族 (化学)

✍ dations ◷ 2025-06-08 23:24:48 #元素周期表

在化学中,元素周期表中的每一栏的化学元素称为族(英语:Group,Family)。长式周期表共分成18族,而f区元素的字段(在第3族和第4族之间)没有编号。同一族中的元素(尤其是主族元素)具有相似的物理性质和化学性质因为它们的价电子构型相似,而价电子构型一般都会决定元素的性质。当然,由于元素处在不同的周期,它们的性质也会有一定的递变性。

族有三种不同的编号系统;根据所使用的系统,可以将相同的编号分配给不同的族。 国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)从1990年左右开始就推荐使用“第1族”到“第18族”的现代编号系统,取代化学文摘社(CAS,在美国更受欢迎),以及IUPAC在1990年之前(在欧洲更受欢迎)的编号系统。化学界普遍接受十八族的编号系统,但对几种元素从属于哪一族仍存在一些争议,其中对第1周期元素(即氢和氦)和内过渡金属的分歧较大。

族也可以使用其最上面的元素来标识,或具有特定名称。例如,第16族也被称为氧基或氧族元素。铁系元素是个例外,通常是指第8族,但在化学上也可能表示铁、钴、镍,或其他具有相似化学性质的元素集合。在天体物理学和核物理中,通常指铁、钴、镍、铬和锰。

在历史上,已经使用了几组族名:

  :碱金属    :碱土金属    :过渡金属    :贫金属    :类金属    :其他非金属    :稀有气体

根据IUPAC最新的规定,周期表的族应从左到右用阿拉伯数字编为1-18族。

但目前还有两种方法也很常用:旧的IUPAC法和CAS法。旧IUPAC法把前10族编为A族(主族),其余为B族(副族),稀有气体被分在0族。数字采用罗马数字,8-10族都是ⅧA族。CAS法把主族元素编为A族,过渡元素编为B族,数字也采用罗马数字,而8-10族成了ⅧB族。欧洲国家常用前者,而美国常用后者。IUPAC为了防止族号出现错乱,出台了用阿拉伯数字连续编号的办法。

上述第3族元素的第四、五、六周期者为稀土元素(第六周期者为镧系元素)、第七周期者为锕系元素、第八、九周期者为超锕系元素;而第8、9、10族元素合称为ⅧB族,第四周期者为铁系元素、第五、六周期者为铂系元素、第七、八周期者则不属于任何一类。

此外,已经提出使用但并未获得广泛接受的其他名称有:第12族为“挥发性金属”;第13族为“icosagens”;第14族为“结芯片素”、“adamantogens”和“merylides”;和第18族为“aerogens”。

现时仍有两组较旧的族号仍在使用,分别是 (化学文摘社)和。两组族号皆使用了数字(不论是阿拉伯或罗马数字)和字母“ A”和“ B”。两组系统在数字上一致。数字表示该族元素的最高氧化数,因此与具有相同数字的其他元素表现出相似的化学反应。大多数情况下,该数字以线性增加的方式进行,一次在周期表的左侧,一次在右侧(参见元素氧化态列表),其中过渡金属存在一些不规则性。但是,两个系统使用字母的方式有所不同。例如,钾(K)具有一个价电子。因此,它位于第1族中。钙(Ca)处于第2族中,因为它包含两个价电子。

在旧IUPAC系统中,字母A和B代表周期表的左(A)、右(B)两部分,而在CAS系统中,字母A和B代表主族元素(A)和过渡元素(B)。旧IUPAC系统在欧洲经常被使用,而CAS在美国最常见。由于它们使用相同名称来表示不同的含义造成了混乱,因此便开发新的IUPAC方案,以替换这两个系统。新系统简单地在标准周期表中从左到右对族进行递增编号。 IUPAC提案于1985年首次发表,以征询公众意见,,后来被纳入于1990年版的“无机化学命名法”。


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