元素周期表中的反常规律主要包括以下几点:
锡铅活动性反常
锡(Sn)和铅(Pb)在金属活动性顺序表中表现出反常关系。根据元素周期律,同主族元素的金属性从上至下逐渐增强,但金属活动顺序表中,铅比锡更容易失去电子,表现出更强的金属性。
钠钾反常
碱金属元素(如钠Na和钾K)的密度随原子序数的增加而增大,但钾的密度实际上比钠小。
镧系收缩
镧系元素(如镧La到镥Lu)的原子半径随着原子序数的增加而减小,这一现象称为镧系收缩。这种收缩抵消了由于电子层数增加导致的原子半径增大的影响,使得铪(Hf)的原子半径反而比锆(Zr)小。
O和N的对角线关系
在第二周期中,氧(O)和氮(N)与第三周期的同族元素相比,表现出一些不连续的变化。例如,O和N的单键键能甚至小于第三周期同族元素,第一电子亲和能也小于第三周期同族元素,且容易形成氢键。
惰性电子对效应
在第六周期中,铊(Tl)、铅(Pb)和铋(Bi)等元素表现出惰性电子对效应,其最高正化合价表现出很强的氧化性。
超常化学惰性
在第四周期中,铂(Pt)、金(Au)和汞(Hg)等元素表现出超常的化学惰性。
镧系元素的氧化性
在第四周期中,砷(As)、硒(Se)和溴(Br)的高价化合物的氧化性要比第三周期同族元素强。
这些反常现象主要是由于电子排布、核电荷数、电子层数以及有效核电荷数等因素的综合作用所致。理解这些反常现象有助于更深入地掌握元素周期表的规律性和变化性。