浅析元素周期表、周期律
2015-12-18黄晓丽,衷明华
浅析元素周期表、周期律
黄晓丽衷明华
(韩山师范学院化学系，广东 潮州 521041)
摘要：元素是各种化学物质的基本组成，因此，元素周期表是学习化学这门科学的重要工具，学习元素周期律是重要方法。近几年来，元素周期表，周期律的考查成为广东卷以及全国卷的必考点，考点在这几年基本不变，主要考查学生对元素周期表的基本认识以及应用，从而考查学生的总结归纳能力与接受、吸收和整合化学信息的能力。该考点所涉及的知识点虽然广、杂，但偏向基础，只要考生平时勤记、勤思考，就可以从容面对这类题目，轻松将相应分数收入囊中。
关键词：元素周期表元素周期律广东卷全国卷高考
一、出题情况
首先以2011～2014年的广东卷和全国卷为考察范围，了解该考点的出题情况：
表 2011～2014年的广东卷和全国卷出题情况
二、出题特点
根据上表，以及观察2011～2014年的广东卷和全国卷试题，可以总结出该考点的几个出题特点：
(一)题型固定
2011～2014年，无论是广东卷还是全国卷，该考点的题型都没改变，都是以选择题的形式出现。
(二)考查元素集中
2011～2014年广东卷和全国卷考查该考点的8道题，都是考查短周期元素，其中H、C、O、Al、S的出现最为频繁。
(三)难度中等
该考点主要考查学生对元素周期表基础知识的掌握，难度中等，考生无需花费考生很长的时间。
(四)分值较高
无论是广东卷的双向选择题还是全国卷的单项选择题，分值都为6分，差不多相当于半道大题，分值还是相对较高，考生应该予以重视。
三、命题预测
在这几年，广东卷和全国卷对元素周期表、周期律的考查题型、风格都是稳定不变，2015年甚至2016年都很可能遵循以前的出题规律(参考第二点，出题特点)。因此，预计2015年高考这类型的题目还是必考内容。考查的主要知识有：元素周期律的应用、元素周期表的结构。通常考查短周期主族元素(偶尔出现长周期主族元素)的递变规律，并穿插元素及其化合物、化学键等知识。题型还是以选择题为主，分值4～6分。但近几年来，广东高考对电子式的书写考查频率已经减少。考生应该着重复习短周期主族元素及其之间的递变规律，并加强其化合物的性质的学习，同时把元素、化合物和反应三者联系起来。
四、考查点归纳
(一)元素周期表的结构，各元素的位置。
(例：2014年广东广州海珠测试，10，2013年广东深圳二模，22，2012年广东高考理综22，2014年广东高考理综23等。)
(二)元素对应的化合物各种性质的比较(包括氢化物稳定性的比较、最高价氧化物对应水化物酸碱性的比较)。(例：2011年广东高考理综22，2012年广东高考理综22，2013年广东高考理综22等。)
(三)原子及离子几个性质的比较(包括半径、还原性与氧化性、金属性与非金属性)。(例：2014年全国高考10，2014年广东高考理综23等。)
(四)元素基本特征性常识。(例：2011年全国高考13，2014年广东高考理综23，2014年广东深圳一模，10等。)
五、三维目标分析
(一)知识与技能
1.知道元素的概念。
元素是具有相同核电荷数(质子数)的同一类原子的总称。
会写常见元素的名称及符号。
如：碳的符号为C，钙的符号为Ca。
3.掌握周期表的一些规律。
如：同一周期，从左到右，原子序数逐渐增大，半径逐渐减小。同一族，从上到下，原子序数逐渐增大，半径逐渐增大。
4.各元素常见的价态，能形成的离子。
如：硫元素常见的价态有-2，0，+2，+4，+6，常见的离子有S2-、SO32-和SO42-。
5.熟记并会推断原子的一些基本信息。
如：C位于第二周期第IA族，原子序数为6，最外层电子数为4，电子层数为2。
6.了解元素的基本特征性常识。
如：氧是地壳中含量最多的元素，空气中含量第二多的气体，锂是制备一种高效电池的重要材料。
7.理解相关概念及其之间的关系。
如：核电荷数=核内质子数；
质量数=质子数+中子数；
离子所带电荷数=质子数-核外电子数。
(二)过程与方法
1.逐项分析法：将每个选项根据概念逐一分析，判断其正确性。
例：下列说法中错误的是()。
A.原子及其离子的核外电子层数等于该元素所在的周期数
B.元素周期表中从IIIB族到IIB族10个纵行的元素都是金属元素
C.除氦外的稀有气体原子的最外层电子数都是8
D.同一元素的各种同位素的物理性质、化学性质均相同
答案：AD。
解析：原子的核外电子层数等于该元素所在周期数，而离子由于有电子的得失，当失去电子时，其离子的电子层数就不一定等于该元素所在的周期数，A选项错误。
元素周期表的IIIB族到IIB族的所有元都是过渡元素，均为金属元素，B选项正确。
稀有气体元素位于周期表的零族，氦位于第一周期，电子层数只有1，因此最外层电子数为2。除氦外的稀有气体原子的最外层电子数都是8，C选项正确。同一元素的不同原子，即具有相同的质子数，不同的中子数的原子叫同位素。同一元素的各种同位素的化学性质几乎相同，但物理性质不相同，D选项错误。故选AD。这道题的考查点就是元素周期表的结构，周期表的一些规律，相关的概念以及原子的基本信息。每个选项所涉及的知识点都不一样，因此得逐项分析。
2.分类归纳法：将不同类型的离子分类，再分别比较，最后综合分析。
例：已知短周期元素的离子(a、b、c、d分别代表A、B、C、D的原子序数)都具有相同的电子层结构，则下列叙述正确的是()。
A.原子半径A>B>D>C
B.原子序数d>c>b>a
C.离子半径C>D>A>B
D.离子半径D>C>B>A
答案：C。
解析：首先将四种离子分成阳离子与阴离子两类，分析其原子序数及离子半径。阳离子为A4+、B5+。因具有相同的电子层结构，故原子序数A
由于阳离子失去电子会改变电子层结构，而阴离子不会，所以不能和阴离子一起比较，因此得用分类归纳法，把阳离子和阴离子分开比较，再综合。这道题的考查点是原子、离子几个简单性质的比较，难度不大，但是很容易出错，考生可以在草稿纸上画出这几个元素的相对位置，再根据所学的知识做出比较，这样不容易出错。
总结：同一周期，从左到右，原子序数逐渐增大，半径逐渐减小。同一族，从上到下，原子序数逐渐增大，半径逐渐增大。电子层结构相同(核外电子排布相同)的离子(包括阴、阳离子)半径随核电荷数(代数)的增大而减小(上一周期形成的阴离子与下一周期元素形成的阳离子有此规律)。
3.电子守恒法：根据原子核外电子的得失，根据电子守恒，得到相关关系式。
例：X、Y、Z和R分别代表四种元素，如果四种离子的电子层结构相同(a、b、c、d为元素的原子序数)，则下列关系正确的是()。
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：因为离子的电子层结构相同，那么离子的电子数也是相同的。原子失去电子得到阳离子，所以阳离子的电子数=质子数-电荷数。原子获得电子得到阴离子，所以阴离子的电子数=质子数+电荷数，所以，根据题意，可以得出等式：
a-m=b-n=c+n=d+m，通过转化，可得b-d=n+m，故选D。该题考查的是概念之间的关系。
考生应学会利用题干给出的条件，运用电子守恒法则得出等式，再进行转化，得到准确的等式。
4.位置推断法：根据题干给出的元素之间的位置关系的描述或图表，推断出各个元素。
例：短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表的相对位置如表所示。下列说法不正确的是()。
表 元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表的相对位置
A.元素X与元素Z的最高正化合价之和的数值等于8
B.离子Y2-和Z3+的核外电子数和电子层数都相同
C.元素Y的氢化物的稳定性比W的氢化物强
D.Z单质只能和盐酸反应生成氢气
答案：D。
解析：由题中给出的图表，可以看出X、Y、Z、W、Q分别位于第二周期第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为N，Y为O，Z为Al，W为S，Q为Cl，N的最高正化合价为+5，Al的最高正化合价为+3，和为8，A正确。O2-和Al3+的核外电子数和电子层数都分别是10，2，B正确。同一族，从上到下，氢化物稳定性逐渐减弱，C正确。Al单质既能和强酸反应又能和强碱反应放出H2。D错误。故选D。该题考查的是原子的基本信息，这需要考生平时勤记，熟记各元素的位置。
(三)情感、态度与价值观
在教学以及学习的过程中渗透情感、态度与价值观的理念已经被提出来许久了，也得到了教育领域人士的认可，但是实际的实施却并不理想。在应试教育的环境下，教师和学生都往往忽略了这一点，知识为了学习元素周期表而学习元素周期表，并不注重这方面的培养。想要成为二十一世纪未来所需的人才，我觉得情感、态度与价值观对学生来说还是很重要的。我认为，在学习的过程中应该：
1.了解门捷列夫制定元素周期表的过程，认识到坚持自己想法，具有惊人的洞察力和不畏惧艰辛的探索精神的重要性，并在生活中注重这种能力的培养。
2.体会每个元素被发现的背后的艰辛与喜悦和对发现者的崇敬。
3.感受自然界的简单、多变与奇妙。
4.借鉴总结归纳，寻找规律的学习方法。
5.深刻体会真理是客观事物及其规律在人的意识里的正确反映等哲学内涵。
六、总结
元素周期表，周期律一直以来都是重要考点，所占分值更是不容小觑，因此，元素周期表，周期律的学习对于每个高中生来说都是必要的。带着三维目标去学习，相信学生能取得很好的效果。
参考文献
[1]2011～2014年广东高考理综卷、全国理综卷.
[2]教育科学出版社、首都师范大学出版社出版的广东专用高考化学《5年高考3年模拟》2015B版.
