元素性质含义的探析及相关教学

吴孙富　胡海涛

摘要：探析了元素的性质包括原子的性质、相应单质的性质及化合物的性质。在元素周期律的教学中，要将原子结构的周期性变化与元素性质的周期性变化结合起来进行教学。

关键词：元素性质；原子结构；元素周期律的教学

文章编号：1005－6629(2013)7－0078－02

中图分类号：G633.8

文献标识码：B

1问题的提出

现行人教版高中化学教材中关于元素周期律的表述是：元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性的变化(以下简称中学元素周期律)。北师大等校所编的无机化学教材中关于元素周期律的表述是：随着核内质子数递增，核外电子呈现周期性排布，元素性质呈现周期性递变(以下简称大学元素周期律)。这类元素周期律的表述中都说的是“元素的性质”或“元素性质”呈周期性的变化。在实际教学中，每当有学生提出“什么是元素的性质”的疑问时，很少有教师能准确地说明元素性质的含义。究竟什么是元素的性质呢?由于一般的大、中学化学教材都没有对“元素的性质”进行专门的阐释，这就使得该问题成了一个常见而又难以准确回答的问题。为此，笔者特就此疑问探析如下。

2元素性质含义的探析

在高中化学教材中，元素周期律的概念是在探讨了原子核外的电子排布、原子半径、化合价、金属和非金属的活泼性、元素最高价氧化物对应水化物的酸碱性、非金属元素氢化物的稳定性之后给出的。由教材上的这种编排次序可见，元素的性质好像就是教材上罗列的这些内容，有些教师也就在教学中把这些内容当成了元素的性质在教学。在北师大等校所编的无机化学教材中，元素的性质是用原子半径、电离能、电子亲和能、电负性等“原子参数”进行分析说明的。笔者认为，原子的核外电子排布、原子半径不属于性质的范畴，属于结构的范畴；电离能、电子亲和能、电负性、化合价、金属和非金属的活泼性、元素最高价氧化物对应水化物的酸碱性、非金属元素氢化物的稳定性等性质都属于元素的性质。由此可见，各类教材上都给出了部分元素的性质，但都没有明确说明元素性质的含义，这就使得教师在教学中难以准确地阐释元素的性质。实际上，元素性质的含义是比较丰富的，上述提到的性质只是元素性质的一部分。这就是说，用简单罗列的方法是难以准确说明元素性质的含义的，我们该如何全面准确而又概括性地说明元素性质的含义呢?

元素的定义是“具有相同核电荷数(质子数)的同一类原子的总称”。由此定义来看，元素的性质首先是原子的性质，原子的性质包括电离能、电子亲和能、电负性等等。在通常情况下，只有稀有气体元素的原子能够单个稳定地存在，其他元素的单个原子必须在特定的条件下才能够产生，这些元素的原子一般都稳定地存在于单质和化合物中。从这个角度来说，元素的性质又包括相应单质和化合物的性质，单质的性质如金属或非金属的活泼性、蒸发热、熔沸点，化合物的性质如最高价氧化物对应水化物的酸碱性、氢化物的稳定性等等，这些性质都是元素的性质。

由此看来，元素的性质包括原子的性质、单质的性质及化合物的性质。元素的性质随着原子序数的递增呈现的周期性变化指的是元素原子的性质、相应单质的性质及化合物的性质都呈周期性变化。

3元素周期律的教学

明确了元素性质的含义，我们就要根据元素性质的含义重新整合并充实教材内容，并在此基础上设计展开元素周期律的教学。

在现行中学化学教材中所探讨的一系列呈周期性变化的知识点中，原子核外的电子排布和原子半径属于结构的范畴，化合价属于原子的性质，金属和非金属的活泼性属于单质的性质，元素最高价氧化物对应水化物的酸碱性、非金属元素氢化物的稳定性属于化合物的性质。相比较而言，原子的性质比较单薄，可在电离能、电子亲和能、电负性等性质中选择一到两个性质进行充实。

明确了教材中各知识点的所属范畴之后，我们就可以按照原子结构的周期性变化和元素性质的周期性变化展开元素周期律的教学，元素性质的周期性变化又可以划分为原子的性质、单质的性质、化合物的性质分别展开。当学生明确了原子结构和元素性质的周期性变化之后，再进一步探讨原子结构的周期性变化与元素性质周期性变化的关系，最后得出元素周期律的概念。

这样分层次教学，既可以使元素周期律的教学呈现出十分清晰的层次，又可以充分反映出原子结构的周期性变化和元素性质周期性变化的关系。由此可见，明确了元素性质的含义，就可以使元素周期律的教学达到深入浅出、通俗易懂的效果。

对比中学和大学元素周期律可见，大学元素周期律的表述全面准确，体现了结构和性质的关系，中学元素周期律的表述仅仅只说明了元素性质的周期性变化。在中学化学教学中，我们虽然不必修改中学元素周期律，但要在教学中充分体现出大学元素周期律的含义，要讲清楚原子结构的周期性变化与元素性质周期性变化的关系，否则就会使中学元素周期律的教学有失偏颇。