高中化學:用手繪法掌握化學元素週期表的結構

【引言】化學元素週期表是根據核電荷數從小至大排序的元素列表。列表大體呈長方形,元素週期表有7個週期,16個族。每一個橫行叫作一個週期,每一個縱行叫作一個族(VIII族包含三個縱列)。這7個週期又可分成短週期(1、2、3)、長週期(4、5、6、7)。共有16個族,從左到右每個縱列算一族(VIII族除外)。例如:氫屬於IA族元素,而氦屬於0族元素。這使週期表中形成元素分區且分有七主族、七副族、Ⅷ族、0族。由於週期表能夠準確地預測各種元素的特性及其之間的關係,因此它在化學及其他科學範疇中被廣泛使用,作為分析化學行為時十分有用的框架。

問題的提出】高一學生初學元素週期表知識,,知識構建從具體物質性質的學習過渡到結構化學及其它化學理論的學習,頭腦中除了前18號元素,其它100種元素陌生度高,本章名詞、概念多,核外電子排布規則又不甚瞭解,部分學生學起來很吃力。本文用手工繪圖法,逐步、逐圖介紹週期表結構,旨在幫助學生熟悉週期表框架,瞭解或推導常見元素的位置,為後期化學理論學習奠定基礎。

1. 繪製一張表格。表格為長方形(寬18㎝x高6㎝),裡邊畫小格子(寬1㎝x高1.5㎝)。在表格的左側從上到下書寫“4、5、6”。注意表格上方留足空間,供後續繼續繪製使用。

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2. 書寫19至36號原子序數。在第一行(“4”這一行)依次書寫原子序數19-36,注意寫在小格的左下位置(下同)。

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3. 寫過渡元素的族序數。在21-30號元素表格上方依次書寫族序數IIIB、IVB、VB、VIB、VIIB、VIII、IB、IIB,注意第八族在26、27、28上方。

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4. 繪製IA族、0族的表格。在原子序數19、36的表格分別上畫高4.5㎝x寬1㎝的表格,並分小格,小格大小為高1.5㎝x寬1㎝(下同),頂上寫族序數IA、0。

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5. 繪製其它主族部分表格。在20號元素小格上方繪製3㎝x1㎝表格,並分割小格;在31-35上方繪製3㎝x5㎝表格,並分割小格。

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6. 填寫1-18號原子序數,標註剩餘主族的族序數。在原子序數4-9上依次標註族序數IIA、IIIA、IVA、VA、VIA、VIIA。

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7. 明確0族元素的原子序數。繼續標註0族剩下元素的原子序數54、86、118。該族原子序數有特定的作用:一是可以分析所在週期的元素總數,二是可以就近推導出其他元素在週期表中的位置。

8. 填寫一些元素符號。寫出IA族所有元素的原子序數及其元素符號(請同學們後期自行補上);寫出1-36號元素的元素符號。後期,根據需要,同學們可逐步寫出更多常見元素,對了,記得標註“鑭系”“錒系”喲,否則,你又怎麼可以解釋同樣為長週期,第6週期、第7週期分別比第4週期、第5週期多14種元素呢?

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9. 填寫113-117號元素的原子序數。相對陌生,但卻有利於命題,你可以從118號元素倒推其它五種元素的位置,也可以簡單記憶:它們是第7週期,第幾主族呢?看看這些原子序數數字的個位數,你就明白了!

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學完核素知識之後,同學們就明白我為什麼在小格的左下方寫原子序數了。小格還有一點空餘的空間,你也可以寫一下元素名稱,將來還可以寫價電子排布式呢!喔,對了,還有三個週期數沒註明,補上啦。七個週期,十六個族,同學們數一數,全了吧?

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同學們,週期表最“偷懶”的答題方法是,做題之前拿出教科書,準備隨時“參考”書本最後附錄的週期表,這樣是很“便捷”,但是你卻很難系統掌握相關知識!本文介紹的手繪法,雖然“繁瑣”,但是你親自繪製2-3次,邊繪製,邊思考,以後做題就會得心應手了!比如問你,55號元素在哪?你記得54號,稀有氣體,然後想想,會不會推導出來了呢?

你還有哪些好的學習方法,歡迎留言分享!


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