週期表與電子排布
基礎週期表按原子序排列元素；電子依次填入殼層 2、8、8，殼層數決定週期，最外層電子數決定族；第 I 族鹼金屬活潑，第 VII 族鹵素，第 0 族貴氣體穩定。
- 週期表按原子序排列；橫行是週期，直行是族
- 電子排布（至 Z=20）依次填 2、8、8；先填內層再填外層
- 週期數等於電子殼層數；族數等於最外層電子數（第 I、II、VII、0 族）
文體小知識：科學知識說明文——說明週期表的編排原則與電子排布規則，並示範由位置推測元素性質的方法。
§課文原文 Passage
1週期表是化學家的地圖：元素按原子序由小至大排列，橫行稱為週期，直行稱為族。表中左下方是金屬，右上方是非金屬，中間階梯線附近則有矽等類金屬。元素的位置並非隨意編排，而是由原子結構決定，學會讀表，便能推測元素的性質。
2電子在核外按殼層排列：最內層最多 2 個，第二層最多 8 個，對原子序 20 或以下的元素，第三層也最多 8 個。以鈉（原子序 11）為例，11 個電子先填滿第一層 2 個，再填第二層 8 個，餘下 1 個進入第三層，電子排布寫作 2,8,1。鈣（原子序 20）的排布則是 2,8,8,2。
3週期數等於電子殼層數目，族數與最外層電子數直接相關：第 I 族最外層 1 個電子，第 II 族 2 個，第 VII 族 7 個，第 0 族 8 個（氦是 2 個）。因此鈉的排布 2,8,1 表示它在第三週期、第 I 族。同一族元素最外層電子數相同，化學性質因而相似。
4各族各有名號和脾性：第 I 族是鹼金屬，質軟，與水劇烈反應放出氫氣，活潑性由上至下增加；第 VII 族是鹵素，以雙原子分子存在，活潑性由上至下減少；第 0 族是貴氣體，最外層全滿，極不活潑。最外層 8 個電子的穩定結構稱為八隅體，是解釋化學鍵的鑰匙。
1重點摘要 Summary
週期表按原子序排列元素；電子依次填入殼層 2、8、8，殼層數決定週期，最外層電子數決定族；第 I 族鹼金屬活潑，第 VII 族鹵素，第 0 族貴氣體穩定。
2生字卡 Vocabulary
週期表中的橫行；元素的週期數等於其電子殼層數目。
週期表中的直行；同族元素最外層電子數相同，化學性質相似。
原子核外電子分層駐留的區域，由內至外依次最多 2、8、8 個（至 Z=20）。
電子在各殼層的分布寫法，如鈉是 2,8,1。
第 I 族金屬，質軟、活潑，與水反應放出氫氣。
第 VII 族非金屬，以雙原子分子存在，活潑性由上至下遞減。
第 0 族元素，最外層電子全滿，極不活潑，如氦和氬。
最外層有 8 個電子時結構穩定的規則，解釋原子的成鍵傾向。
由兩個原子組成的分子，如 H₂、O₂ 和 Cl₂。
3逐步講解 Steps
- 第一步：週期表的編排原則週期表把所有元素按原子序由小至大排列：氫排第一（Z=1），氦排第二（Z=2），如此類推。橫行稱為週期，現有七個；直行稱為族，主族以羅馬數字標示。舉個例子：鈉的原子序是 11，只要沿表由小至大數到 11，便能找到它的位置。原子序就是元素在週期表中的座位編號，這是讀表的第一步；左下方是金屬，右上方是非金屬，階梯線附近是類金屬。
- 第二步：電子排布的填法電子按殼層由內至外排列：第一層最多 2 個，第二層最多 8 個，對 Z=20 或以下的元素，第三層也最多 8 個；填法是先填滿內層，再填外層。舉個例子：氯的原子序 17，電子先填 2、再填 8，餘下 7 個進入第三層，排布是 2,8,7；鈣 Z=20，排布則是 2,8,8,2。注意第三層最多 8 個是 Z≤20 的限制，把鉀寫成 2,8,9 便是錯誤，正確是 2,8,8,1。
- 第三步：週期數等於殼層數元素在週期表中的週期數，等於它的電子殼層數目。舉個例子：鈉的排布 2,8,1 共有三層電子，所以鈉在第三週期；鈣的 2,8,8,2 有四層，所以在第四週期。反過來也成立：知道某元素在第三週期，它必有 3 層電子。這條「殼層數＝週期數」的規則，是從電子排布推位置的關鍵一步，答題時把排布、殼層數、週期數三項依次寫出，推理才完整。
- 第四步：族數對應最外層電子數對第 I、II、VII 和 0 族，族數與最外層電子數直接對應：最外層 1 個電子屬第 I 族，2 個屬第 II 族，7 個屬第 VII 族，8 個屬第 0 族（氦除外，它只有 2 個便已全滿）。舉個例子：氯的排布 2,8,7，最外層 7 個電子，故屬第 VII 族；氬的 2,8,8 最外層全滿，屬第 0 族。主族元素的族數與電子排布互相鎖定，這是讀表的核心技巧，也是預測性質的基礎。
- 第五步：第 I 族鹼金屬第 I 族包括鋰、鈉、鉀等，稱為鹼金屬：質軟、密度低、熔點不高，最外層只有 1 個電子，極易失去，所以非常活潑，與水反應生成氫氧化物和氫氣。舉個例子：把綠豆大小的鈉投入水中，它會浮游水面並發出嘶聲；鉀的反應更劇烈，立刻出現紫色火焰，說明活潑性由上至下遞增，因為最外層電子離核愈遠，愈容易失去。
- 第六步：鹵素與貴氣體第 VII 族鹵素包括氟、氯、溴、碘，都以雙原子分子存在（如 Cl₂），是活潑的非金屬：最外層 7 個電子，傾向奪取 1 個電子補滿八隅體，活潑性由上至下遞減。第 0 族貴氣體包括氦、氖、氬，最外層電子全滿，極不活潑。舉個例子：氬氣用於填充燈泡和作焊接保護氣，正是看中它的「懶惰」，高溫下也不與金屬反應；鹵素則相反，氯氣可用於漂白和消毒。
- 第七步：由排布推性質——以鈉收結把本課技巧串起來：鈉的排布 2,8,1，三層電子屬第三週期；最外層 1 個電子屬第 I 族，是鹼金屬；易失 1 個電子變成 2,8 的穩定結構，所以化學性質活潑，與鉀等同族元素相似。舉個例子：考題若問鉀（Z=19）的排布與性質，用同一套方法得 2,8,8,1、第四週期第 I 族，便可預測鉀與水劇烈反應，而且比鈉更猛烈。由排布到位置再到性質，這條推理鏈要練到條件反射。
4圖解 Diagrams
5例題示範 Example
電子排布推斷題：鈉的原子序是 11。試寫出鈉原子的電子排布，推斷它在週期表中的週期數和族數，並根據其位置說明鈉的化學性質。
- 排布：11 個電子先填第一層 2 個、第二層 8 個，餘下 1 個進入第三層，排布是 2,8,1
- 週期：電子殼層數為 3，故鈉位於第三週期
- 族：最外層有 1 個電子，故鈉屬於第 I 族（鹼金屬）
- 性質：最外層 1 個電子極易失去，形成 2,8 的穩定結構，因此鈉是活潑金屬，與水劇烈反應，性質與同族的鉀相似
- 答案：鈉原子的電子排布是 2,8,1。它有三層電子，故位於週期表第三週期；最外層有 1 個電子，故屬於第 I 族。第 I 族元素是鹼金屬，最外層的 1 個電子極易失去，令鈉達到 2,8 的穩定電子結構，因此鈉是活潑的金屬，能與水劇烈反應生成氫氧化鈉和氫氣，其化學性質與同族的鋰、鉀相似。
6常見錯誤 Mistakes
75 題快測 Quick check
Q1週期表的元素按什麼順序排列？
Q2鈉（Z=11）的電子排布是什麼？位於第幾週期第幾族？
Q3氯（Z=17）的電子排布是什麼？屬於哪一族？
Q4第 0 族元素為什麼極不活潑？
Q5鈣（Z=20）的電子排布是什麼？
8重點回顧 Recap
- 週期表按原子序排列；橫行是週期，直行是族
- 電子排布（至 Z=20）依次填 2、8、8；先填內層再填外層
- 週期數等於電子殼層數；族數等於最外層電子數（第 I、II、VII、0 族）
- 第 I 族鹼金屬活潑性向下增；第 VII 族鹵素向下減；第 0 族貴氣體最外層全滿、極不活潑
- 八隅體：最外層 8 個電子為穩定結構，是解釋成鍵傾向的鑰匙