第二章
原子構造與元素週期表
104 年 07 月彙編第一節
原子結構
一、原子結構的建立 1、 1808 年， 提出原子說。他認為 是構成物質的最小單位。 2、 19 世紀中末期，科學家進行了許多低壓氣體在高電壓下導電的實驗，觀察到陰極對面 的管壁發出螢光，推測有一束看不見的射線從陰極射出，此儀器稱為___________管。 進一步實驗發現此射線： (1)可使小轉輪轉動。 (2)遇到障礙物會如同光線般產生陰影。 (3)外加電場或磁場時會偏折，依偏折方向 顯示帶有負電。 3、 1897 年， 發現原子中存在一種帶負電的粒子，稱為 。並測出電子的電荷與質 量的比(簡稱荷質比) e/m 為 庫侖/公斤。 4、 1909 年，___________利用油滴實驗， 推算出每個電子之電荷為_____________庫侖。 由荷質比e/m＝1.76×1011庫侖∕公斤; 電子的電量 e＝1.6×10-19庫侖，可推算出電子的 質量為 公斤 5、 1911 年， 由 α 粒子撞擊金屬箔的散射實驗，證明原子不是由湯姆森所提出的：電 子是均勻分布的。原子是由電子(帶負電)在外圍環繞著在中心的原子核(帶正電)所組成 的，並據以提出核原子的模型。 第二章 原子構造與元素週期表 P.1 + －α粒子來源
金箔
α粒子束
大部分
α粒子不偏折
圓弧形螢光幕
少數
α粒子產生偏折
6、 1919 年， 以 α 粒子撞擊氮原子核，而發現質子。 7、 1932 年， 使用 α 粒子撞擊鈹原子核，而發現中子。 (1) 湯姆森發現 (2) 電荷＝—1.602×10-19庫侖 電子 (3) 質量＝9.109×10-28克 (4) 數目＝原子序 (1) 拉塞福發現 (2) 電荷＝+1.602×10-19庫侖 (3) 質量＝1.673×10-24 克 (4) 數目＝原子序 (1) 查兌克發現 (2) 不帶電荷 (3) 質量＝1.675×10-24 克 (4) 數目＝質量數－原子序 二、原子的結構 1、 原子是半徑約為________的粒子，原子核位於原子的中央部份，半徑約為___________ 2、 帶負電的電子除自轉外，並繞著原子 核作 旋轉運動。因原子呈電中性，故原子核內之質子數____於核外之電子數。 3、 電子的質量非常小，整個原子的質量幾乎全都集中在原子核。 原子 原子核 質子 中子
10
-15~10
-14m
10
-10m
4、 原子核內的質子數即為該元素的____________，質子數可決定該原子的化學性質。 【範例 1】 原子是直徑約10-10公尺的微小粒子。下列有關原子的敘述，何者錯誤？ (A)中性原子的核外電子數與核內質子數相等 (B)原子的質量大部分集中在原子核 (C)原子核佔有原子大部分體積 (D)原子的原子序等於原子核內的質子數。 Ans ： (C) 【範例 2】 有兩個不同的原子，一原子核內有6 個質子和 6 個中子，另一原子核內有 6 個質子和 7 個中子， 則有關此兩原子的下列敘述何者不同？ (A)原子序 (B)質子數 (C)電子數 (D)質量數 Ans ： (D) 【範例3】 荷質比為粒子電荷量與質量的比值之絕對值，下列何種粒子具有最大的荷質比？ (A)電子 (B)質子 (C)中子 (D)α 粒子。 Ans ： (A) 【範例4】 已知鈉的原子序是11，質量數是 23，則一個中性的鈉原子中的中子數和電子數應該是多少？ (A) 11，12 (B) 11，23 (C) 12，11 (D) 12，23。 Ans ： (C) 【範例5】 以原子結構的知識，在下表中的空白處填入適當的符號或數目： 符號 126C 17 28O 1224Mg2 中子數 6 12 8 質子數 13 12 10 電子數 10 10 10 淨電荷數 0 2－ 0 2＋ 5、同位素與原子量 符 號 同位素 名稱 自然界存 在率％ 原子序 原 子 核 組成(註) 質量數 電荷
11H 氫-1 99.985 1 1p 1 1＋ 12H 氫-2 0.015 1 1p, 1n 2 1＋ 612C 碳-12 98.892 6 6p, 6n 12 6＋ 613C 碳-13 1.108 6 6p, 7n 13 6＋ 816O 氧-16 99.759 8 8p, 8n 16 8＋ 817O 氧-17 0.037 8 8p, 9n 17 8＋ 818O 氧-18 0.204 8 8p, 10n 18 8＋ 1735Cl 氯-35 75.4 17 17p, 18n 35 17＋ 1737Cl 氯-37 24.6 17 17p, 20n 37 17＋ 92235U 鈾-235 0.725 92 92p, 143n 235 92＋ 92238U 鈾-238 99.275 92 92p, 146n 238 92＋ 註： p：質子 n：中子 (1)具有相同的__________(原子序)，不同的_________(質量數)的原子稱為同位素，其化學 性質________，而物理性質________。故欲分離同位素，須以________方法。 (2)大部分的原子存在有同位素，例如碳有 13 種、鈾有 19 種，但在自然界中存在的種類並 不多，含量也各不相同。 【範例6】 下表是一些元素的原子序及原子量，在等質量的氫氣、水、食鹽、銅中，何者具有最多的電子？ (A)氫氣 (B)水 (C)食鹽 (D)銅。 元 素 H O Na Cl Cu 原 子 序 1 8 11 17 29 原 子 量 1.01 16.0 23.0 35.5 63.5 Ans ： (A) 【範例7】 若92238U 的原子核放射出一個 α 粒子，則剩下的原子核內會含有幾個質子？ (A) 237 (B) 236 (C) 146 (D) 91 (E) 90。 Ans ： ( E )
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一 一、單一選擇題 01.0有關拉塞福的 α 粒子散射實驗，下列敘述何者正確？ (Ａ)因為電子均勻分布於整個原 子 中，所以 α 粒子不易撞擊到電子而直接穿越 (Ｂ)極少部分發生大偏折的粒子，是因為撞 擊到帶正電、密度大的核而反射折回 (Ｃ)α 粒子打到金箔或銅箔，偏折的角度一樣(Ｄ)α 粒子帶負電。
2.060Co
27 可作放射性治療用，下列有關鈷六十的敘述，何者正確？
(Ａ) 60Co 有 27 個中子(Ｂ) 60Co 有 33 個電子 (Ｃ) 60Co 有 60 個質子 (Ｄ) 60Co3＋ 有
27 個 質子 (Ｅ) 60Co3＋ 有 30 個電子。 03.0某元素以 AM Z 表示，下列敘述何者正確？ (Ａ) Z 是 M 元素的質量數 (Ｂ) A 是 M 元 素的 中子數 (Ｃ) A 是 M 元素原子核中的正電荷數 (Ｄ)（A－Z）是 M 元素的中子數。 04.0下列有關原子及原子核的實驗或理論，何者正確？ (Ａ)查兌克用 α 粒子撞擊鈹原子核 ， 發現質子(Ｂ)密立坎的油滴實驗，直接觀測出電子的質量(Ｃ)莫斯利測量各金屬受激 發後所放射的 X 射線光譜，確立原子序的觀念(Ｄ)湯姆森以質譜儀測出電子的實際質量。 05.0下列有關電子、中子、質子的敘述，何者正確？ (Ａ)電子最早被發現，而質子最晚 (Ｂ)三種粒子在電場和磁場中皆會有偏折現象發生 (Ｃ)質量大小次序為中子＞質子＞ 電子(Ｄ)電子數＝質子數＝中子數 (Ｅ)任一原子核皆由質子與中子所組成。 6.0下列有關原子構造的敘述，有幾項是正確的？(甲)原子中的電子均勻分布於整個原子之中 ；(乙)原子的質量絕大部分集中在原子核；(丙)原子核帶正電荷；(丁)質子和電子的數目 相等；(戊)所有原子都有中子 (Ａ)(甲)(丁) (Ｂ)(甲)(乙)(丁) (Ｃ)(乙)(丙)(戊) (Ｄ)(乙)(丙)(丁)。 7.0假設在木星上發現一種超重的元素，其原子序為 120；由於非常稀少，僅能分離得 2 × 1018 個該原子，並稱量其重量只有 1 × 10－3 克，則該原子一個的質量在下列哪一範圍中？ (Ａ) 1 amu ～ 100 amu(Ｂ) 100 amu ～ 250 amu(Ｃ) 250 amu ～ 400 amu(Ｄ)＞ 400 amu。 8. 為說明 α 質點通過金箔時之散射現象，原子模型必須具備下列哪幾項特徵？(甲)原子內質 量均勻分布；(乙)原子內正、負電荷均勻分布；(丙)原子內大部分空間必空無一物；(丁) 原子內質量集中於一小區域而帶正電；(戊)原子內質量集中於一小區域而帶負電 (Ａ)(甲)、(丙) (Ｂ)(乙)、(丁) (Ｃ)(丙)、(丁) (Ｄ)(丙)、(戊)。 9.0拉塞福的金屬箔實驗是利用何者衝擊金片，提出「核原子」模型？ (Ａ) α 粒子 (Ｂ) β 粒子 (Ｃ) X 射線 (Ｄ)電子。 二、多重選擇題 01.0關於 1H 1 、21H、31H三種原子，下列敘述何者正確？
(Ａ)三者具有相同的質子數 (Ｂ)三者的關係稱為同素異形體 (Ｃ)三者具有相同的物理 性質 (Ｄ) H2 1 有 1 個質子、1 個中子 (Ｅ) H11 是三者中唯一沒有中子的原子。 2.0有五類原子，其質子數、中子數如附表所示，哪一組原子屬於同一種元素？ (Ａ)甲和乙 (Ｂ)乙和丙 (Ｃ)丙和丁 (Ｄ)乙和戊 (Ｅ)丁和戊 。 原子種類 質子數 中子數 甲 6 6 乙 6 7 丙 6 8 丁 7 7 戊 7 8 03.0下列關於原子的敘述，何者錯誤？ (Ａ)原子由一個原子核及一個（或一個）以上的電子組成 (Ｂ)原子核的質量遠小於整個 原子的質量 (Ｃ)原子核的體積遠小於整個原子的體積(Ｄ)電子帶負電、原子核帶正電， 但原子本身不帶電 (Ｅ)質子與電子的質量總和即為原子之質量。
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一、單一選擇題： 1. B 2.D 3. D 4. C 5. C 6. D 7. C 8. C 9. A 二、多重選擇題： 1.ADE 2.ABE 3.BE第二節
原子中的電子排列
一、核外電子的分佈情形 1、 電子在原子核周圍的空間依電子距原子核的遠近，分為若干殼層(shells)。順序由內而外 依序為________________，即最內層為____層，其餘按英文字母順序向外分佈。愈靠 近原子核的電子受到的吸引力愈大，其能階愈_______ 2、原子序 1～20 的原子，其電子的排列方式如下表所示：3、 週 期 表 中 A 族元素之最外層電子數如下： 族數 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA ⅧA 最外層電子數 1 2 3 4 5 6 7 8 4、原子最外層的電子稱為________，元素的化學性質，由其_________決定。價電子數相 同的元素，具有類似的化學性質。 5、鈍氣有穩定的化學性質，其最外層電子，除____之外，均填滿八個電子。 6、為了簡單描述電子在每層出現的個數，常以下列方式表示之，或以弧表示殼層，e-表示 電子。 7、鈍氣以外的原子，因外層電子未填滿，化學性質較活潑，它們會經由_______電子，或 ________電子而達到外層電子數為鈍氣的穩定排列狀態。 Na → Na++ e- Cl + e- → Cl- Cl + Cl → Cl 2 8、 原子的化學性質與最外層的電子關係最密切，故常以____________表示出最外層電子 例如：
第一週期
H He第二週期
Li Be B C N O F Ne 元素 原子 K L M N 元素 原子 K L M N 氫 1H 1 鈉 11Na 2 8 1 氦 2He 2 鎂 12Mg 2 8 2 鋰 3Li 2 1 鋁 13Al 2 8 3 鈹 4Be 2 2 矽 14Si 2 8 4 硼 5B 2 3 磷 15P 2 8 5 碳 6C 2 4 硫 16S 2 8 6 氮 7N 2 5 氯 17Cl 2 8 7 氧 8O 2 6 氬 18Ar 2 8 8 氟 9F 2 7 鉀 19K 2 8 8 1 氖 10Ne 2 8 鈣 20Ca 2 8 8 2第三週期
Na Mg Al Si P S Cl Ar第四週期
K Ca＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊ 牛 刀 小 試 ＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
一 一、單一選擇題 1.0原子核外最外層電子數不為“8”的惰性氣體元素為何者？ (Ａ) Ne (Ｂ) Xe (Ｃ) He (Ｄ) Ar。 2.0原子核外第 N 殼層最多能填入若干個電子？ (Ａ) 50 (Ｂ) 25 (Ｃ) 110 (Ｄ) 32。 3.0下列元素按 K、L、M、N 殼層排列，哪三種元素在地殼的含量最多？ (Ａ)（2,5）、（2,6）、（2）(Ｂ)（2,5）、（2,6）、（1）(Ｃ)（2,5）、（2,8,5）、 （2,8,8,1） (Ｄ)（2,6）、（2,8,4）、（2,8,3）。 4.0下列何組的兩元素，其電子排列有相同的最外層電子數？(Ａ) 10Ne、20Ca (Ｂ) 3Li、11Na (Ｃ) 7N、14Si (Ｄ) 9F、10Ne (Ｅ) 5B、15P。
5.0某元素的原子核外有三個電子殼層，其最外層電子數是次外層電子數的一半，則此元素 是 (Ａ) C (Ｂ) N (Ｃ) O (Ｄ) S (Ｅ) Si。 6.0下列哪一個元素最外層的電子數目為 6？ (Ａ) Mg (Ｂ) Br (Ｃ) S (Ｄ) Ne。 7.0下列關於原子的結構，何者正確？ (Ａ)電子在原子中以隨機的方式分布 (Ｂ)質子在原子核外以特定的軌道繞核運轉 (Ｃ) 電子離核愈近者，能量愈小 (Ｄ)原子若有電子的得失，易發生於最內層的電子。 8.0某元素的最外層有 6 個電子，如下圖所示，下列敘述何者正確？ (Ａ)此原子為非金屬元素 (Ｂ)最外層電子是處於全滿的安定狀態 (Ｃ)最外層電子分布 於 K 層 (Ｄ)容易失去最外層電子，成為安定的惰性氣體組態。
9.0已知 Al 的原子序為 13，質量數為 27，則下列敘述何者錯誤？ (Ａ) Al 有 13 個質子，13 個中子 (Ｂ) Al3＋ 的電子數和 Ne 10 一樣 (Ｃ) Al 原子核外的 電 子排列依次為 2 個、8 個、3 個 (Ｄ) Al 的價電子數為 3。 10.0原子序 20 的 Ca，其電子組態在 M 層中有幾個電子？ (Ａ) 2 (Ｂ) 4 (Ｃ) 8 (Ｄ) 10 。 11.0下列各電子殼層，何者所具有的能量最高？(Ａ) K 層 (Ｂ) L 層 (Ｃ) M 層 (Ｄ) N 層 。 二、多重選擇題 1.0下列哪些元素含有相同的價電子數？ (Ａ) Li (Ｂ) C (Ｃ) Na (Ｄ) O (Ｅ) K。 02.0下列哪些元素的最外層只有 2 個電子？
(Ａ) 2He (Ｂ) 4Be (Ｃ) 17Cl (Ｄ) 18Ar (Ｅ) 20Ca。
3.0下列關於原子價電子與內層電子的敘述，何者正確？ (Ａ)價電子所具有的能量較內層電 子為高 (Ｂ)價電子距離原子核較內層電子近 (Ｃ)與元素的化性最有關系的是價電子 (Ｄ)同族元素的價電子數必相同 (Ｅ)發生化學反應時，每個原子的價電子數量不會改變。 04.016O 與18O 兩種原子具有相同的何者？ (Ａ)電子層排列 (Ｂ)化學性質 (Ｃ)中子數 (Ｄ)質量數 (Ｅ)質子數。 05.0下列各組元素中，何者具有相似化性？ (Ａ)4X，20Y (Ｂ)5X，15Y (Ｃ)7X，17Y (Ｄ)1X，17Y (Ｅ)2X，10Y。 6.0下列各元素中，何組的電子排列，最外層的電子數相同？
(Ａ) 12Mg、56Ba (Ｂ) 5B、15P (Ｃ) 7N、33As (Ｄ) 9F、18Ar (Ｅ) 3Li、13Al。
7.0教學上有時會用電子點式來表示原子結構，下列選項中的阿拉伯數字代表質子數、「＋」代 表原子核所帶的正電荷、「 」代表核外電子，則哪些代表離子？ (Ａ) (Ｂ) (Ｃ) (Ｄ) (Ｅ) 三、非選擇題： 01. 鉀原子的電子在不同殼層排列的數目表示為“19K：2,8,8,1”，請依照此方式寫出下列各 原子的元素符號及電子在不同殼層排列的數目。 (１)鈉： 。 (２)氬： 。 (３)硼： 。 (４)硫： 。 (５)矽： 。
2. 某元素的原子序為 15，則： (１)其核外電子在 K、L、M 各層的電子數依序為 、 、 。 (２)價電子數為 。 (３)又知其質量數為 31，則核內的中子數為 ，質子數為 。 0 03.0鈉（Na）的原子序為 11，硫（S）的原子序為 16，若以「 」代表核外電子，試以 「＋」代表原子核所帶的正電荷、「 」代表核外電子，試描述 (１)Na (2) Na＋ (3) S (4) S2－ 核外電子排列情形。
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一、單一選擇題： 1.C 2.D 3.D 4.B 5.E 6.C 7.C 8.A 9.A 10.C 11.D 二、多重選擇題： 1.ACE 2.ABE 3.AC 4.ABE 5.AE 6.AC 7.AE
三、非選擇題： 1.(１) 11Na：2,8,1；(２) 18Ar：2,8,8；(３) 5B：2,3；(４) 16S： 2,8,6；(５) 14Si：2,8,4 2. (１) 2；8；5；(２) 5；(３) 16；15 。
第三節
元素週期表
一、週期表的發展 目前已被發現的元素，至少有115 種，自然界存在的天然元素有 90 種。原子序＞92 者為超鈾元 素，必須在實驗室由人工製備而成；而原子序＞83 的元素都具有放射性。在這麼多的元素之中 是否有彼此類似的化學性質或存在著某種規律? 元素週期表是化學上的重要成就，它將元素依其物理及化學性質作有效的分類。我們可從元素 在週期表上的位置，預測該元素的性質及其特性。但是元素週期表是如何被發現並創造出來的 呢? 1、 1789 年，法國科學家拉瓦節已列舉 33 種元素，根據其性質，粗分為氣體、非金屬、金屬 和土體四大類 2、 1829 年，德 國 科學家德貝萊納提出三重組定律，例如鋰、鈉、鉀；硫、硒、碲；氯、溴、碘 等，同組元素間具有相同的化學性質，中間元素的原子量約為前後元素原子量之平均 值。 3、 1864 年，英國科學家紐蘭芝將元素按照原子量大小排入一個含有七行的表格內，發現 元素的性質具有週期性，就如同音樂中7 個音調的週期性，稱為元素的八音律。4、 1869 年，俄 國 科學家門得列夫依照_________大小排列出週期表，建制出現今元素週期 表的雛型，同時預測一些未知元素的存在，後人稱之為『週期表之父』 5、 1913 年，英 國 科學家莫斯利使用陰極射線撞擊金屬產生X 射線，發現所放出的 X 射線 頻率，與週期表中元素的原子序有關，原子序愈大，X 射線的頻率愈高。將元素依原子 核內的正電荷排列，也就是依照__________大小排列出週期表，奠定現今元素週期表的 基礎。 門得列夫於1869 年提出的元素週期表 看過來 元素一般原子序愈大，則原子量愈大。例外的有：18Ar與19K；27Co與28Ni；52Te與 53I 因此門得列夫與莫斯利所排列的元素順序有些許不同。 【範例 1】 有關週期表的敘述，下列何項正確？ (Ａ)門得列夫以原子量的大小排列週期表 (Ｂ)現代週期表按原子序的大小排列次序 (Ｃ)門得列夫的週期表可預測一些新元素的存在 (Ｄ) 門得列夫 與莫斯利所排列的元素
週期表完全相同 (Ｅ)最近國際化學聯盟規定廢除 A、B 族，而將元素分為 1 ～ 18 族。 Ans ： (Ａ)(Ｂ)(Ｃ)(Ｅ) 【範例 2】 門得列夫提出之週期律，為下列何項發現所修正？ (A)拉塞福的核原子 (B)波耳原子模型 (C)侖琴的 X 射線 (D)莫色勒的原子序。 Ans ： ( Ｄ) 二、元素的分類及其通性 1 18 1A 2 13 14 15 16 17 8A 2A 3A 4A 5A 6A 7A 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3B 4B 5B 6B 7B 8B 8B 8B 1B 2B Ga Ge Se Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd In Sb Te La Hf Ta Re Os Ir Tl Bi Po At Fr Ra Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Uub
La
La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr 1、 週期表中每一橫列稱為週期或列，現行共有____個週期，同列元素的性質呈週期性變 化，金屬性由右至左漸增，非金屬性由左至右漸增。 2、 週期表中的縱行稱為族或行，同族元素有類似的化學性質。各族的名稱是以阿拉伯數字 加上A 或 B 表示，1A、2A 以及 3A~8A 分別位於週期表兩側，稱為_______元素，又 稱為________元素。1B~8B 為過渡元素，位於週期表中央部分 看過來 目前 IUPAC 建議捨棄舊有的 A、B 用法，重新定義，將週期表由左至右的 18 縱行依序命名為第1 族至第 18 族。 想一想 每一個週期各可以填入多少個元素呢? 一、元素的分類： 1、 主族元素：(A 族元素) (1)第 1、第 2 及第 13～第 18 族的元素，包含金屬與非金屬元素 (2)價電子數分別為 1～8 個，第幾 A 族就有幾個價電子 2、 過渡元素：(B 族元素) (1)週期表中第 3～12 族的元素，均為金屬元素，又稱為_______________ (2)過渡元素所形成的離子或化合物通常具有_________ (3)內過渡元素：鑭系及錒系元素，屬第六及第七週期，化合物亦多呈顯著顏色 3、 惰性氣體： (1)位於最後一族(第 18 族或 8A 族)。 (2)除氦外，其他惰性氣體均具 8 個價電子，化學性質安定。 (3)均為無色的_____原子氣體。 【範例 3】 下列關於週期表的敘述，何者正確? (A)惰性氣體的最外層電子數均為 8 個 (B)第三週期共有 18 個元素 (C)週期表中每一橫列稱為週期，現行共有 7 個週期 (D)同一週期的元素化學性質相似 (E) 最外層之電子數為 1 的主族元素，除了 H 外均為活潑的金屬，稱為鹼金屬。
Ans ： (C) (E) 【範例 4】 根據現行之週期表預測尚未發現的超鈾元素，則下列關於週期表中第七列最右側之元素的敘述 ，何者正確? (A)其性質與鈾相似 (B)其價電子數為 8 個 (C)應屬於不具放射性的惰性氣體 (D)其中性原子的電子數為 116 (E)其帶有兩個正電荷的離子之質子數為 118 Ans ： (B) (E) 【範例 5】 如果我們可以找到週期表中第七列的鹵素元素與八列的鹼金屬元素，則它的原子序分別為多少？ Ans ： 11 7 ； 119 【範例 6】 下列五種元素中，何者與其他四種元素之化性有顯著之差異？ (A)Cu (B)Sc (C)Co (D)As (E)Ni。 Ans ： (D) 【範例 7】 下列何組元素原子序大小次序與原子量大小次序相反？
(A)Li、Na (B)Ar、K (C)Co、Ni (D)Te、I (E)Br、I 。
Ans ： (B)(C)(D) 【範例8】 右圖為週期表略圖，試指出下列各佔有哪些領域？ (填入 A、B、C、D、E、F、G) (1)金屬： 。 (2)典型元素： 。
(3)惰性氣體：________。 (4)過渡元素：________。 (5)內過渡元素： 。 Ans ： (1)BCDG ； (2)ABDEF ； (3)F ； (4)C ； (5)G 。 【範例9】 週期表中同週期的元素： (A)原子中最外層電子數相同 (B)具有相似的化學性質 (C)都具有相似的物理性質 (D)最大主層數相同。 Ans ： (D) 三、週期表與元素的性質： 元素依其物理性質及化學性質的差異，可分為金屬，非金屬及類金屬三大類。 1、 金屬：分布在週期表左邊， 氫 除外。 (1)具有金屬光澤(大多為銀色或銀灰色)及延展性。 (2)電及熱的良導體。導電性隨溫度升高而 降低 。 (3)一般而言，金屬的熔點及沸點均較非金屬 高 。 ※有些金屬之熔點僅比室溫略高，如銫(m p. .：28.4℃)；鎵(m p. .：29.8℃)。 (4)室溫下除 Hg (m p. .：-39℃)為液體外，其餘皆為固體。 (5)金屬發生化學反應時，傾向於 失去 價電子，而形成陽離子。
(6)大部分金屬氧化物溶於水後，使水溶液呈 鹼性 。 2、 非金屬：分布在週期表右邊。 (1)不具金屬般的特有光澤，彼此間差異很大。 鹵素元素：F2( 淡黃 色)；Cl2( 黃綠 色)；Br2( 暗紅 色)；I2( 紫黑 色)； (2)大多為電及熱的不良導體，但石墨具有導電性，鑽石的導熱性約為銅或銀的 4 倍 (3)大部分非金屬熔點均較金屬低。 石墨 熔點約為 4000℃。 (4)常溫常壓下為穩定單原子氣體分子存在的為： 惰性 氣體(VIIIA 族)。 常溫常壓下為雙原子分子存在，為氣體的：H2、N2、O2、F2、Cl2….等。 為液體的：Br2 為揮發性高的固體：I2 (5)常溫常壓下除上述 Br 2 及 氣體 外，其餘非金屬均為固體。 (6)不具延展性，加壓易碎。 (7)大多數非金屬元素與非金屬元素的結合是利用 共用電子對 形成 分子化合物 。 (8)非金屬元素與金屬元素的結合是利用 離子鍵 形成 離子化合物 。 (9)大部分非金屬氧化物溶於水後，使水溶液呈 酸性 。一般非金屬氧化物多能溶於鹼 性溶液中，形成鹽類。 看過來 同一種元素可能會有不同的展示型態，如 O2與O3；白磷(P4)與紅磷(Px)、石墨與金剛石 等，彼此之間的關係稱為_____________ 3、 類金屬：B(硼)、Si(矽)、Ge(鍺)、As(砷)、Sb(銻)、Te(碲)、Po(釙)、At(砈)等 8 個元素。 (1)導電性介於金屬與非金屬之間，又稱為 半導體 。 導電度隨溫度升高而 增加 。亦可隨加入的物質不同而增加其導電性。 ※導電性：金屬＞類金屬＞非金屬。 (2)性質介於金屬與非金屬之間，具有部分金屬或非金屬的特性。
(4)類金屬中加入少量的 IIIA 或 VA 族元素，其導電性顯著增大。(金屬相反) 高純度矽中，摻入少量IIIA 族元素，可形成 P 型半導體。 高純度矽中，摻入少量VA 族元素，可形成 N 型半導體。 4、 元素性質的規律性 (1)同一週期失去電子的傾向 一般而言，同一週期的元素其失去電子的傾向(金屬性)隨著原子序增大而逐漸減弱 例如：第三週期中的鈉最易失去電子。 (2)同一族失去電子的傾向 同族元素失去電子的傾向由上而下逐漸增強，即金屬性隨原子序增大而逐漸增強。 想一想 在元素週期表中，哪一個元素的金屬性最強? 【範例10】 下列有關週期表的敘述，何者正確? (A)一般而言，元素在週期表中的位置愈左或愈下方，其金屬性愈強 (B)類金屬的性質跟金屬固體一樣，且俗稱為過渡金屬 (C)石墨與金剛石分別為同一族的兩種不同元素所形成 (D)第 17 族元素不易失去電子，因此非金屬性很弱 (E)週期表中的 A 族元素，其價電子數與所屬的族數相同，如 3A 族的價電子數為 3 Ans ： (A) (E) (3)同一週期原子半徑的傾向 同一週期元素中，半徑隨著原子序增加而漸漸減小 (4)同一族原子半徑的傾向 同族元素的原子半徑，隨著原子序的增加而漸漸變大
【範例11】
下列何者酸性最強?
(A)Li2O (B)BeO (C)CO2 (D)SO3
Ans ： (D) 【範例12】 下列元素中何者最易失去電子？ (A)Si (B)S (C)Al (D)Cl (E)Ar。 Ans ： (C) 【範例13】 X、Y 與 Z 三種元素在同一週期，X 的氧化物是酸性的，Y 的氧化物是鹼性的，Z 的氧化物是兩 性的。則此三種元素原子序數大小的順序是。
(A) Y＞Z＞X (B) Z＞X＞Y (C) X＞Z＞Y (D) Y＞X＞Z。
Ans ： (C) 【範例14】 下列何種元素具有半導體的性質？ (A)鍺 (B)錳 (C)銅 (D)磷 (E)矽。 Ans ： (A)(E) 【範例15】 下列物質導電度大小順序為？ (A)鋁＞石墨＞鍺＞硫 (B)鍺＞鋁＞石墨＞硫 (C)石墨＞硫＞鋁＞鍺 (D)硫＞石墨＞鋁＞鍺。 Ans ： (A) 【範例16】 矽、鋁、硼是在製造矽—積體元件中常用到的元素，鋁是作為金屬導電，摻有硼的矽Si B( )，則 是作為基材，則下列材料中導電度的大小順序，何者正確？ (A)Si B( )＞Si＞Al (B)Al＞Si＞Si B( ) (C)Al＞Si B( )＞Si (D)Si B( )＞Al＞Si。 Ans ： (C) 【範例17】 在高純度的矽中，摻加少量的下列何種元素，可以形成p-型半導體？ (A)硫 (B)硼 (C)鍺 (D)銅。
＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊ 牛 刀 小 試 ＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
1. 下列有關元素週期性質及週期表的敘述，何者正確？ (A)類金屬的化學性質介於金屬與非金屬之間，所以列在週期表中央，統稱為 B 族 (B)週期表左下方的元素是在水中呈酸性的非金屬 (C)就導電性，元素大體上可分為金屬、類金屬及非金屬三大類 (D)現代週期表是依各元素原子量從小到大的順序排列。 2. 週期表原子序相鄰之鹼金屬(X)、鈍氣(Y)、鹵素(Z)三者之關係，何項錯誤？ (A)原子序：X＞Y＞Z (B) Y 與 Z 在同一週期，但 X 在下一週期 (C)電子排列 X+、Y、Z－ 三者相同 (D)熔點：X＞Y＞Z 0 3. 下圖為元素週期表的一部分，甲至戊表元素符號，其中甲的原子序為 13。試問下圖中， 哪一個元素的原子半徑最小？ (Ａ)甲 (Ｂ)乙 (Ｃ)丙 (Ｄ)丁 (Ｅ)戊。 4. 下列元素，何者不是類金屬元素？ (A)B (B)Al (C)Si (D)As。 5. 下列氧化物的水溶液何者為酸性？ (A)Fe O2 3 (B)CaO (C)Na O2 (D)P O4 6。 6. 下列化合物何者為分子化合物？ (A)MgO (B)K O2 (C)Fe O2 3 (D)P O4 10。 7. 下列元素中何者最易獲得電子？ (A)Mg (B)Al (C)F (D)Ne。 8. 下列元素中何者最易失去電子？ (A)鋁 (B)矽 (C)氯 (D)氬。 9. 第 2 週期的元素(不含鈍氣)，當原子序增加時，下列敘述何項正確？ (Ａ)價電子數減少 (Ｂ)金屬性質增加 (Ｃ)非金屬性質增加 (Ｄ)氧化物的鹼性增加。 10.下列那一元素的氧化物酸性最強？ (A)Al (B)P (C)Ca (D)Mg。11.下列氧化物的水溶液那些為鹼性？ (A)NO2 (B)SrO (C)K O2 (D)Na O2 (E)BaO。
12.下列有關金屬的敘述，何者正確？
(A)地殼中存量最多的金屬為鋁 (B)導電性最好的金屬為銀
(C)延展性最好的金屬為金 (D)所有的金屬都非常堅硬，其熔點都在 800℃以上 13.下列元素那些不是金屬元素？ (A)Al (B)Ga (C)In (D)Si (E) As。
14.下列哪一組元素符號組合正確？ (Ａ) [鉻：Cd] (Ｂ) [砷：As] (Ｃ) [銻：Te] (Ｄ) [鎘：Cr] (Ｅ) [鉑：Pt]。 15.關於23Na＋ 11 、2412Mg2＋兩離子，下列敘述何者正確？ (Ａ)兩者的質子數相同 (Ｂ)兩者的 電子數相同 (Ｃ)兩者和 Ar 的電子數相同 (Ｄ)兩者的質量數相同 (Ｅ)兩者均能與 Cl－ 形成穩定的離子化合物。
