化学元素的分类(整理2篇)
化学元素的分类范文篇1
1构建从元素视角认识物质及其转化的思考框架
在化学1阶段,应如何帮助学生建构无机元素化合物知识体系?从学科知识的角度看,无机元素化合物知识注重“物质性质及应用”的学习,其中“物质性质”是核心,物质性质决定了物质的用途、制法、保存等,不认识物质性质,就不可能理解物质的应用。而物质的性质是由其元素组成和内部结构所决定的,不从组成和结构角度认识物质性质,就难以形成对物质性质的深入理解。从中学阶段无机元素化合物知识的编排看,学生对无机元素化合物知识的学习是逐步发展的。初中阶段元素化合物知识以物质为中心,学习典型物质(如氧气、二氧化碳)的性质、制法及用途等,以典型代表物学习一类物质(金属、酸、碱、盐)的性质等。高中化学1阶段元素化合物知识注重以元素为核心,通过核心元素将其单质及其化合物知识组织起来,学习含有同种元素不同物质的重要性质及相互转化关系;高中化学2阶段,借助元素周期表和周期律对元素化合物知识进行整合,建立以周期、族为系列形成对物质性质递变规律的认识[3],建立不同元素及其物质性质等知识的联系。限于化学1阶段元素化合物知识的编排特点和学生的认识发展水平,有必要加强从元素视角认识物质及其转化(见表1),即要加强对元素与物质性质、物质分类、物质之间的转化等学科实质性问题的认识,发挥“元素观”对元素化合物知识学习的指导作用,帮助学生逐步领会和运用“元素观”来分析解释问题,增进学生对化学知识的理解。
作为中学化学的核心观念之一,“元素观”是从元素视角对物质及其化学变化本质的深层次理解[4,5],大致包括三方面含义:一是对元素的认识,包括什么是元素、元素的种类、元素的性质等。就元素的性质而言,还涉及元素之间的差异、元素性质的周期性、一类元素性质的相似性等。二是从元素视角看物质,即元素与物质有什么关系,具体包括元素组成与物质的分类、性质有什么关系等。三是从元素角度看化学反应,即元素与化学反应有什么关系,在化学反应中元素种类是否发生变化、含有同种元素的不同物质之间的转化存在什么规律等。
在化学1阶段,强调从元素的视角认识物质,就是要对元素与物质性质的关系有深入的了解,这包括两个层面:一是从元素视角认识物质的“个性”,即认识物质的性质与组成物质的元素种类、元素形态(化合价、相邻元素的结合方式、分子中元素间的相互作用等)密切相关[6]。对于简单的化合物或单质,元素组成对于物质的性质甚至起着决定性的作用。具体为:(1)物质元素组成上的细微差别,会引起物质性质上的巨大差异。如氧化铝、氢氧化铝、铝盐虽然都含有铝元素,但因元素组成不同而其性质不同;氧化钠、氧化铝、氧化铁,虽然都是氧化物,但由于组成氧化物的金属元素不同,其性质不同。(2)组成物质的元素种类相同但其形态不同,物质性质不同。如氢氧化铁、氢氧化亚铁虽然含有相同的组成元素,但由于其中铁元素的价态不同,两者的性质不同。二是从元素视角认识物质的“共性”,即认识基于物质元素组成可以将纯净物进行分类,基于物质类别认识同类物质具有相似的性质,如氧化铜、氧化铁都是金属氧化物,它们都能与盐酸发生反应。
从元素的视角认识物质间的转化,就是要以元素为核心,认识含有同种元素不同物质之间的转化规律,建立某一元素的不同物质之间的联系,形成相应的知识结构,这包括两方面:一是同一元素相同价态不同物质间的转化,如Al2O3—Al(OH)3之间的转化、Fe2O3—FeCl3—Fe(OH)3之间的转化等;二是同一元素不同价态物质之间的转化,如Fe—Fe2+—Fe3+之间的转化。
借助表1中的思考框架,可以帮助学生建立研究物质性质、研究物质间转化的基本思路与方法,即通过实验的方法,从物质分类、氧化还原角度来认识物质性质[7]。具体地说,从金属(或非金属)、氧化物、碱(或酸)、盐等物质类别所具有的通性预测某个具体物质可能具有的性质,从物质所含元素的化合价角度预测物质是否具有氧化性或还原性,然后通过实验进行验证。对于同一元素不同物质间的转化,依据金属(或非金属)、氧化物、碱(或酸)、盐等物质所具有的性质确定实现不同类别物质之间的转化途径,依据反应物与生成物中核心元素有没有价态的变化,确定是否是氧化还原反应等。
2以“元素观”为导向明确学习的层次及其关键所在
新课程中无机元素化合物知识的内容及其功能价值发生了明显的变化。以“金属及其化合物”为例,《普通高中化学课程标准(实验)》在化学1主题3“常见无机物及其应用”中所列内容标准为:“根据生产、生活中的应用实例或通过实验探究,了解钠、铝、铁、铜等金属及其重要化合物的主要性质,能列举合金材料的重要应用”[8]。传统的教学注重元素化合物知识的识记,新课程主张实施以化学观念建构为本的教学,强调要超越具体的事实性知识发展学生的深层思维,增进学生对化学知识的深层理解,由此需要思考,在元素化合物知识的教学中到底需要教给学生什么?
从发展学生“元素观”的角度看,化学1阶段选择以钠、铁、铝、铜为金属元素的典型代表,其学习内容[9]可分为三个层次:一是学习金属及其化合物知识,这是学习内容的第一层次,属于事实性知识。具体包括:在初中学习的基础上进一步了解几种典型金属的性质,如认识金属钠的活泼性等,发展对金属元素及金属单质性质的认识。学习相应金属的重要化合物(包括氧化物、氢氧化物及盐等)的性质,如铝的氧化物和氢氧化物具有两性、利用FeSO4溶液滴加少量NaOH溶液生成的Fe(OH)2在空气中可转化成Fe(OH)3等事实的学习,认识铁元素的变价性以及不同价态之间的转化等,发展对金属化合物的类别、性质的认识。了解金属材料(合金、稀土金属)及其应用等。二是在“金属及其化合物”知识学习的同时,增进对物质性质与组成元素(种类、价态等)的关系、同一元素不同物质间转化关系的理解,丰富和发展对“元素观”的认识,这是学习内容的第三层次,属于观念性知识。三是要形成对上述内容的认识,需要学习相应的研究物质性质、研究物质间转化的基本思路与方法,这是学习内容的第二层次,属于方法性知识。第一层次的学习内容,是短期可以达成的学习目标。后两个层次的学习内容,属于较远期目标。其中较为关键的是要帮助学生建立“研究物质性质、研究物质转化的一般思路与方法”,这是引领学生从事实记忆走向观念建构的重要桥梁。
3从促进学生“元素观”认识的角度组织教学内容
从人教版化学1教科书[10]的编排看,元素化合物知识按“金属及其化合物”、“非金属及其化合物”分类编排,其中“金属及其化合物”依次分为金属的化学性质、几种重要的金属化合物、用途广泛的金属材料三方面内容。就其中的“几种重要的金属化合物”而言,教科书选取钠、铝、铁、铜4种元素(以前三者为主),按照氧化物、氢氧化物、盐分类进行讨论。这样的编排重视从物质分类的角度学习含有不同金属元素的同类物质及其反应,沟通了不同金属元素化合物的“横向”联系,能够引导学生基于物质类别认识同类物质的性质及反应规律。但需要指出的是,由于缺乏元素周期律知识基础,关于含有不同金属元素的同类化合物性质的学习不能从结构出发进行推断或解释,而主要是基于从实验现象出发进行分析和总结,学生的学习仍然处于事实的记忆层面。并且这样的编排割裂了含同一元素不同物质之间的“纵向”联系,不利于学生建立对同一元素不同物质间的转化关系的认识。为此,教学时需要对教材内容进行重组与再加工。
化学元素的分类范文篇2
一、考查对元素概念的准确理解
例1（1）决定元素种类的是（）
（A）核外电子数（B）中子数
（C）最外层电子数（D）质子数
（2）根据下列三种微粒结构示意图，所获取信息不正确的是（）
（A）②③化学性质相同（B）它们表示两种元素
（C）①表示的是原子，②表示的是离子
（D）②表示的元素是金属元素
（3）下列各组微粒中，属于同一种元素的是（）
（A）Cl和Cl-（B）Co和CO
（C）H和He（D）
分析：本题是最经典的考查元素概念的试题.抓住元素的概念可得出：决定元素种类的是原子核内的质子数（或核电荷数）或者说一种元素与另一种的本质区别是核内质子数（或核电荷数）.其中（2）要注意结构示意图各部分的涵义：最外层电子数相同，化学性质相似，所以②、③化学性质不相同；②、③核内质子数相同，所以②、③是同一种元素的不同微粒（②是铝离子，③是铝原子，但它们均是铝元素，从分类的角度都是金属元素）；①核内质子数与核外电子数相同，是原子，②核内质子数不等于核外电子数，是离子.
答案：（1）（D）（2）（A）（3）（A）
点评：准确理解概念是解答元素概念类问题的关键.
二、考查元素的分类
图1例2铈是一种稀土元素，在元素周期表中铈元素的某些信息如图1所示，下列有关铈的说法正确的是（）
（A）元素符号为Ce
（B）属于非金属元素
（C）相对原子质量140.1g
（D）原子核内中子数为58
分析：从元素周期表可获得的信息由：原子序数（进一步知道原子核内质子数、核外电子数—58）；元素符号：Ce；元素名称：铈；相对原子质量：140.1；等.从元素分类的角度看，铈是金属元素.
答案：（A）
点评：可从元素名称的边旁部首来确定元素的分类.
三、考查元素在自然界和人体中的含量
例3地壳中含量最多的元素是（）
（A）硅（B）氧（C）铁（D）铝
分析：地壳中主要元素含量的顺序是：O>Si>Al>Fe>Ca>Na>K>Mg；人体中主要元素含量的顺序是：O>C>H>N>Ca>P>K>S>Na>Cl>Mg（关注含量最高的元素、最高的金属元素、最高的非金属元素等特殊情况）.
答案：（B）.
点评：元素在地壳和人体中含量的高低则需要熟记，特别是含量之最.
四、考查物质与元素、分子、原子的关系
例4（1）二甲醚C2H6O是一种清洁燃料，能替代柴油作车用能源，具有广阔的市场前景.下列有关二甲醚的说法错误的是（）
（A）由C、H、O三种元素组成
（B）一个分子中含有3个氢分子
（C）相对分子质量为46
（D）不属于氧化物
（2）人们常说菠菜中富含铁质，这里所说的“铁质”应理解为（）
（A）铁元素（B）铁单质（C）铁离子（D）铁原子
分析：（1）由二甲醚的化学式可知，它是由碳、氢、氧三种元素组成的；每一个二甲醚分子是由二个碳原子、六个氢原子和一个氧原子构成（即在二甲醚分子中不存在含氢分子），并通过计算可知二甲醚的相对分子质量为：12×2+1×6+16=46；从物质类别看，二甲醚是含氧化合物，但不是氧化物（氧化物是由两种元素组成的化合物）.
答案：（1）（B）（2）（A）
点评：准确把握宏观（物质、元素）和微观（分子、原子、离子）之间的关系是解答该类问题的基础.
五、考查元素符号及其含义
例5对下列符号意义的表述，正确的是（）
（A）N2两个氮原子
（B）2H两个氢元素
（C）2H2O两个水分子
（D）Ca2+钙元素的化合价为+2价
分析：符号前面的数字表示微粒的个数，如元素符号前面的数字表示原子的个数；元素符号右下方的数字表示分子或原子团中所含原子个数；元素符号右上方，数字在前，“+”或“—”在后，表示离子所带的电荷数和离子的电性；元素符号正上方，数字在后，“+”或“—”在前，表示元素或原子团化合价的价数和化合价的正负.
答案：（C）
点评：准确搞清化学用语中数的涵义是正确解答该类问题的前提.
六、考查元素周期表
1.考查元素周期表的涵义
图2例6氧气（O2）是人类赖以生存的重要物质之一.图2摘自元素周期表，据图你从中获得的信息有（写出两点即可）：①；②.
分析：图中的“氧”字说明该元素为氧元素，其元素符号为O、原子序数（核电荷数、质子数、核外电子数）为8、相对原子质量为16.00等.
答案①氧的元素符号为O；②氧的原子序数为8；③或氧的相对原子质量为16.00等）（合理答案即可）
点评本题是一道开放性的元素周期表涵义题，解答时要充分抓住图中提供的文字信息和数字信息，知道每一部分的涵义，结合所学知识就可正确解答.
2.考查读表、识表、用表能力
例7俄国化学家门捷列夫在总结前人经验的基础上，通过艰辛的努力，终于提出了现代元素周期表的雏形.图3为元素周期表的部分元素的相关信息，利用图3回答相关问题
图3（1）请画出16号元素原子结构示意图，化学反应中该原子比较容易（填“得到”或“失去”）电子变成离子.
（2）表示的是（填符号）.
（3）硅的相对原子质量为；原子序数为8的元素位于元素周期表的第周期，元素符号为，它属于（填“金属”或“非金属”）元素.
（4）上表中最活泼的金属元素与地壳中含量最多的元素组成的化合物是（填化学式，任意填写一种）.
（5）上表中第二、三周期元素最外层电子数的变化规律是.
分析：本题是一道以元素周期表为核心设计的一道信息给予题，着重考查的是查、用元素周期表的能力及接受处理信息能力.了解元素周期表所蕴涵的信息和相关规律，抓住试题的要求，就能顺畅回答.
