《物质结构 元素周期律》中易混淆的几个问题,本文主要内容关键词为:几个问题论文,物质论文,结构论文,元素周期律论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
一、核素与同位素概念外延大小不同
核素:是具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。同位素:质子数相同中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素。同位素相对核素有一个限制,即同位素必须满足质子数相同这个前提条件,所以,核素概念外延比同位素大。我们常说“自然界(包括人工合成元素)中有一百一十余种元素,其核素有千余种(含不稳定核素)”,这种表述是科学的。而“一百一十余种元素中同位素达千余种”的说法则是错误的,事实上一种元素只有几种同位素(有少数元素没有同位素,如:F、Na、Al等),绝对不可能在周期表同一位置上(质子数相同)的一种元素里存在上千种核素。
二、元素与原子的一般表述形式不同
教材中对原子与元素的一般表述形式作了示例,如:
图1表示的是质量数为A、质子数为Z的一种X原子;图2表示的是原子序数为92的铀元素的符号、名称、外围电子排布和元素的相对原子质量。两者相联系的有:①原子序数=质子数;②原子符号与元素符号同一。两者不同的是后者还侧重介绍了:①元素的原子核外围电子(成键价电子)排布,②根据该元素存在的稳定同位素原子的相对原子质量及其原子分数计算出的元素的相对原子质量。③注明了该元素的中文名称。两者容易混淆的是原子的质量数与元素的相对原子质量。如有的资料错误地把元素的近似相对原子质量当成原子的质量数,混淆了元素的近似相对原子质量是以元素同位素的质量数和同位素的原子分数为依据计算的平均值,而元素的相对原子质量则是以元素各种同位素相对原子质量和各同位素的原子分数计算所得的平均值。
三、元素性质与单质的物理性质不同
元素性质研究的内容有四个方面:①元素原子核外电子排布及其周期性变化,②同周期元素原子半径大小及其周期性变化,③同周期元素化合价变化及其周期性变化,④同周期元素金属性与非金属性强弱及其周期性变化。这些研究内容均是指向同周期(或同族)的元素,是对元素进行横向对比的研究,是比较抽象的内容,目的是揭示所有元素内在的联系及其变化的规律(元素周期律),指导人们认识和利用这些自然规律。单质的物理性质是人们对具体物质性质的研究,人们认识宏观物质是通过研究物质的物理性质和化学性质来实现的。虽然同主族、同周期元素单质的物理性质也具有一定的规律性变化,且可用原子结构来解释,如密度,涉及质量数和原子半径。但其熔沸点与元素性质没有必然联系,它们由构成物质微粒间的作用力大小来决定,如卤素单质随相对分子质量增大分子间作用力增大,熔沸点升高;如Na、Mg、Al随晶体中阳离子电荷数增多及其离子半径减小而金属键增强,致使熔沸点逐渐升高。有的教辅资料错误地把同周期、同主族元素单质的物理性质变化趋势也当成元素的性质,这是混淆了概念。
四、元素的金属性非金属性与物质的还原性氧化性不同
元素的金属性是指金属元素原子失去电子变为金属阳离子的性质;元素的非金属性是指非金属元素原子得到电子变为阴离子的性质,属于元素性质研究的范畴,侧重研究元素原子在化学变化中得失电子的规律。还原剂失去电子(或电子对偏离)的性质叫还原性;氧化剂得到电子(或电子对偏近)的性质叫氧化性,是属于物质性质研究的范畴,即侧重研究宏观物质在化学变化中得失电子的规律。元素是一个抽象的概念(具有相同核电荷数的同一类原子的总称),不能把元素当成物质,不能把112种元素说成112种物质,事实上112种元素构成了世界上两千多万种形形色色、丰富多彩的物质。那些说元素具有氧化性、还原性的人是混淆了元素与物质概念——元素构成物质,物质由元素构成。
五、化学键破坏时是否一定产生了新化学键
六、物质聚集状态变化是否一定是物理变化
物质的聚集状态(均以晶体为例)依其微粒间作用力不同可分四类(见表1):
通常物质的聚集状态变化认为是物理变化,因没有生成新物质。值得注意的是,“没有生成新物质”并不等于化学键没有被破坏。对于离子晶体来说,由固到液再到气,离子键只是削弱,离子键仍然存在。而原子晶体,由固到液,原子间的共价键也只是削弱,共价键还存在,继续升温至其汽化时,气体成分是原子(或小分子),原来的晶体结构解体了,原有共价键不复存在了,冷凝其蒸气所得的物质与原来物质的性不同了(如硬度、密度等)。因此,原子晶体气化是发生了化学变化。分子晶体由固到液再到气,一般只是分子间作用力被破坏,分子内的共价键未破坏,这是因为分子间作用力很微弱,其气化时所需能量少,对分子的结构没有破坏。金属晶体由液(组成仍为金属阳离子和自由电子)到气(金属原子),金属键虽然消失了,但冷凝其蒸气所得物质则仍为该金属的晶体,因此,分子晶体和金属晶体状态变化都是物理变化。