北京大学《普通化学》教学资料：第十二章元素化学.pdf

第十二章 元素化学概论 s区和ds区元素 一、元素概论 1. 元素在周期表中的位置及其分类 2. 地壳、海洋及大气等“三圈”中元素的分布 3. 生命中的元素及元素的生物效应 二、s区 1. 对角线规则（Li和Mg ，Be 和Al相似性） 三、氢元素 四、ds区 1. 与s区的比较, 铜、汞的性质 主族元素：最后一个电子排布在最外层，最外层 电子总数等于该元素的族数。 副族元素：最后一个电子基本上都排布在倒 数第二层，其最高能级组中的电 子总数等于该元素的族数。 ds block (电子虽填充在外 层s轨道上，但次外层有充 满电子的d轨道) f 区元素包括内过 渡元素，电子构 型为(n-2)f 1-14 (n- 1)d0-2ns2 地壳及大气中的元素 海水中的元素 生命元素及有毒元素 1，必需元素 （必需的宏量元素；必需的微量元素） 2 ，有毒元素 3 ，尚未确定元素（33种） 微量元素：浓度与生物效应 生命元素的特点 在27种生命元素中，有6种对生命 活动起着特别重要的作用，它们是： C，H ，O，N ，P 和 S。生物高分子 主要是由这6种元素构成的，如糖类 主要由C ，H ，O三种元素构成；蛋 白质中主要含C ，H ，O ，N和S元素； 核酸则由C ，H ，O ，N ，P等元素构 成．这些元素有如下特点： (1)都存在于环境中 生物是在地球 上产生的，并同环境变化一起，沿 着生态系的稳定性，有选择地取舍 环境中的物质而进化发展．所以构 成生物高分子的元素都是环境中存 在的，且丰度较高。 生命元素的特点 (2)都是轻元素 构成生物高分子的元素在元素周期表处于前20位元素中， 这样就使构成的生物体有较轻的重量。 (3)能形成很强的共价键 C ，H ，O ，N具有能形成共价键的共同性质， 它们能相互作用生成大量不同形式的共价键化合物，因为共价结合的强 度与所结合原子的原于量成反比，所以这四种元素能形成很强的共价 键．这样就使生物分子在长期进化过程中能保持相对稳定。 (4)具有彼此相互结合的能力 在有机分子中，由于围绕每个单键结合的 碳原子的电子对具有四面体构型，借碳—碳健可形成许多不同的三维空间 结构，固此可形成线性、分枝状或环状的骨架．碳原子还可以和氧、氢、 氮和硫形成共价结合并把不同种类的功能基引入有机物分子结构中来。 (5)形成的生物分子具有流动性 碳、氢、氧形成的许多有机分子在生理 温度(O～40℃)下具有流动性．如CO 常温下为气体，SiO 在常温下为固