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原創 4220.金屬元素與核外電子的相對缺位

  • 王東鎮
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  • 2019-05-18 03:03:43

4220.金屬元素與核外電子的相對缺位

2019.5.18

分析《元素周期表》,很容易發現金屬元素普遍存在核外電子的相對缺位。

這裏所説的相對缺位不是指離子現象,而是與相同周期0族元素的核外電子構型比較存在一定的差距。

在現實生活中,金屬元素是稀有元素,我們接觸到的多是非金屬元素。而《元素周期表》中,大多數元素都是金屬元素,非金屬元素屈指可數,只有右上角那麼二十幾個,同屬p區元素。

出現這種情況可能與我們的生存環境有關:我們只能生活在星球的表面,也就是第一對偶層次,前五周期元素的環抱之中。

第一周期元素是太空元素,也是基礎元素,可以形成于任何環境,成為相對高端元素的基本架構。第二周期元素是大氣層元素,可以在星球大氣層形成,我們自然環抱其中。第三周期元素是地殼元素,就在我們腳下。第四周期元素是上地幔元素,第五周期元素是下地幔元素,距離我們也不遠。第六、第七周期元素屬于地核元素,就極為罕見了。

我沒有學習過中學物理化學,對金屬、非金屬元素的理論區分不是十分清楚。網上搜索,好像金屬元素相對容易失去電子,非金屬元素相對容易獲得電子,如此看來負離子現象應該是非金屬元素的專利。

直觀來看,金屬元素一般導電,結構緊密,延展性較好,非金屬元素相反。金屬元素的核外電子相對缺位較多,可能有利于電子通過,與其他原子互補結合,産生分子結構,所以具有上述特點,不知道是否形而上學?

核外電子共軛是共價鍵,互補是離子鍵,嵌入式共軛是更為牢固的結合形式,可能是“Π鍵”,能夠接觸化學的核心問題也是進步。

我原來以為核外電子共軛是分子形態的唯一成因,表層核外電子越多越容易形成核外電子共軛,現在看來還有核外電子的相對缺位互補與嵌入式共軛兩種結合方式,表層核外電子越少越容易形成分子結構,導電性能越好,不知熔岩是否導電?嵌入式共軛應該可以産生優良的航發材料。

第六周期的開始元素是“鎳核”元素,只有四層核外電子,擁有兩層核外電子的相對缺位,所謂金屬性最強,但屬于過渡元素,熔點較低。稀土元素都是第六周期的d區元素,擁有較多的核外電子相對缺位,可能是成為材料維生素的原因吧?輕金屬材料加上嵌入式共軛可能産生優良的航發材料,“鈦”、“鋁”、“鈹”、“鉬”和d區元素都是優良選項。

《元素周期表》的ds區域也是過渡區域,每個周期只有兩個該區域化學元素,“銅”、“銀”、“金”同為各自周期該區域的第一個過渡元素,只有一個表層核外電子和七個核外電子相對缺位,卻有優良的導電性能和延展性,熔點相對較高。其後的元素熔點驟然降低,“汞”甚至低到攝氏零下38.47度,內部結構的微小差別也可以産生物理化學屬性的巨大變化!

《元素周期表》的s區是熔點上升過渡區域,ds區是熔點下降過渡區域,d區元素熔點相對較高,p區元素熔點相對較低(“硼”、“碳”除外),0族元素全部是氣體元素,非金屬元素幾乎集中在p區,核外電子構型越是趨于完美的元素越是孤獨,金屬元素全部存在核外電子的相對缺位。


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