巧學“元素周期表”

摘 要： 元素周期律生動地反映了元素之間的相互聯系和內在規律，學生掌握了元素周期表，也就掌握了做題時的“突破口”。本文就如何巧學“元素周期表”做了探討。

關鍵詞： 元素周期表 規律 數據 理綜 化學教學

元素周期表是研究化學的一種重要工具，在教學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字如何遞變？2.畫出前十二種元素的原子結構示意圖。師生總結：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的一個周期循環；豎著看叫族，是指某一豎列元素因最外層電子數相同而表現出的相似的化學性質。元素周期表有7個周期，16個族。7個周期分為3個短周期、3個長周期、1個不完全周期；16個族分為7個主族、7個副族、1個第Ⅷ族、1個〇族。元素在周期表中的位置能反映該元素的原子結構和性質。

二、尋找周期表中的規律

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的遞增而減小。

（2）同一族的元素從上到下，隨電子層數增多，原子半徑逐漸增大。

2.元素化合價

（1）除第1周期外，同周期從左到右，元素最高正價由堿金屬+1遞增到+7，非金屬元素負價由碳族-4遞增到-1（氟無正價，氧無+6價，除外）。

（2）同一主族的元素的最高正價、負價均相同。

3.單質的熔點

（1）同一周期元素隨原子序數的遞增，元素組成的金屬單質的熔點遞增，非金屬單質的熔點遞減。

（2）同一族元素從上到下，元素組成的金屬單質的熔點遞減，非金屬單質的熔點遞增。

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.最高價氧化物和水化物的酸堿性

元素的金屬性越強，其最高價氧化物的水化物的堿性越強；元素的非金屬性越強，最高價氧化物的水化物的酸性越強。

6.非金屬氣態氫化物

元素非金屬性越強，氣態氫化物越穩定。同周期非金屬元素的非金屬性越強，其氣態氫化物水溶液一般酸性越強；同主族非金屬元素的非金屬性越強，其氣態氫化物水溶液的酸性越弱。

7.單質的氧化性、還原性

一般元素的金屬性越強，其單質的還原性越強，其陽離子氧化性越弱；元素的非金屬性越強，其單質的氧化性越強，其簡單陰離子的還原性越弱。

三、探究周期表里的數據

1.恒等關系確定元素位置

（1）元素周期數等于核外電子層數。

（2）主族元素的序數等于最外層電子數。

（3）原子核電荷數等于質子數等于核外電子數等于原子序數。

（4）確定族數應先確定是主族還是副族，其方法是采用原子序數逐步減去各周期的元素種數，即可由最后的差數確定。

2.原子序數確定元素位置

（1）牢記惰性元素的原子序數（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）牢記每個周期元素的種類數（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之間的關系：第2、3周期的同族元素原子序數之差為8，第3、4周期的同族元素原子序數之差為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之差為18，第5、6周期的同族元素原子序數之差為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之差為32。

3.“三角形”關系確定性質

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構、性質方面的規律。如：原子序數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A為N族，則B為N+1族，下同），氣態氫化物的穩定性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■，最高價氧化物對應水化物的堿性C（OH）■大于A（OH）■大于B（OH）■。

4.“對角線”關系確定性質

有些元素在周期表中雖然既非同周期，又非同主族，但其單質與同類化合物的化學性質卻很相似，如Li和Mg，B與Si等。這一規律稱為“對角線”規律。應用此規律可根據已知元素及其化合物的性質，推導未知元素及其化合物的性質。

5.“兩性”關系確定性質

元素的周期數等于主族序數的元素具有兩性，由此可推斷元素及其化合物的性質。

四、注意周期表中的理綜

1.序數差

掌握同周期相鄰主族元素的“序數差”規律和同主族相鄰元素的“序數差”規律。

2.奇偶差

元素的原子序數與該元素在周期表中的族序數和該元素的主要化合價的奇偶性一致。若原子序數為奇數時，主族族序數、元素的主要化合價均為奇數，反之則均為偶數（但要除去N元素，它有多種價態，Cl元素也有ClO■）。零族元素的原子序數為偶數，其化合價視為0。

3.八電子穩定狀態

隨著從左到右最外層電子數由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，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相近的原因。

五、周期表的構成和特點

1.周期表的構成

（1）短周期只包括前三個周期。

（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，因為H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

（1）原子核中無中子的原子：■■H。

（2）最外層只有一個電子的元素：H、Li、Na。

（3）最外層有兩個電子的元素：Be、Mg、He。

（4）最外層電子數等于此外層電子數的元素：Be、Ar。

（5）最外層電子數是次外層電子數2倍的元素是C；3倍的是O；4倍的是Ne。

（6）電子層數與最外層電子數相等的元素：H、Be、Al。

（7）電子總數為最外層電子數2倍的元素：Be。

（8）次外層電子數是最外層電子數2倍的元素：Li、Si。

（9）芯電子數是最外層電子數2倍的元素：Li、P。

在教師的引導下，學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習題的隨堂演練，使學生加深對這部分基礎知識的認識，從宏觀和微觀上完全掌握元素周期表。

參考文獻：

[1]普通高中課程標準實驗教科書《化學》.山東科學技術出版社.