《序數1-18元素原子及離子結構示意磁力貼》的制作和使用

周瓊

【摘要】原子結構、核外電子排布和元素周期律這幾個知識點是中學化學教學中的難點，更是中學化學教學的一個“分水嶺”。由于知識點抽象，大部分教師只能通過播放視頻輔助教學，實驗室中又沒有相應的教具儀器可供使用，教學效果大打折扣。作者利用黑板磁力貼設計制作了一件《序數1-18元素原子及離子結構示意磁力貼》，首先在作者任教的初三年級第三章的教學中投入使用，隨后又推薦給其他化學老師使用，師生反映很好，很好地解決了中學化學中的這一教學難點。

【關鍵詞】化學教具;磁力貼;原子結構;制作;使用方法

1.制作材料

磁力膠貼、丙烯顏料、畫筆、圓規、剪刀、直尺。

2.制作方法

2.1底板制作

（1）用圓規在磁力膠貼上，以半徑30cm、24cm、18cm、12cm畫出同心圓，代表“原子”。尺寸以教室內黑板實際尺寸及教學需求為依據，可適當調整。本次制作以筆者實際制作出的教具尺寸為準，進行展示。

（2）用淺色丙烯顏料對4個圈層進行上色，并待顏料晾干后，從內而外的圈層依次標記“原子核”、“K”、“L”、“M”，分別代表“原子核”、“K電子層”，“L電子層”，“M電子層”。（如圖1中效果（1）所示）

2.2頂層模具制作

（1）以半徑1.5cm，分別畫出18個圓作為“電子”，18個圓作為“質子”，18個圓作為“中子”。

（2）用鮮艷的丙烯顏料對“電子”、“質子”、“中子”進行上色，在“電子”上標記“—”號，在“質子”上標記“+”號。取黑色磁力貼，剪下5cm乘5cm的3個正方形格子，作為每層核外電子數書寫部分。（如圖1中效果（2）所示）

3.使用方法

3.1用法一

將“序數1-18元素原子及離子結構示意磁力貼”教具貼在黑板上，然后對學生講解各個圈層的意義，再將對應個數的“電子”貼在核外電子層，對應個數的“質子”、“中子”貼在“原子核”內，來展示1-18號元素原子及離子核外電子排布情況，以下是關于原子和離子的兩種用法。

以鋰原子為例：分別取3個帶正號的圓形磁力貼代表“質子”、4個紅色磁力貼代表“中子”，貼在“原子核”內，將2個帶負號的“電子”貼在“K電子層”的相應位置，1個“電子”貼在“M電子層”的相應位置，表示鋰原子的核外電子排布情況。

以鋰離子為例：分別取3個帶正號的圓形磁力貼代表“質子”、4個紅色磁力貼代表“中子”，貼在“原子核”內，將2個帶負號的“電子”貼在“K電子層”的相應位置，表示鋰離子的核外電子排布情況。

用法并非固定，可根據教師課程設計情況及實際運用變化的需求靈活調整，也可以在原子基礎上增減電子，轉換為對應的離子。依此類推，可對學生展示其他原子及離子的結構，根據原子序數依次增大及核外電子排布變化的遞變規律，很好的推導元素周期率等。（如圖1中效果（3）所示）

3.2用法二

以鋰原子為例：用粉筆在原子核內寫+3，將3塊黑色磁力方塊依次貼在“K電子層”，“L電子層”，“M電子層”的最右側，使3個方塊在一條水平線上，垂直于地面。在K層小方塊上寫2，L層小方塊上寫1，表示鋰原子核外電子排布情況。

以鋰離子為例：用粉筆在原子核內寫+3，將3塊黑色磁力方塊依次貼在“K電子層”，“L電子層”，“M電子層”的最右側，使3個方塊在一條水平線上，垂直于地面。在K層小方塊上寫2，表示鋰離子核外電子排布情況。

該方法是對“用法一”的延伸及具體化，為下一步講解原子結構示意圖的書寫方式做鋪墊，使該知識點銜接自然流暢，易于理解。（如圖1中效果（4）所示）

4.保存及攜帶方式

保存方式極為簡單，模仿畫卷的保存方式，磁力膠貼為橡膠中融入永久磁力分子，柔軟有磁性，不宜折疊，適合卷曲為圓柱形，然后用橡筋將圓柱兩頭固定。由于硅膠抗氧化能力有限，最好封閉保存，用塑料袋存放最為妥當。

黑色硅膠較為耐臟、抗腐蝕，用后不必特意用水沖洗，用干毛巾擦拭整潔即可。為防止硅膠風化出現裂紋，可在磁力膠貼背面用寬的塑料膠帶張貼一層，可提高使用壽命5年以上。

平時可放置在教室存放教具的櫥柜中，以備隨時取用，若需外出授課展示，背包攜帶即可，重量大約500g，輕巧便捷。

5.用途

5.1前18號元素原子及對應離子核外電子排布情況。

5.2表示原子結構示意圖各部分的含義以及在周期表中的排布規律。

5.3原子內質子、中子、電子的位置和電性、數量。

5.4最外層電子數與化合價、元素性質的關系。

6.教具特點

6.1選材優點

（1）有磁力，可粘貼于黑板。（2）可在上面用粉筆書寫和擦除。（3）輕便可卷曲，方便攜帶。（4）材料易得，性能穩定。

6.2使用優點

（1）色彩鮮明，展示直觀。（2）功能齊全，推廣性強。（3）經濟實用，操作簡單

參考文獻：

[1]王程杰.我國中學化學實驗現狀分析.教學儀器與實驗，2001，（2）：4-6.