《序數(shù)1-18元素原子及離子結(jié)構(gòu)示意磁力貼》的制作和使用

周瓊

【摘要】原子結(jié)構(gòu)、核外電子排布和元素周期律這幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)是中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的難點(diǎn)，更是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的一個(gè)“分水嶺”。由于知識(shí)點(diǎn)抽象，大部分教師只能通過(guò)播放視頻輔助教學(xué)，實(shí)驗(yàn)室中又沒(méi)有相應(yīng)的教具儀器可供使用，教學(xué)效果大打折扣。作者利用黑板磁力貼設(shè)計(jì)制作了一件《序數(shù)1-18元素原子及離子結(jié)構(gòu)示意磁力貼》，首先在作者任教的初三年級(jí)第三章的教學(xué)中投入使用，隨后又推薦給其他化學(xué)老師使用，師生反映很好，很好地解決了中學(xué)化學(xué)中的這一教學(xué)難點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】化學(xué)教具;磁力貼;原子結(jié)構(gòu);制作;使用方法

1.制作材料

磁力膠貼、丙烯顏料、畫筆、圓規(guī)、剪刀、直尺。

2.制作方法

2.1底板制作

（1）用圓規(guī)在磁力膠貼上，以半徑30cm、24cm、18cm、12cm畫出同心圓，代表“原子”。尺寸以教室內(nèi)黑板實(shí)際尺寸及教學(xué)需求為依據(jù)，可適當(dāng)調(diào)整。本次制作以筆者實(shí)際制作出的教具尺寸為準(zhǔn)，進(jìn)行展示。

（2）用淺色丙烯顏料對(duì)4個(gè)圈層進(jìn)行上色，并待顏料晾干后，從內(nèi)而外的圈層依次標(biāo)記“原子核”、“K”、“L”、“M”，分別代表“原子核”、“K電子層”，“L電子層”，“M電子層”。（如圖1中效果（1）所示）

2.2頂層模具制作

（1）以半徑1.5cm，分別畫出18個(gè)圓作為“電子”，18個(gè)圓作為“質(zhì)子”，18個(gè)圓作為“中子”。

（2）用鮮艷的丙烯顏料對(duì)“電子”、“質(zhì)子”、“中子”進(jìn)行上色，在“電子”上標(biāo)記“—”號(hào)，在“質(zhì)子”上標(biāo)記“+”號(hào)。取黑色磁力貼，剪下5cm乘5cm的3個(gè)正方形格子，作為每層核外電子數(shù)書寫部分。（如圖1中效果（2）所示）

3.使用方法

3.1用法一

將“序數(shù)1-18元素原子及離子結(jié)構(gòu)示意磁力貼”教具貼在黑板上，然后對(duì)學(xué)生講解各個(gè)圈層的意義，再將對(duì)應(yīng)個(gè)數(shù)的“電子”貼在核外電子層，對(duì)應(yīng)個(gè)數(shù)的“質(zhì)子”、“中子”貼在“原子核”內(nèi)，來(lái)展示1-18號(hào)元素原子及離子核外電子排布情況，以下是關(guān)于原子和離子的兩種用法。

以鋰原子為例：分別取3個(gè)帶正號(hào)的圓形磁力貼代表“質(zhì)子”、4個(gè)紅色磁力貼代表“中子”，貼在“原子核”內(nèi)，將2個(gè)帶負(fù)號(hào)的“電子”貼在“K電子層”的相應(yīng)位置，1個(gè)“電子”貼在“M電子層”的相應(yīng)位置，表示鋰原子的核外電子排布情況。

以鋰離子為例：分別取3個(gè)帶正號(hào)的圓形磁力貼代表“質(zhì)子”、4個(gè)紅色磁力貼代表“中子”，貼在“原子核”內(nèi)，將2個(gè)帶負(fù)號(hào)的“電子”貼在“K電子層”的相應(yīng)位置，表示鋰離子的核外電子排布情況。

用法并非固定，可根據(jù)教師課程設(shè)計(jì)情況及實(shí)際運(yùn)用變化的需求靈活調(diào)整，也可以在原子基礎(chǔ)上增減電子，轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的離子。依此類推，可對(duì)學(xué)生展示其他原子及離子的結(jié)構(gòu)，根據(jù)原子序數(shù)依次增大及核外電子排布變化的遞變規(guī)律，很好的推導(dǎo)元素周期率等。（如圖1中效果（3）所示）

3.2用法二

以鋰原子為例：用粉筆在原子核內(nèi)寫+3，將3塊黑色磁力方塊依次貼在“K電子層”，“L電子層”，“M電子層”的最右側(cè)，使3個(gè)方塊在一條水平線上，垂直于地面。在K層小方塊上寫2，L層小方塊上寫1，表示鋰原子核外電子排布情況。

以鋰離子為例：用粉筆在原子核內(nèi)寫+3，將3塊黑色磁力方塊依次貼在“K電子層”，“L電子層”，“M電子層”的最右側(cè)，使3個(gè)方塊在一條水平線上，垂直于地面。在K層小方塊上寫2，表示鋰離子核外電子排布情況。

該方法是對(duì)“用法一”的延伸及具體化，為下一步講解原子結(jié)構(gòu)示意圖的書寫方式做鋪墊，使該知識(shí)點(diǎn)銜接自然流暢，易于理解。（如圖1中效果（4）所示）

4.保存及攜帶方式

保存方式極為簡(jiǎn)單，模仿畫卷的保存方式，磁力膠貼為橡膠中融入永久磁力分子，柔軟有磁性，不宜折疊，適合卷曲為圓柱形，然后用橡筋將圓柱兩頭固定。由于硅膠抗氧化能力有限，最好封閉保存，用塑料袋存放最為妥當(dāng)。

黑色硅膠較為耐臟、抗腐蝕，用后不必特意用水沖洗，用干毛巾擦拭整潔即可。為防止硅膠風(fēng)化出現(xiàn)裂紋，可在磁力膠貼背面用寬的塑料膠帶張貼一層，可提高使用壽命5年以上。

平時(shí)可放置在教室存放教具的櫥柜中，以備隨時(shí)取用，若需外出授課展示，背包攜帶即可，重量大約500g，輕巧便捷。

5.用途

5.1前18號(hào)元素原子及對(duì)應(yīng)離子核外電子排布情況。

5.2表示原子結(jié)構(gòu)示意圖各部分的含義以及在周期表中的排布規(guī)律。

5.3原子內(nèi)質(zhì)子、中子、電子的位置和電性、數(shù)量。

5.4最外層電子數(shù)與化合價(jià)、元素性質(zhì)的關(guān)系。

6.教具特點(diǎn)

6.1選材優(yōu)點(diǎn)

（1）有磁力，可粘貼于黑板。（2）可在上面用粉筆書寫和擦除。（3）輕便可卷曲，方便攜帶。（4）材料易得，性能穩(wěn)定。

6.2使用優(yōu)點(diǎn)

（1）色彩鮮明，展示直觀。（2）功能齊全，推廣性強(qiáng)。（3）經(jīng)濟(jì)實(shí)用，操作簡(jiǎn)單

參考文獻(xiàn)：

[1]王程杰.我國(guó)中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)狀分析.教學(xué)儀器與實(shí)驗(yàn)，2001，（2）：4-6.