1 元素周期表的发明和远景规划 1
1.1 门捷列夫为什么能够发现周期表 1
1.1.1 被发现的化学元素的逐渐增多——第一积累 1
1.1.2 相对原子质量测定技术的逐步发展——第二积累 3
1.1.3 相对原子质量与元素性质的初步联系——第三积累 8
1.1.4 门捷列夫之前的元素周期表——第四积累 9
1.2 元素周期系理论发展的几个重要里程碑 12
1.2.1 门捷列夫时代 12
1.2.2 周期表中的新家族——稀有气体 13
1.2.3 莫斯莱定律的发现——周期律实质的揭示 15
1.2.4 稀土元素的发现——周期表的进一步扩充 15
1.2.5 原子结构理论的建立——进一步揭示周期律的本质 17
1.2.6 放射性元素的发现和合成——周期律结构的深入认识 18
1.2.7 锕系后元素的合成——未来周期表到底有多大？ 21
1.3 元素周期表的形式和美学价值 24
1.3.1 氢和氦到底应该放在周期表的什么地方？ 24
1.3.2 各种形式的周期表 25
1.3.3 元素周期表族标法的改进 27
1.3.4 元素周期表的美学价值 28
2 原子结构模型的建立和演变 30
2.1 揭秘原子结构的几个重要的物理发现 30
2.1.1 1895年德国物理学家伦琴发现X射线 30
2.1.2 1896年贝克勒尔发现放射性 31
2.1.3 1886年德国物理学家戈德斯坦发现质子 34
2.1.4 1897年英国物理学家汤姆逊发现电子 35
2.1.5 1897年英国物理学家查德威克发现中子 37
2.1.6 亚原子粒子 39
2.2 原子结构模型 43
2.2.1 汤姆逊的原子结构模型 44
2.2.2 卢瑟福的原子结构模型 44
2.2.3 玻尔的氢原子结构模型 46
2.2.4 原子结构的波动力学模型 49
2.3 原子中电子的运动与量子数的关系 54
2.3.1 核外电子运动与量子数的关系 54
2.3.2 薛定谔方程的解 55
2.4 多电子原子轨道的能级图 59
2.4.1 介绍几种能级图 59
2.4.2 有关核外电子的排布和能级图的问题讨论 63
2.4.3 基态原子的核外电子排布 67
3 元素性质的规律性 70
3.1 随原子序数呈现周期性变化的参数 70
3.1.1 元素的原子半径和离子半径随原子序数的变化［347～350］ 70
3.1.2 元素的原子体积曲线 74
3.1.3 元素固态单质的密度所表现的周期性 75
3.1.4 元素单质的熔点随原子序数的变化 75
3.1.5 元素单质的沸点随原子序数的变化 76
3.1.6 电离能的对数与原子序数Z的关系 76
3.1.7 元素电子亲和能周期性变化的形象表示 79
3.1.8 元素电负性的周期性 79
3.2 元素周期表中的第二周期性［72～74,435～455］ 82
3.2.1 有关第二周期性的性质 83
3.2.2 原子模型的松紧规律 83
3.3 元素周期表中的区域性规律 85
4 几个与原子序数有关的图表 89
4.1 周期表在生产上的某些指导作用 89
4.2 周期表在分析化学中的某些应用［489］ 90
4.2.1 盐溶液的pH 90
4.2.2 离子的氧化还原电位 91
4.2.3 EDTA络合物的不稳定常数 91
4.2.4 氢氧化物沉淀的pH 92
4.2.5 矿物浮选与元素周期表 92
4.3 生物元素在周期表中的分布［64,501～502］ 93
4.3.1 化学元素与人体之间的关系 93
4.3.2 生物元素图谱与化学元素周期表间的关系 94
4.4 元素氢化物在周期表中的分布 97
4.5 周期表对一些科学研究课题的启示 98
4.5.1 离子液体的周期性变化规律及导向图［530］ 98
4.5.2 等电子分子周期系［542～545］ 99
4.5.3 共价键在元素周期表中的变化规律［546］ 99