淺析元素周期表、周期律

淺析元素周期表、周期律

黃曉麗衷明華

(韓山師范學(xué)院化學(xué)系，廣東 潮州 521041)

摘要：元素是各種化學(xué)物質(zhì)的基本組成，因此，元素周期表是學(xué)習(xí)化學(xué)這門科學(xué)的重要工具，學(xué)習(xí)元素周期律是重要方法。近幾年來，元素周期表，周期律的考查成為廣東卷以及全國卷的必考點，考點在這幾年基本不變，主要考查學(xué)生對元素周期表的基本認識以及應(yīng)用，從而考查學(xué)生的總結(jié)歸納能力與接受、吸收和整合化學(xué)信息的能力。該考點所涉及的知識點雖然廣、雜，但偏向基礎(chǔ)，只要考生平時勤記、勤思考，就可以從容面對這類題目，輕松將相應(yīng)分數(shù)收入囊中。

關(guān)鍵詞：元素周期表元素周期律廣東卷全國卷高考

一、出題情況

首先以2011～2014年的廣東卷和全國卷為考察范圍，了解該考點的出題情況：

表　2011～2014年的廣東卷和全國卷出題情況

二、出題特點

根據(jù)上表，以及觀察2011～2014年的廣東卷和全國卷試題，可以總結(jié)出該考點的幾個出題特點：

(一)題型固定

2011～2014年，無論是廣東卷還是全國卷，該考點的題型都沒改變，都是以選擇題的形式出現(xiàn)。

(二)考查元素集中

2011～2014年廣東卷和全國卷考查該考點的8道題，都是考查短周期元素，其中H、C、O、Al、S的出現(xiàn)最為頻繁。

(三)難度中等

該考點主要考查學(xué)生對元素周期表基礎(chǔ)知識的掌握，難度中等，考生無需花費考生很長的時間。

(四)分值較高

無論是廣東卷的雙向選擇題還是全國卷的單項選擇題，分值都為6分，差不多相當(dāng)于半道大題，分值還是相對較高，考生應(yīng)該予以重視。

三、命題預(yù)測

在這幾年，廣東卷和全國卷對元素周期表、周期律的考查題型、風(fēng)格都是穩(wěn)定不變，2015年甚至2016年都很可能遵循以前的出題規(guī)律(參考第二點，出題特點)。因此，預(yù)計2015年高考這類型的題目還是必考內(nèi)容?？疾榈闹饕R有：元素周期律的應(yīng)用、元素周期表的結(jié)構(gòu)。通?？疾槎讨芷谥髯逶?偶爾出現(xiàn)長周期主族元素)的遞變規(guī)律，并穿插元素及其化合物、化學(xué)鍵等知識。題型還是以選擇題為主，分值4～6分。但近幾年來，廣東高考對電子式的書寫考查頻率已經(jīng)減少?？忌鷳?yīng)該著重復(fù)習(xí)短周期主族元素及其之間的遞變規(guī)律，并加強其化合物的性質(zhì)的學(xué)習(xí)，同時把元素、化合物和反應(yīng)三者聯(lián)系起來。

四、考查點歸納

(一)元素周期表的結(jié)構(gòu)，各元素的位置。

(例：2014年廣東廣州海珠測試，10，2013年廣東深圳二模，22，2012年廣東高考理綜22，2014年廣東高考理綜23等。)

(二)元素對應(yīng)的化合物各種性質(zhì)的比較(包括氫化物穩(wěn)定性的比較、最高價氧化物對應(yīng)水化物酸堿性的比較)。(例：2011年廣東高考理綜22，2012年廣東高考理綜22，2013年廣東高考理綜22等。)

(三)原子及離子幾個性質(zhì)的比較(包括半徑、還原性與氧化性、金屬性與非金屬性)。(例：2014年全國高考10，2014年廣東高考理綜23等。)

(四)元素基本特征性常識。(例：2011年全國高考13，2014年廣東高考理綜23，2014年廣東深圳一模，10等。)

五、三維目標(biāo)分析

(一)知識與技能

1.知道元素的概念。

元素是具有相同核電荷數(shù)(質(zhì)子數(shù))的同一類原子的總稱。

會寫常見元素的名稱及符號。

如：碳的符號為C，鈣的符號為Ca。

3.掌握周期表的一些規(guī)律。

如：同一周期，從左到右，原子序數(shù)逐漸增大，半徑逐漸減小。同一族，從上到下，原子序數(shù)逐漸增大，半徑逐漸增大。

4.各元素常見的價態(tài)，能形成的離子。

如：硫元素常見的價態(tài)有-2，0，+2，+4，+6，常見的離子有S2-、SO32-和SO42-。

5.熟記并會推斷原子的一些基本信息。

如：C位于第二周期第IA族，原子序數(shù)為6，最外層電子數(shù)為4，電子層數(shù)為2。

6.了解元素的基本特征性常識。

如：氧是地殼中含量最多的元素，空氣中含量第二多的氣體，鋰是制備一種高效電池的重要材料。

7.理解相關(guān)概念及其之間的關(guān)系。

如：核電荷數(shù)=核內(nèi)質(zhì)子數(shù)；

質(zhì)量數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)；

離子所帶電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)-核外電子數(shù)。

(二)過程與方法

1.逐項分析法：將每個選項根據(jù)概念逐一分析，判斷其正確性。

例：下列說法中錯誤的是()。

A.原子及其離子的核外電子層數(shù)等于該元素所在的周期數(shù)

B.元素周期表中從IIIB族到IIB族10個縱行的元素都是金屬元素

C.除氦外的稀有氣體原子的最外層電子數(shù)都是8

D.同一元素的各種同位素的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)均相同

答案：AD。

解析：原子的核外電子層數(shù)等于該元素所在周期數(shù)，而離子由于有電子的得失，當(dāng)失去電子時，其離子的電子層數(shù)就不一定等于該元素所在的周期數(shù)，A選項錯誤。

元素周期表的IIIB族到IIB族的所有元都是過渡元素，均為金屬元素，B選項正確。

稀有氣體元素位于周期表的零族，氦位于第一周期，電子層數(shù)只有1，因此最外層電子數(shù)為2。除氦外的稀有氣體原子的最外層電子數(shù)都是8，C選項正確。同一元素的不同原子，即具有相同的質(zhì)子數(shù)，不同的中子數(shù)的原子叫同位素。同一元素的各種同位素的化學(xué)性質(zhì)幾乎相同，但物理性質(zhì)不相同，D選項錯誤。故選AD。這道題的考查點就是元素周期表的結(jié)構(gòu)，周期表的一些規(guī)律，相關(guān)的概念以及原子的基本信息。每個選項所涉及的知識點都不一樣，因此得逐項分析。

2.分類歸納法：將不同類型的離子分類，再分別比較，最后綜合分析。

例：已知短周期元素的離子(a、b、c、d分別代表A、B、C、D的原子序數(shù))都具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，則下列敘述正確的是()。

A.原子半徑A>B>D>C

B.原子序數(shù)d>c>b>a

C.離子半徑C>D>A>B

D.離子半徑D>C>B>A

答案：C。

解析：首先將四種離子分成陽離子與陰離子兩類，分析其原子序數(shù)及離子半徑。陽離子為A4+、B5+。因具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，故原子序數(shù)AB。陰離子為C2-、D-，因具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，故原子序數(shù)CD，再將其綜合分析，A、B由于失去電子，電子層數(shù)會減少1，故A、B位于C、D的下周期，其原子序數(shù)為B>A>D>C，原子半徑A>B>C>D，離子半徑C>D>A>B。正確答案為C。

由于陽離子失去電子會改變電子層結(jié)構(gòu)，而陰離子不會，所以不能和陰離子一起比較，因此得用分類歸納法，把陽離子和陰離子分開比較，再綜合。這道題的考查點是原子、離子幾個簡單性質(zhì)的比較，難度不大，但是很容易出錯，考生可以在草稿紙上畫出這幾個元素的相對位置，再根據(jù)所學(xué)的知識做出比較，這樣不容易出錯。

總結(jié)：同一周期，從左到右，原子序數(shù)逐漸增大，半徑逐漸減小。同一族，從上到下，原子序數(shù)逐漸增大，半徑逐漸增大。電子層結(jié)構(gòu)相同(核外電子排布相同)的離子(包括陰、陽離子)半徑隨核電荷數(shù)(代數(shù))的增大而減小(上一周期形成的陰離子與下一周期元素形成的陽離子有此規(guī)律)。

3.電子守恒法：根據(jù)原子核外電子的得失，根據(jù)電子守恒，得到相關(guān)關(guān)系式。

例：X、Y、Z和R分別代表四種元素，如果四種離子的電子層結(jié)構(gòu)相同(a、b、c、d為元素的原子序數(shù))，則下列關(guān)系正確的是()。

A.a-c=m-n

B.a-b=n-m

C.c-d=m+n

D.b-d=n+m

答案：D。

解析：因為離子的電子層結(jié)構(gòu)相同，那么離子的電子數(shù)也是相同的。原子失去電子得到陽離子，所以陽離子的電子數(shù)=質(zhì)子數(shù)-電荷數(shù)。原子獲得電子得到陰離子，所以陰離子的電子數(shù)=質(zhì)子數(shù)+電荷數(shù)，所以，根據(jù)題意，可以得出等式：

a-m=b-n=c+n=d+m，通過轉(zhuǎn)化，可得b-d=n+m，故選D。該題考查的是概念之間的關(guān)系。

考生應(yīng)學(xué)會利用題干給出的條件，運用電子守恒法則得出等式，再進行轉(zhuǎn)化，得到準(zhǔn)確的等式。

4.位置推斷法：根據(jù)題干給出的元素之間的位置關(guān)系的描述或圖表，推斷出各個元素。

例：短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表的相對位置如表所示。下列說法不正確的是()。

表　元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表的相對位置

A.元素X與元素Z的最高正化合價之和的數(shù)值等于8

B.離子Y2-和Z3+的核外電子數(shù)和電子層數(shù)都相同

C.元素Y的氫化物的穩(wěn)定性比W的氫化物強

D.Z單質(zhì)只能和鹽酸反應(yīng)生成氫氣

答案：D。

解析：由題中給出的圖表，可以看出X、Y、Z、W、Q分別位于第二周期第VA族、第二周期第VIA族、第三周期第IIIA族、第三周期第VIA族、第三周期第VIIA族，因此，可以知道X為N，Y為O，Z為Al，W為S，Q為Cl，N的最高正化合價為+5，Al的最高正化合價為+3，和為8，A正確。O2-和Al3+的核外電子數(shù)和電子層數(shù)都分別是10，2，B正確。同一族，從上到下，氫化物穩(wěn)定性逐漸減弱，C正確。Al單質(zhì)既能和強酸反應(yīng)又能和強堿反應(yīng)放出H2。D錯誤。故選D。該題考查的是原子的基本信息，這需要考生平時勤記，熟記各元素的位置。

(三)情感、態(tài)度與價值觀

在教學(xué)以及學(xué)習(xí)的過程中滲透情感、態(tài)度與價值觀的理念已經(jīng)被提出來許久了，也得到了教育領(lǐng)域人士的認可，但是實際的實施卻并不理想。在應(yīng)試教育的環(huán)境下，教師和學(xué)生都往往忽略了這一點，知識為了學(xué)習(xí)元素周期表而學(xué)習(xí)元素周期表，并不注重這方面的培養(yǎng)。想要成為二十一世紀(jì)未來所需的人才，我覺得情感、態(tài)度與價值觀對學(xué)生來說還是很重要的。我認為，在學(xué)習(xí)的過程中應(yīng)該：

1.了解門捷列夫制定元素周期表的過程，認識到堅持自己想法，具有驚人的洞察力和不畏懼艱辛的探索精神的重要性，并在生活中注重這種能力的培養(yǎng)。

2.體會每個元素被發(fā)現(xiàn)的背后的艱辛與喜悅和對發(fā)現(xiàn)者的崇敬。

3.感受自然界的簡單、多變與奇妙。

4.借鑒總結(jié)歸納，尋找規(guī)律的學(xué)習(xí)方法。

5.深刻體會真理是客觀事物及其規(guī)律在人的意識里的正確反映等哲學(xué)內(nèi)涵。

六、總結(jié)

元素周期表，周期律一直以來都是重要考點，所占分值更是不容小覷，因此，元素周期表，周期律的學(xué)習(xí)對于每個高中生來說都是必要的。帶著三維目標(biāo)去學(xué)習(xí)，相信學(xué)生能取得很好的效果。

參考文獻

[1]2011～2014年廣東高考理綜卷、全國理綜卷.

[2]教育科學(xué)出版社、首都師范大學(xué)出版社出版的廣東專用高考化學(xué)《5年高考3年模擬》2015B版.