摘 要: 元素周期律生動(dòng)地反映了元素之間的相互聯(lián)系和內(nèi)在規(guī)律,學(xué)生掌握了元素周期表,也就掌握了做題時(shí)的“突破口”。本文就如何巧學(xué)“元素周期表”做了探討。
關(guān)鍵詞: 元素周期表 規(guī)律 數(shù)據(jù) 理綜 化學(xué)教學(xué)
元素周期表是研究化學(xué)的一種重要工具,在教學(xué)方法上我們可以作這樣的嘗試。
一、探究周期表的編由
展示元素周期表,提問:1.元素符號左下角的數(shù)字如何遞變?2.畫出前十二種元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖。師生總結(jié):橫著看叫周期,是指元素周期表上某一橫列元素最外層電子從1到8的一個(gè)周期循環(huán);豎著看叫族,是指某一豎列元素因最外層電子數(shù)相同而表現(xiàn)出的相似的化學(xué)性質(zhì)。元素周期表有7個(gè)周期,16個(gè)族。7個(gè)周期分為3個(gè)短周期、3個(gè)長周期、1個(gè)不完全周期;16個(gè)族分為7個(gè)主族、7個(gè)副族、1個(gè)第Ⅷ族、1個(gè)〇族。元素在周期表中的位置能反映該元素的原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。
二、尋找周期表中的規(guī)律
1.原子半徑
(1)除第1周期外,其他周期元素(惰性氣體元素除外)的原子半徑隨原子序數(shù)的遞增而減小。
(2)同一族的元素從上到下,隨電子層數(shù)增多,原子半徑逐漸增大。
2.元素化合價(jià)
(1)除第1周期外,同周期從左到右,元素最高正價(jià)由堿金屬+1遞增到+7,非金屬元素負(fù)價(jià)由碳族-4遞增到-1(氟無正價(jià),氧無+6價(jià),除外)。
(2)同一主族的元素的最高正價(jià)、負(fù)價(jià)均相同。
3.單質(zhì)的熔點(diǎn)
(1)同一周期元素隨原子序數(shù)的遞增,元素組成的金屬單質(zhì)的熔點(diǎn)遞增,非金屬單質(zhì)的熔點(diǎn)遞減。
(2)同一族元素從上到下,元素組成的金屬單質(zhì)的熔點(diǎn)遞減,非金屬單質(zhì)的熔點(diǎn)遞增。
4.元素的金屬性與非金屬性
(1)同一周期的元素從左到右金屬性遞減,非金屬性遞增。
(2)同一主族元素從上到下金屬性遞增,非金屬性遞減。
5.最高價(jià)氧化物和水化物的酸堿性
元素的金屬性越強(qiáng),其最高價(jià)氧化物的水化物的堿性越強(qiáng);元素的非金屬性越強(qiáng),最高價(jià)氧化物的水化物的酸性越強(qiáng)。
6.非金屬氣態(tài)氫化物
元素非金屬性越強(qiáng),氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定。同周期非金屬元素的非金屬性越強(qiáng),其氣態(tài)氫化物水溶液一般酸性越強(qiáng);同主族非金屬元素的非金屬性越強(qiáng),其氣態(tài)氫化物水溶液的酸性越弱。
7.單質(zhì)的氧化性、還原性
一般元素的金屬性越強(qiáng),其單質(zhì)的還原性越強(qiáng),其陽離子氧化性越弱;元素的非金屬性越強(qiáng),其單質(zhì)的氧化性越強(qiáng),其簡單陰離子的還原性越弱。
三、探究周期表里的數(shù)據(jù)
1.恒等關(guān)系確定元素位置
(1)元素周期數(shù)等于核外電子層數(shù)。
(2)主族元素的序數(shù)等于最外層電子數(shù)。
(3)原子核電荷數(shù)等于質(zhì)子數(shù)等于核外電子數(shù)等于原子序數(shù)。
(4)確定族數(shù)應(yīng)先確定是主族還是副族,其方法是采用原子序數(shù)逐步減去各周期的元素種數(shù),即可由最后的差數(shù)確定。
2.原子序數(shù)確定元素位置
(1)牢記惰性元素的原子序數(shù)(He 12,Ne 10,Ar 18,Kr 36,Xe 54,Rn 86),就可以確定主族元素的位置。
(2)牢記每個(gè)周期元素的種類數(shù)(2,8,8,18,18,32,32(填滿)),就可以確定同族的上、下周期元素原子序數(shù)之間的關(guān)系:第2、3周期的同族元素原子序數(shù)之差為8,第3、4周期的同族元素原子序數(shù)之差為8或18,IA、IIA族為8,其他族為18;第4、5周期的同族元素原子序數(shù)之差為18,第5、6周期的同族元素原子序數(shù)之差為18或32,鑭系之前為18,鑭系之后為32;第6、7周期的同族元素原子序數(shù)之差為32。
3.“三角形”關(guān)系確定性質(zhì)
所謂“三角形”,即A、B處于同周期,A、C處于同主族的位置,可排列出三者原子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)方面的規(guī)律。如:原子序數(shù)Z(C)>Z(B)>Z(A);原子半徑r(C)>r(A)>r(B);A、B、C若為非金屬元素,則非金屬性B大于A大于C,單質(zhì)的氧化性B大于A大于C,陰離子的還原性C■大于A■大于B■(設(shè)A為N族,則B為N+1族,下同),氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性H■B大于H■A大于H■C;若A、B、C為金屬,則其金屬性C大于A大于B,單質(zhì)的還原性C大于A大于B,陽離子的氧化性B■大于A■大于C■,最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的堿性C(OH)■大于A(OH)■大于B(OH)■。
4.“對角線”關(guān)系確定性質(zhì)
有些元素在周期表中雖然既非同周期,又非同主族,但其單質(zhì)與同類化合物的化學(xué)性質(zhì)卻很相似,如Li和Mg,B與Si等。這一規(guī)律稱為“對角線”規(guī)律。應(yīng)用此規(guī)律可根據(jù)已知元素及其化合物的性質(zhì),推導(dǎo)未知元素及其化合物的性質(zhì)。
5.“兩性”關(guān)系確定性質(zhì)
元素的周期數(shù)等于主族序數(shù)的元素具有兩性,由此可推斷元素及其化合物的性質(zhì)。
四、注意周期表中的理綜
1.序數(shù)差
掌握同周期相鄰主族元素的“序數(shù)差”規(guī)律和同主族相鄰元素的“序數(shù)差”規(guī)律。
2.奇偶差
元素的原子序數(shù)與該元素在周期表中的族序數(shù)和該元素的主要化合價(jià)的奇偶性一致。若原子序數(shù)為奇數(shù)時(shí),主族族序數(shù)、元素的主要化合價(jià)均為奇數(shù),反之則均為偶數(shù)(但要除去N元素,它有多種價(jià)態(tài),Cl元素也有ClO■)。零族元素的原子序數(shù)為偶數(shù),其化合價(jià)視為0。
3.八電子穩(wěn)定狀態(tài)
隨著從左到右最外層電子數(shù)由1到8的逐漸變化,元素也由主要顯金屬性向主要顯非金屬性逐漸變化。同一族元素中,由于周期越高,最外層電子離核越遠(yuǎn),就越容易失去,因此排在下面的元素一般比上面的元素更具有金屬性。具有同樣最外層電子數(shù)的原子,理論上得或失電子的趨勢是相同的,這就是同一族元素性質(zhì)相近的原因。
五、周期表的構(gòu)成和特點(diǎn)
1.周期表的構(gòu)成
(1)短周期只包括前三個(gè)周期。
(2)主族中只有第ⅡA族元素全部為金屬元素。
(3)IA族元素不等同于堿金屬元素,因?yàn)镠元素不屬于堿金屬元素。
(4)元素周期表第18列是0族,不是ⅧA族,第8、9、10列是第Ⅷ族,不是ⅧB族。
(5)長周期不一定是18種元素,第六周期就有32種元素。
2.周期表的特點(diǎn)
(1)原子核中無中子的原子:■■H。
(2)最外層只有一個(gè)電子的元素:H、Li、Na。
(3)最外層有兩個(gè)電子的元素:Be、Mg、He。
(4)最外層電子數(shù)等于此外層電子數(shù)的元素:Be、Ar。
(5)最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)2倍的元素是C;3倍的是O;4倍的是Ne。
(6)電子層數(shù)與最外層電子數(shù)相等的元素:H、Be、Al。
(7)電子總數(shù)為最外層電子數(shù)2倍的元素:Be。
(8)次外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的元素:Li、Si。
(9)芯電子數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的元素:Li、P。
在教師的引導(dǎo)下,學(xué)生通過自主探究掌握元素周期律和元素周期表,通過對元素周期律和元素周期表相關(guān)習(xí)題的隨堂演練,使學(xué)生加深對這部分基礎(chǔ)知識的認(rèn)識,從宏觀和微觀上完全掌握元素周期表。
參考文獻(xiàn):
[1]普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書《化學(xué)》.山東科學(xué)技術(shù)出版社.