III)[5][6] |
第14族 | IVB | IVA | 碳族 | tetrels:源自希腊文tetra(四、IV)[5][6] | |
第15族 | VB | VA | 氮族 | 氮族元素* | pentels:源自希腊文penta (五、V)[6] |
第16族 | VIB | VIA | 氧族 | 氧族元素* | |
第17族 | VIIB | VIIA | 氟族 | 卤素* | |
第18族 | 0 | VIIIA | 氦族 或 氖族 |
惰性气体* |
上述第3族元素的第四、五、六周期者为稀土元素(第六周期者为镧系元素)、第七周期者为锕系元素、第八、九周期者为超锕系元素;而第8、9、10族元素合称为ⅧB族,第四周期者为铁系元素、第五、六周期者为铂系元素、第七、八周期者则不属于任何一类。
此外,已经提出使用但并未获得广泛接受的其他名称有:第12族为“挥发性金属”[来源请求];第13族为“icosagens”[7];第14族为“结芯片素”[5]、“adamantogens”[8]和“merylides”[来源请求];和第18族为“aerogens”[6]。
CAS与旧IUPAC族号 (A/B)[编辑]
现时仍有两组较旧的族号仍在使用,分别是 CAS(化学文摘社)和旧IUPAC族号。两组族号皆使用了数字(不论是阿拉伯或罗马数字)和字母“ A”和“ B”。两组系统在数字上一致。数字表示该族元素的最高氧化数,因此与具有相同数字的其他元素表现出相似的化学反应。大多数情况下,该数字以线性增加的方式进行,一次在周期表的左侧,一次在右侧(参见元素氧化态列表),其中过渡金属存在一些不规则性。但是,两个系统使用字母的方式有所不同。例如,钾(K)具有一个价电子。因此,它位于第1族中。钙(Ca)处于第2族中,因为它包含两个价电子。
在旧IUPAC系统中,字母A和B代表周期表的左(A)、右(B)两部分,而在CAS系统中,字母A和B代表主族元素(A)和过渡元素(B)。旧IUPAC系统在欧洲经常被使用,而CAS在美国最常见。由于它们使用相同名称来表示不同的含义造成了混乱,因此便开发新的IUPAC方案,以替换这两个系统。新系统简单地在标准周期表中从左到右对族进行递增编号。 IUPAC提案于1985年首次发表,以征询公众意见,[3],后来被纳入于1990年版的“无机化学命名法”。[9]
其他[编辑]
参考文献[编辑]
- ^ The Periodic Table Terms. www.shmoop.com. [2018-09-15]. (原始内容存档于2019-04-06) (英语).
- ^ 元素周期表18族标法的由来 http://www.hitecloud.net/res/EntranceRescource/sourceview/?rid=161001&type=res (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- ^ 3.0 3.1 Fluck, E. New Notations in the Periodic Table (PDF). Pure Appl. Chem. (IUPAC). 1988, 60 (3): 431–436 [24 March 2012]. doi:10.1351/pac198860030431. (原始内容存档 (PDF)于2012-03-25).
- ^ IUPAC. Nomenclature of inorganic chemistry (PDF). 2005 [2020-02-16]. (原始内容存档 (PDF)于2019-12-19).
- ^ 5.0 5.1 5.2 Liu, Ning; Lu, Na; Su, Yan; Wang, Pu; Quan, Xie. Fabrication of g-C3N4/Ti3C2 composite and its visible-light photocatalytic capability for ciprofloxacin degradation (PDF). Separation and Purification Technology. 2019, 211: 782–789 [17 August 2019]. doi:10.1016/j.seppur.2018.10.027.
- ^ 6.0 6.1 6.2 6.3 Rich, Ronald. Inorganic Reactions in Water. Springer. 2007: 307, 327, 363, 475. ISBN 9783540739616. doi:10.1007/978-3-540-73962-3.
- ^ Greenwood, Norman Neill; Earnshaw, Alan. Chemistry of the elements. 2016: 227. ISBN 978-0-7506-3365-9. OCLC 1040112384 (英语).
- ^ W. B. Jensen, The Periodic Law and Table (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- ^ Leigh, G. J. Nomenclature of Inorganic Chemistry: Recommendations 1990. Blackwell Science, 1990. ISBN 0-632-02494-1.
外部链接[编辑]
- Scerri, E. R. The periodic table, its story and its significance. Oxford University Press. 2007. ISBN 978-0-19-530573-9.
参见[编辑]
元素周期表 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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IA 1 |
IIA 2 |
IIIB 3 |
IVB 4 |
VB 5 |
VIB 6 |
VIIB 7 |
VIIIB 8 |
VIIIB 9 |
VIIIB 10 |
IB 11 |
IIB 12 |
IIIA 13 |
IVA 14 |
VA 15 |
VIA 16 |
VIIA 17 |
VIIIA 18 | ||||||||||||||||||||
1 | H | He | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
2 | Li | Be | B | C | N | O | F | Ne | |||||||||||||||||||||||||||||
3 | Na | Mg | Al | Si | P | S | Cl | Ar | |||||||||||||||||||||||||||||
4 | K | Ca | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu | Zn | Ga | Ge | As | Se | Br | Kr | |||||||||||||||||||
5 | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | Cd | In | Sn | Sb | Te | I | Xe | |||||||||||||||||||
6 | Cs | Ba | La | Ce | Pr | Nd | Pm | Sm | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lu | Hf | Ta | W | Re | Os | Ir | Pt | Au | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | At | Rn | |||||
7 | Fr | Ra | Ac | Th | Pa | U | Np | Pu | Am | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | No | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og | |||||
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