老师:亲爱的同学们,你们好,我是北京师范大学附属中学的化学老师李丽,很高兴今天有机会与大家一起学习。2015年,国际纯粹与应用化学联合会确认新的元素田已经被发现了。那么元素田有什么性质?它与已经发现的其他元素有什么联系?如果我们要预测它的性质,应该以哪些元素为参考?为了研究这个问题,我们不禁会想,元素的性质有什么规律可循吗?元素与元素之间有什么内在联系吗?已发现的100多种元素之间能否有序的排列或分类?下面请同学们将课前做好的卡片取出来,仔细阅读卡片上的信息,然后将这些元素分组。
老师:同学们请看,在每张卡片上都列出了元素的名称、符号、相对原子质量以及和外电子排布、单质的性质,还有常见的化合价等信息。那么同学们你认为可以怎样梳理这些信息?再将元素分组,下面我们来看一下同学们分组的情况。有的同学是这样分组的,他将氧和氯分为一组,锈自己分为一组。请大家想想这是按照什么依据分组的?显然它是按照元素形成单质时的状态不同进行分组的。那么剩下的钠、硫、钾、钙它们就应该分在一组,因为它们都是固体。我们再来看看第二种分类的情况,这位同学将钠、钾、钙分为一组,因为它们都是金属。那么剩下的氧、瘤、绿锈它们就应该分为一组,因为它们都是非金属。看来这种分类方法是按照金属元素和非金属元素进行分组的,我们再来看看其他的分组情况。这位同学将氧和硫分为一组,氯和锈分为一组,那和甲分为一组。这是一句什么分组的?仔细观察我们会发现每组元素原子的最外层电子数都是相同的,那么钙元素就应该单独分为一组了,因为钙元素原子的最外层电子数与其他6种元素原子都不相同。这时又有同学提出,老师我发现这样分组后,每组元素的化学性质和他们的常见化和价都是相似的。同学们的观察都非常仔细,分析的也非常有道理。
老师:通过刚才的分类活动,我们发现元素之间是有着内在的联系的,我们采用不同的分类依据时,元素就会有不同的分组情况。但是当我们由表及里逐渐深入到微观领域,以原子核外最外层电子数目作为分类依据时,我们就越来越接近事物的本质了。大家可以发现,当我们将最外层电子数相同的元素放在一起时,这些元素的化学性质也是相似的,这样元素的宏观性质与原子微观结构之间就建立了联系。那么元素们是不是只是一个独立的小组?小组和小组之间还有联系吗?下面请同学们找一找这些元素之间的规律,然后将它们排序。好。我们来看一下同学们排序的结果。有的同学按照相对原子质量由小到大的顺序,将这几种元素排成了一字长蛇阵,这样的排序是有规律的。还有的同学,他们按照相对原子质量由小到大的顺序将元素排序时,还考虑了元素分组的情况,将元素排列在一张表里,然后将同一组的元素放在了同一个纵列里,这样排序后就形成了一个能体现元素之间内在联系的元素表,将两种排序方法表示出来就是这样。
老师:显然,当我们综合考虑相对原子质量的大小顺序,以及按照最外层电子数目进行