元素周期表 下载 pdf 电子版 epub 免费 txt 2025

【内容介绍】

许多人zui初是在学校接触了元素周期表。它以原子序数、电子构型、重复的化学性质为依据，呈现了化学元素的排布。本书中，作者回顾了元素的发现与分类、周期表的编制与演化历史，介绍了多种元素的基本属性。作者还探讨了原子理论和量子力学如何逐步揭示原子结构的深层意义，从而使物理学得以“殖民”化学。本书尤其强调，量子力学对化学来说毫无疑问具有核心意义，它是所有元素及其化合物的行为基础，因此也是元素周期表的结构基础。此外，它还讨论了一个备受争议的问题：zui佳元素周期表应该采取何种形式。

【编辑推荐】

元素周期表是化学科学的基石，在化学发展史上具有里程碑意义。元素周期表将物质的基本成分有序组织起来，反映出元素的电子结构、化学性质和反应行为，毫不夸张地说，几乎所有化学知识均起始于元素周期表。元素是怎么发现的？元素周期表是如何编制的？如何通过元素的排布推测元素的性质？有没有一份zui佳的元素周期表？本书以严谨又简洁易懂的方式，介绍元素的发现、周期表的来历，打通物理与化学的联系，让你轻松了解元素周期表的必备知识。

【名人评价及推荐】

介绍元素周期表的书籍非常多，但《元素周期表》这本科普读物更加值得一读。此书用简短的篇幅、通俗易懂的语言总结了元素周期表的渊源、意义以及与元素相关的zui新发现，可读性很强。——中国科学院院士，南京大学化学化工学院教授 郭子建

从门捷列夫发表元素周期表以来，一百五十年间，很多人都写书介绍过化学的这一具有象征性的系统。但要说能简明扼要地介绍元素周期表的渊源、意义与zui新发展，一定非埃里克·塞利的这本小书莫属。——英国著名科学与科普作家，《自然》杂志顾问编辑 菲利普·鲍尔

致谢与献词

前言

第二版前言

第一章 元素

第二章 现代周期表速览

第三章 原子量、三元素组和普劳特

第四章 迈向周期表

第五章 俄国天才：门捷列夫

第六章 物理侵入周期表

第七章 电子结构

第八章 量子力学

第九章 现代炼金术：从空缺的元素到合成元素

第十章 周期表的形式

索引

英文原文

【作者简介】

埃里克·塞利，任教于加州大学洛杉矶分校化学系，主要研究量子力学、科学史、科学哲学。撰写有多部反响良好的元素周期表普及作品，除本书外，还有《七种元素的故事》《为什么是门捷列夫?元素周期表的故事、意义、哲理》《30秒探索神奇的化学元素：每天30秒解读50种极为重要的元素》等。

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书籍介绍

【内容介绍】

许多人zui初是在学校接触了元素周期表。它以原子序数、电子构型、重复的化学性质为依据，呈现了化学元素的排布。本书中，作者回顾了元素的发现与分类、周期表的编制与演化历史，介绍了多种元素的基本属性。作者还探讨了原子理论和量子力学如何逐步揭示原子结构的深层意义，从而使物理学得以“殖民”化学。本书尤其强调，量子力学对化学来说毫无疑问具有核心意义，它是所有元素及其化合物的行为基础，因此也是元素周期表的结构基础。此外，它还讨论了一个备受争议的问题：zui佳元素周期表应该采取何种形式。

【编辑推荐】

元素周期表是化学科学的基石，在化学发展史上具有里程碑意义。元素周期表将物质的基本成分有序组织起来，反映出元素的电子结构、化学性质和反应行为，毫不夸张地说，几乎所有化学知识均起始于元素周期表。元素是怎么发现的？元素周期表是如何编制的？如何通过元素的排布推测元素的性质？有没有一份zui佳的元素周期表？本书以严谨又简洁易懂的方式，介绍元素的发现、周期表的来历，打通物理与化学的联系，让你轻松了解元素周期表的必备知识。

【名人评价及推荐】

介绍元素周期表的书籍非常多，但《元素周期表》这本科普读物更加值得一读。此书用简短的篇幅、通俗易懂的语言总结了元素周期表的渊源、意义以及与元素相关的zui新发现，可读性很强。——中国科学院院士，南京大学化学化工学院教授 郭子建

从门捷列夫发表元素周期表以来，一百五十年间，很多人都写书介绍过化学的这一具有象征性的系统。但要说能简明扼要地介绍元素周期表的渊源、意义与zui新发展，一定非埃里克·塞利的这本小书莫属。——英国著名科学与科普作家，《自然》杂志顾问编辑 菲利普·鲍尔

• 作者：野原新之助 发布时间：2022-10-05 09:07:27

  市场上关于元素周期表的书，绝大多数是以元素为主题，讲的是化学，讲的是故事；而埃里克·塞利的这本《元素周期表》是以周期表本身为主题，讲的是历史，讲的是哲学。这是本书的独特之处。埃里克·塞利的创作主要是围绕着元素周期表，他的前作The Periodic Table: Its Story and Its Significance非常细致地介绍了周期表的历史，本书则秉承了“牛津通识读本”系列的一贯风格，用一百页的篇幅作了扼要的介绍。元素周期表的本质是以一种合理的顺序分类和排列元素。按我的理解，分类和排列方法是元素周期表的历史，其中的合理顺序便是周期表蕴含的哲学。古希腊哲学家通过联想，近代化学家通过抽象，现代化学家通过周期律，物理学家通过量子力学，每一种排序方式都代表了对元素的全新认知。已写长评。

• 作者：Seal 发布时间：2022-10-08 10:25:48

  塞利是写元素周期表的专家，这本小书不仅讲了化学元素的发现、元素周期表的编制原理、各种形式的周期表，还特别注重打通物理和化学的内在联系，比如原子的电子结构决定了元素的化学性质

• 作者：一棵树 发布时间：2022-10-09 09:59:00

  从炼金术到现代化学，元素周期表在化学领域的重要性毋庸置疑。作者围绕元素周期表的主题，讲述了它的发现与演变史。曾以为的门捷列夫打牌时发现元素周期表的传奇经历，原来只是一个以讹传讹的故事，背后是科学发展带来的争论

• 作者：知止 发布时间：2022-10-05 15:28:01

  看完了，这本书是我今年看到的最好的科普读物，我个人格外喜欢“音阶”的比喻，真是对“周期系统”的完美形容。

• 作者：王小祎 发布时间：2018-08-16 15:13:10

  让我们看到未知的东西，是书的一大功能，未来的互联网可能与现在截然不同。

• 作者：Visin 发布时间：2022-11-16 11:24:41

  适合高中生

• 郭子建院士序言

  作者：Seal 发布时间：2022-10-08 10:27:24

  序 言

  郭子建（中国科学院化学部院士，南京大学化学化工学院教授）

  元素周期表是化学科学的基石，在化学发展史上具有里程碑意义。元素周期表将物质的基本成分有序组织起来，反映出元素的电子结构、化学性质和反应行为，毫不夸张地说，几乎所有化学知识均起始于元素周期表。

  介绍元素周期表的书籍非常多，但《元素周期表》这本科普读物更加值得一读。此书用简短的篇幅、通俗易懂的语言总结了元素周期表的渊源、意义以及与元素相关的最新发现，可读性很强。

  作为元素周期表中的“住户”，元素的发现几乎与人类文明相伴。像铁、铜、金、银等容易以单质形态存在的元素发现得最早，之后从铁器时代到青铜时代，从炼金术到电解技术，从核辐射到核裂变，元素周期表逐步被填充并扩展，新“住户”不断占据各自的位置。直至今日，仍然有新的元素被发现（合成），而且关于元素在生命起源、物种进化中的作用以及元素如何精准调控材料性能及生命过程等仍然是科学家们非常关注的科学问题。

  元素以及元素周期系统的发现体现了科学家的智慧和执着精神，非常具有故事性。大家对拉瓦锡、道尔顿、洪堡、盖—吕萨克、阿伏伽德罗、门捷列夫、居里夫人等科学家发现元素、总结元素周期规律的故事耳熟能详，但也有像法国地质学家尚古尔多阿这样做出了关键发现而被忽视的科学家的例子。现代元素周期表经历了150多年的修改和完善，进化出众多外形各异、种类繁多的展示方式，但门捷列夫等先驱所“搭建”的元素周期系统得到了完美保留，成为成果最丰富、结构最统一的科学体系之一。元素在周期表不同行列中排列的方式，能反映出它们的许多关系，为解释和预测元素的理化性质及可能的价键结构奠定了基础。目前大家在教科书中，在实验室和教室等场所看到最多的是中长式表，该表将镧系和锕系元素排在主表的下方。

  与元素周期表排布方式密不可分的重要问题是为什么元素会出现周期性重复但又间隔不同的变化规律，即周期系统。尽管至今我们仍然无法完美解释，但不可否认，量子力学通过推断电子在核周围位置的排列推动了研究周期系统的进程，为解析周期系统提供了巨大帮助。波尔将量子力学应用在原子体系中，提出周期表中任意一族元素之间的相似性均在于它们拥有数量相等的外层电子。之后人们将电子看作粒子同时又看作波，电子不再沿确定的轨迹或者说轨道绕原子核运动，而用弥散的电子云来描述。以周期系统为指导，即使人们不了解100多种元素的性质，仍然可以根据它在周期表中所处的位置（主族、过渡金属、镧系、锕系）以及这些位置上下典型已知“住户”的性质对其做出有效预测。钇钡铜氧超导体的探索、非铂类抗肿瘤药物的发现等均是基于同族元素化学相似性而展开的前沿研究。

  元素周期表的发现非常伟大，因此，联合国教科文组织为纪念门捷列夫发现元素周期表150年，宣布2019年为“国际化学元素周期表年”。我希望与阅读此书的读者朋友分享的一点是，元素的发现以及元素周期表的完善永无止境，能更加完美地诠释元素性质的周期表一定会出现。

• 元素周期表的历史与哲学

  作者：野原新之助 发布时间：2022-10-05 09:08:25

  市场上关于元素周期表的书，绝大多数是以元素为主题，讲的是化学，讲的是故事；而埃里克·塞利的这本《元素周期表》是以周期表本身为主题，讲的是历史，讲的是哲学。这是本书的独特之处。埃里克·塞利的创作主要是围绕着元素周期表，他的前作The Periodic Table: Its Story and Its Significance非常细致地介绍了周期表的历史，本书则秉承了“牛津通识读本”系列的一贯风格，用一百页的篇幅作了扼要的介绍。

  元素周期表的本质是以一种合理的顺序分类和排列元素。

  这种努力可以追溯到古希腊的“四元素说”。哲学家用土、气、火、水四种元素对应四种柏拉图多面体（即正多面体）。后来数学家发现了第五种柏拉图多面体，亚里士多德便设想了第五种元素“以太”，非常勉强地使这个理论不被彻底推翻。

  近代化学家发现了很多种真正意义上的化学元素。拉瓦锡在1789年列出了一份表格，抛弃了土、气、火、水的框架，加入了许多更实在的物质。拉瓦锡的表格中有一部分是真正的元素，但还有一部分是化合物、混合物以及在当时完全无法确定的东西（比如光和热）。

  现代元素周期表的诞生，除了我们最熟悉的门捷列夫，还有许多化学家做出了重要的铺垫。德国化学家本杰明·李希特（Jeremias Benjamin Richter）提出了化学当量的概念；约翰·道尔顿在此基础上发表了原子理论，不仅假设每种元素都由特定类型的原子构成，而且估算出它们的相对原子量。德贝莱纳发现“三元素组”，成为元素之间相互关系的基础；尚古尔多阿最早按原子量递增的顺序排列原子量；纽兰兹则根据八度音阶理论，“异想天开”地认为元素也存在类似的规律……

  最终，洛塔尔·迈耶尔和德米特里·门捷列夫最终提出了今天的周期系统。门捷列夫能够纠正之前元素表存在的错误，并且能够预测新的元素，故而他的周期表脱颖而出。

  ——在普通的讲元素周期表的书中，作者只会简单地讲述这段历史，元素周期表的故事也就到此为止。但在这本书中，作者把元素周期表的历史往后拉了很多。进入20世纪，物理学为这件化学圣器提供了极大的助力。

  有一种说法是，化学本质上就是电子，所有的化学反应，无非就是电子的得失和转移。换句话说，任何化学反应都不涉及原子本身的变化，因此化学这门学科无法弄清楚原子的结构和电子的排列。是物理学解决了这个问题。放射性现象、X射线、α粒子，这些新的发现让科学家看到了原子的分裂。而量子理论的发展，也为核外电子的解释创造了一个有利的条件：

  元素能够与其他元素结合的方式，取决于它的最外层电子，锂、钠、钾等碱金属最外层都只有一个电子，因此只能失去一个电子，形成+1价的阳离子。元素之所以表现出连续性，是因为原子的核外电子依次增加；而元素之所以表现出周期性，原因是每一个电子层级都只能容纳一定数量的电子，当一个层级填满之后，电子必须从下一个层级开始一个一个地增加。

  物理学家还发现了合成新元素的方法。43号元素、85号元素和87号元素是门捷列夫预测过的元素，但它们在像自然界中不存在或含量极低，因此只能用物理方法人工合成，最常用的方法是用α粒子轰击已知的原子。铀是最重的天然元素，在它之后的元素便都是通过物理方法合成的。也就是说，若无物理学家的助力，元素周期表永远无法填充到今天的118号。

  元素周期表的形式也经历过很多种变化。拉瓦锡最早是用列表的形式呈现所有的元素。门捷列夫等人最早是用的是短式表（9列），这种表格比拉瓦锡的表格更复杂，但仍然不够清晰。现在我们使用的是中长式表（18列），也就是把镧系和锕系元素放在单独的两行中，这在印刷上有优势。再之后还有长式表（32列），也就是所有元素都按照自然的位置排列，比短式表和中长式表都要长很多。（见书中插图）

  我们今天看到的元素周期表并不是周期表的唯一形式。此外还有螺旋形的、树形的、阶梯形的，但除了形状不同，并无本质的区别。

  我在前面提到过，元素周期表的本质是以一种合理的顺序分类和排列元素。这种合理的顺序便是元素周期表的哲学。每个时代的人们都会根据自己已有的知识创造出对应的“合理顺序”，这在古希腊是通过联想，在化学革命时期是通过抽象，现代的化学家利用了周期律，而物理学家利用了量子力学……所有这些排序方式（所有这些都具备哲学意义）都代表了对元素和元素表的一种全新认知。

  埃里克·塞利在每一本书中都会讨论一个问题：什么是最佳的元素周期表？关于这个问题，也存在一个哲学观念的问题。元素的周期性是客观存在的，还是人为赋予的？如果是你站在后者的立场，那么就不存在最佳元素周期表的说法；而如果你站在前者的立场，最佳元素周期表就是一个重要的概念。但是，作者认为，目前这种表格还没有编制出来。

  最佳的元素周期表应该能够最好地呈现物质在化学周期性方面的事实。无论站在何种立场，我都希望这种表格能最终诞生。