如何對元素周期律化繁就簡

吳 霞

云南

如何對元素周期律化繁就簡

吳 霞

元素周期律是指元素性質(zhì)隨元素的原子序數(shù)的增加而呈現(xiàn)周期性變化的規(guī)律。它把許多化學(xué)事實(shí)聯(lián)系起來，說明了元素性質(zhì)上的周期性變化，并在化學(xué)知識系統(tǒng)化過程中起到重要作用，使化學(xué)學(xué)習(xí)、研究減少了盲目性。

高中化學(xué)考綱要求：以第三周期為例，掌握同一周期內(nèi)性質(zhì)(如：原子半徑、化合價(jià)、單質(zhì)及其化合物性質(zhì))的遞變規(guī)律與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系；以ⅠA、ⅡA為例，掌握同一主族內(nèi)元素性質(zhì)遞變規(guī)律與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。

在學(xué)生的學(xué)習(xí)中、平常測驗(yàn)、學(xué)業(yè)水平考試和高考中常常以短周期的元素和ⅠA、ⅡA、ⅦA的元素為例，同時(shí)考查同周期和同主族的元素性質(zhì)遞變規(guī)律與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系，也就是常說的對“位”“構(gòu)”“性”三者之間的關(guān)系的考查。這是對知識點(diǎn)“運(yùn)用”層次的考查，是有一定的難度和技巧的。而如果學(xué)習(xí)者對元素周期律不能很準(zhǔn)確地記憶，勢必在知識的掌握、運(yùn)用上大打折扣。

經(jīng)過多年教學(xué)、摸索和比較，我針對性地找到了一點(diǎn)解決方法，現(xiàn)和大家交流一下：

一、在元素周期律的教學(xué)中遇到的問題和困難

首先是同學(xué)們對元素周期律的理解有困難。元素周期律的歸納及理解是建立在對原子結(jié)構(gòu)、元素周期表結(jié)構(gòu)和元素化合物性質(zhì)的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上的，一環(huán)緊扣著一環(huán)，這就需要知識的積累和記憶！

其次是即使能準(zhǔn)確歸納出元素周期律，同學(xué)們對其具體內(nèi)容的記憶存在困難，容易混淆。

最后也是最關(guān)鍵的就是不會運(yùn)用！元素周期律的運(yùn)用最終落實(shí)在“位”“構(gòu)”“性”的具體運(yùn)用上，這就要求學(xué)生“人人心中有張表”。知道各元素的相對位置，推測結(jié)構(gòu)，判斷性質(zhì)；或者知道結(jié)構(gòu)，判斷位置，預(yù)測性質(zhì)；或者通過實(shí)驗(yàn)知道性質(zhì)，推測結(jié)構(gòu)，尋找位置等。

二、元素周期律的學(xué)習(xí)和記憶策略

機(jī)械式的學(xué)習(xí)和記憶元素周期律,不利于對這一規(guī)律的理解和應(yīng)用。時(shí)間一長、內(nèi)容一多容易混淆。

我們經(jīng)常使用的教學(xué)方法是以第三周期和ⅠA、ⅦA的元素為例，引導(dǎo)學(xué)生歸納了如下“兩段話”。

同周期元素：

從左到右，原子半徑逐漸變小，金屬性逐漸減弱、非金屬性逐漸增強(qiáng)，置換氫氣的能力減弱、與氫氣化合的能力逐漸增強(qiáng)、氫化物的穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)，最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物堿性減弱、酸性增強(qiáng)。

同主族元素：

從上到下，原子半徑逐漸變大，金屬性逐漸增強(qiáng)、非金屬性逐漸減弱，置換氫氣的能力增強(qiáng)、與氫氣化合的能力逐漸減弱、氫化物的穩(wěn)定性逐漸減弱，最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物堿性增強(qiáng)、酸性減弱。

通過“兩段話”的教學(xué)，發(fā)現(xiàn)學(xué)生容易將金屬性和非金屬性的一些實(shí)驗(yàn)事實(shí)混淆，遞變規(guī)律記反了，漸漸失去學(xué)會元素周期律的信心。針對這一現(xiàn)象，筆者運(yùn)用分類的方法幫學(xué)生整理推導(dǎo)了“兩條線”：

元素原子半徑越大→失去電子的能力越強(qiáng)→元素金屬性越強(qiáng)→金屬單質(zhì)的還原性越強(qiáng)→置換氫氣的能力越強(qiáng)→最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的堿性越強(qiáng)

元素原子半徑越小→得到電子的能力越強(qiáng)→元素非金屬性越強(qiáng)→非金屬單質(zhì)的氧化性越強(qiáng)→與氫氣化合的能力越強(qiáng)→氫化物的穩(wěn)定性越強(qiáng)→最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng)

利用這“兩條線”，讓學(xué)生清楚哪些性質(zhì)是和金屬性對應(yīng)，哪些性質(zhì)是和非金屬性對應(yīng)的。再通過對同周期、同主族一些具體元素的金屬性(或非金屬性)的比較，嘗試著學(xué)會應(yīng)用。最后，回憶同周期和同主族性質(zhì)的遞變規(guī)律，試推導(dǎo)關(guān)系，找到“兩個(gè)點(diǎn)”。

【小結(jié)】所以，“兩個(gè)點(diǎn)”就是在元素周期表中：

越靠左邊越靠下邊，金屬性越強(qiáng)，左下角金屬性最強(qiáng)；

越靠右邊越靠上邊，非金屬性越強(qiáng)，右上角非金屬性最強(qiáng)。

基本的做題思路：

第一種思路：先判斷元素在周期表中的相對位置，依據(jù)“兩個(gè)點(diǎn)”判斷出該元素體現(xiàn)金屬性還是非金屬性，強(qiáng)弱如何；接下來再依據(jù)“兩條線”判斷該元素所對應(yīng)的單質(zhì)性質(zhì)、氫化物穩(wěn)定性、最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物酸堿性強(qiáng)弱。

第二種思路：運(yùn)用“兩條線”判斷題目要求判斷的性質(zhì)與對應(yīng)元素的金屬性(或非金屬性)的關(guān)系是否一致，再依據(jù)“兩個(gè)點(diǎn)”判斷具體物質(zhì)性質(zhì)的強(qiáng)弱。

通常第二種思路在做題過程中更為常見。

【具體示例】

下列各組物質(zhì)性質(zhì)比較不正確的是

( )

A.氧化性：F2>Cl2>S

B.堿性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3

C.金屬單質(zhì)置換出氫氣的能力：K>Na>Li

D.酸性：H2SiO4>H2SO4>H3PO4

解析：非金屬單質(zhì)的氧化性強(qiáng)弱與非金屬性強(qiáng)弱一致，在元素周期表中位置靠右靠上的氧化性強(qiáng)，即F>Cl>S，A正確。堿性強(qiáng)弱與金屬性強(qiáng)弱一致，在元素周期表中靠左靠下的金屬性強(qiáng)，即Na>Mg>Al，B正確。金屬單質(zhì)置換氫氣的能力與金屬性一致，即K>Na>Li，C正確。非金屬元素最高價(jià)含氧酸的酸性強(qiáng)弱與對應(yīng)元素的非金屬性強(qiáng)弱一致，即S>P>Si，D錯(cuò)誤。所以答案為D。

【遷移應(yīng)用】

1.下列各組物質(zhì)及粒子性質(zhì)變化不正確的是

( )

A.酸性：HCl>H2SO4>H3AsO4>H3PO4

B.堿性：Ca(OH)2>Mg(OH)2>Al(OH)3

C.金屬單質(zhì)置換出氫氣的能力：Cs>Rb>K>Ca

D.氧化性：F2>O2>S

答案：A

2.下列排序正確的是

( )

A.熱穩(wěn)定性：H2O>HF>H2S

B.酸性：H2CO3>H3PO4>H2SO4

C.非金屬性：Cl>S>Si

D.最高正化合價(jià)：F>N>C

答案：C

三、教學(xué)反思

云南省麗江市古城區(qū)第一中學(xué))

趣味化學(xué)

水果解酒之謎

飲酒過量常為醉酒，也稱為酒精中毒。醉酒多有先兆，語言漸多，舌頭不靈，面頰發(fā)熱發(fā)麻，頭暈，站立不穩(wěn)……都是醉酒的先兆，這時(shí)需要解酒。 不少人知道，吃一些帶酸味的水果或飲服干凈的食醋可以解酒。什么道理呢？

這是因?yàn)?，水果里含有機(jī)酸。例如，蘋果里含有蘋果酸，柑橘里含有檸檬酸，葡萄里含有酒石酸等，而酒里的主要成分是乙醇，有機(jī)酸能與乙醇相互作用而形成酯類物質(zhì)，從而達(dá)到解酒的目的。

食醋解酒之謎

同樣的道理，食醋也能解酒是因?yàn)槭炒桌锖?%～5%的乙酸，乙酸能跟乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成乙酸乙酯。 盡管帶酸味的水果和食醋都能使過量乙醇的麻醉作用得以緩解，但由于上述酯化反應(yīng)在體內(nèi)進(jìn)行時(shí)受到多種因素的干擾，效果并不十分理想。因此，防醉酒的最佳方法是不貪杯。

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