元素性質含義的探析及相關教學

吳孫富　胡海濤

摘要：探析了元素的性質包括原子的性質、相應單質的性質及化合物的性質。在元素周期律的教學中，要將原子結構的周期性變化與元素性質的周期性變化結合起來進行教學。

關鍵詞：元素性質；原子結構；元素周期律的教學

文章編號：1005－6629(2013)7－0078－02

中圖分類號：G633.8

文獻標識碼：B

1問題的提出

現行人教版高中化學教材中關于元素周期律的表述是：元素的性質隨著原子序數的遞增而呈周期性的變化(以下簡稱中學元素周期律)。北師大等校所編的無機化學教材中關于元素周期律的表述是：隨著核內質子數遞增，核外電子呈現周期性排布，元素性質呈現周期性遞變(以下簡稱大學元素周期律)。這類元素周期律的表述中都說的是“元素的性質”或“元素性質”呈周期性的變化。在實際教學中，每當有學生提出“什么是元素的性質”的疑問時，很少有教師能準確地說明元素性質的含義。究竟什么是元素的性質呢?由于一般的大、中學化學教材都沒有對“元素的性質”進行專門的闡釋，這就使得該問題成了一個常見而又難以準確回答的問題。為此，筆者特就此疑問探析如下。

2元素性質含義的探析

在高中化學教材中，元素周期律的概念是在探討了原子核外的電子排布、原子半徑、化合價、金屬和非金屬的活潑性、元素最高價氧化物對應水化物的酸堿性、非金屬元素氫化物的穩定性之后給出的。由教材上的這種編排次序可見，元素的性質好像就是教材上羅列的這些內容，有些教師也就在教學中把這些內容當成了元素的性質在教學。在北師大等校所編的無機化學教材中，元素的性質是用原子半徑、電離能、電子親和能、電負性等“原子參數”進行分析說明的。筆者認為，原子的核外電子排布、原子半徑不屬于性質的范疇，屬于結構的范疇；電離能、電子親和能、電負性、化合價、金屬和非金屬的活潑性、元素最高價氧化物對應水化物的酸堿性、非金屬元素氫化物的穩定性等性質都屬于元素的性質。由此可見，各類教材上都給出了部分元素的性質，但都沒有明確說明元素性質的含義，這就使得教師在教學中難以準確地闡釋元素的性質。實際上，元素性質的含義是比較豐富的，上述提到的性質只是元素性質的一部分。這就是說，用簡單羅列的方法是難以準確說明元素性質的含義的，我們該如何全面準確而又概括性地說明元素性質的含義呢?

元素的定義是“具有相同核電荷數(質子數)的同一類原子的總稱”。由此定義來看，元素的性質首先是原子的性質，原子的性質包括電離能、電子親和能、電負性等等。在通常情況下，只有稀有氣體元素的原子能夠單個穩定地存在，其他元素的單個原子必須在特定的條件下才能夠產生，這些元素的原子一般都穩定地存在于單質和化合物中。從這個角度來說，元素的性質又包括相應單質和化合物的性質，單質的性質如金屬或非金屬的活潑性、蒸發熱、熔沸點，化合物的性質如最高價氧化物對應水化物的酸堿性、氫化物的穩定性等等，這些性質都是元素的性質。

由此看來，元素的性質包括原子的性質、單質的性質及化合物的性質。元素的性質隨著原子序數的遞增呈現的周期性變化指的是元素原子的性質、相應單質的性質及化合物的性質都呈周期性變化。

3元素周期律的教學

明確了元素性質的含義，我們就要根據元素性質的含義重新整合并充實教材內容，并在此基礎上設計展開元素周期律的教學。

在現行中學化學教材中所探討的一系列呈周期性變化的知識點中，原子核外的電子排布和原子半徑屬于結構的范疇，化合價屬于原子的性質，金屬和非金屬的活潑性屬于單質的性質，元素最高價氧化物對應水化物的酸堿性、非金屬元素氫化物的穩定性屬于化合物的性質。相比較而言，原子的性質比較單薄，可在電離能、電子親和能、電負性等性質中選擇一到兩個性質進行充實。

明確了教材中各知識點的所屬范疇之后，我們就可以按照原子結構的周期性變化和元素性質的周期性變化展開元素周期律的教學，元素性質的周期性變化又可以劃分為原子的性質、單質的性質、化合物的性質分別展開。當學生明確了原子結構和元素性質的周期性變化之后，再進一步探討原子結構的周期性變化與元素性質周期性變化的關系，最后得出元素周期律的概念。

這樣分層次教學，既可以使元素周期律的教學呈現出十分清晰的層次，又可以充分反映出原子結構的周期性變化和元素性質周期性變化的關系。由此可見，明確了元素性質的含義，就可以使元素周期律的教學達到深入淺出、通俗易懂的效果。

對比中學和大學元素周期律可見，大學元素周期律的表述全面準確，體現了結構和性質的關系，中學元素周期律的表述僅僅只說明了元素性質的周期性變化。在中學化學教學中，我們雖然不必修改中學元素周期律，但要在教學中充分體現出大學元素周期律的含義，要講清楚原子結構的周期性變化與元素性質周期性變化的關系，否則就會使中學元素周期律的教學有失偏頗。