元素周期表在学习、研究和生产生活中的应用举例
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元素周期表是元素周期律的具体体现形式,揭示了元素之间的内在联系,反映了元素性质和原子结构的关系,对我们的学习、研究和生产生活具有重要的指导意义。
一、元素周期表是我们学习化学的一种重要工具
1.可以根据元素在周期表中的位置,确定其原子结构。如:铯(Cs)元素位于第6周期第IA族,则可判断铯原子核外有6个电子层,最外层有1个电子。
2.可以根据元素在周期表中的位置,推测元素性质。如:砹(At)元素位于第6周期第VIIA族,则可判断砹应是非金属元素,其单质是有色固体等。
3.可以根据元素在周期表中的位置,比较元素性质。如:同周期、同主族元素性质比较。
二、元素周期表是科学家进行科学研究的重要工具
1.元素周期表为化学物质结构理论的发展提供客观依据。元素周期表为发展过渡元素结构、镧系和锕系结构理论、指导新元素的合成,预测新元素的结构和性质都提供了线索。如:元素锗就是在1870年门捷列夫预言的基础上,1886年由德国的温克勒在分析硫银锗矿中发现的,命名为Germanium以纪念他的祖国——德国(German)。
2.元素周期表还是自然科学的许多领域的重要研究工具,如:物理学、生物学、地球化学等。
三、元素周期表对工农业生产生活具有重要的指导作用
1.在金属与非金属的分界处附近寻找半导体材料。如:Si、Ge、Ga、Se等。
2.在过渡元素中寻找优良的催化剂。如:铁、镍等,尤其是近年来发现少量稀土元素(镧系元素与以及与镧系的15个元素密切相关的两个元素—钪(Sc)和钇(Y)共17种元素,称为稀土元素)可以大大改善催化剂的性能。
3.在过渡元素中寻找耐高温、耐腐蚀的特种合金材料。如:钛(Ti)因其优良的性能和在航空航天领域的广泛应用而被称为21世纪的金属。
4.在元素周期表的右上角寻找合成农药的元素。如:Cl、S、P、N、As等。
5.利用元素周期表指导超导体的研制。起初,对超导体的研究仅着眼于非过渡元素,而后发现氮化铌是具有较高临界温度的超导体,最后,科学家转向含铜氧化物的研究,为超导技术的实际应用展开了广阔的前景。
6.利用元素周期表寻找新磁性材料。如:稀土永磁、金属永磁、非晶态铁硅合金、非晶态硅硼合金等。
7.利用元素周期表指导探矿。地球上化学元素的分布跟它们在元素周期表中的位置有密切关系:相对原子质量较小的元素在地壳中的含量较多,相对原子质量较大的元素在地壳中的含量较少;原子叙述为偶数的元素在地壳中的含量较多,原子叙述为奇数的元素在地壳中的含量较少。
8. 利用元素周期表寻找抗爆剂四乙基铅和制冷剂氟利昂。
四、哲学方面
元素周期律揭示了元素原子核电荷数递增引起元素性质发生周期性变化的事实,从自然科学上有力地论证了事物变化的量变引起质变的规律性。

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