[实用新型]七阶锥形螺旋元素周期教具

说明书

技术领域

本实用新型属于化学教学领域，涉及一种化学教学中的元素周期教具模型，尤其涉及一种七阶锥形螺旋元素周期教具。

背景技术

元素周期律能集中反映各元素之间的内在联系和递变规律，直观地表达元素的部分性质，是化学工作者进行科学工作的指南，又是帮助学生涉入化学世界的重要工具。然而，作为元素周期律的表达，则始终未能达到完美的程度。元素周期表从它诞生起，就一直处于不断的变化之中。19世纪60年代，俄国化学家门捷列夫提出元素的化学性质随原子的递增呈周期性变化的元素周期律，并于1869年发表了第一张元素周期表。1871年，他对自己的周期表作了适当的调整。1898年，克鲁克斯又确定了惰性气体的位置。1913年，莫斯莱按原子序数确定周期表，进一步确定了氢和钾的位置，钴与镍、碲与碘的位置互换。1922年，波尔提出用原子外层电子决定周期表，引入过渡金属的概念，同时确定镧系元素的位置。1964年以来，各国科学家对未知元素的存在和性质进行大胆的预测，又成功地合成了许多新元素，这些元素的发现既得益于元素周期表，又丰富和发展了元素周期表。

随着科学的发展及认识的不断深化，人们研制出了多种类型的平面元素周期表，目前最通用的平面元素周期表(长式周期表)，虽然整齐，易读，但是将内过渡元素单独列出，使周期表失去了整体连贯性，且对周期律的界限问题缺乏说明，对其它内容，诸如：对角线规则、同族元素由上到下原子半径增大等缺乏直观描述。在化学教学中，物质结构、元素周期律及其化合物的性质是教学的难点，教师都采用平面周期表，对某些内容讲起来比较抽象，不容易引起学生的兴趣，如原子半径的变化规律、元素按价电子排布分区、原子序数的连续性等。

为此，人们在周期表的排列，制作方面不断改进，设计了各种元素周期表达的立体模式。目前已报道的有积木型、宝塔型、大厦型、支架型、三角锥形、圆柱式等。立体元素周期模型已受到人们的关注，在中学课本(实验本)中也已经采用了立体彩色元素周期表，即将推广。这些模型着眼于周期律某一方面的内容，在一定程度上对元素周期模型设计面临的某些问题加以很好地解释。但无论如何设计，它必须集中反映各元素之间的内在联系和递变规律，力图直观表达元素的部分性质。

发明内容

本实用新型的目的提供一种集直观性、趣味性、创造性为一体的七阶锥形螺旋元素周期教具。

本实用新型的七阶锥形螺旋元素周期教具，是将元素周期表中的元素按原子序数从小到大的顺序排布在一个七阶锥形螺旋体上，原子序数小的位于锥形螺旋体的上部的阶上，原子序数大的位于锥形螺旋体的下部的阶上；排布在不同阶上的同族元素径向对齐。随着原子序数的增大，元素所处的阶数随之增加。

镧系、锕系位于上述锥形螺旋体的第六、第七阶上，对应元素周期表中的第IIIB族；镧系元素、锕系元素分别按原子序数从小到大的顺序排布在镧系、锕系所在锥形螺旋体阶数(第六、第七阶数)的内圈。

在对应元素的外圈或内圈径向排布有其常见的同位素。

本实用新型模型的特点：

1、元素性质递变周期的连续性

将所有元素原子序数从小到大的顺序排布在一个七阶螺旋锥体上，每一阶对应元素周期律中的一个周期；随着原子序数的增大，元素所处的阶数随之增加，元素的性质随着原子序数的增加呈现螺旋式的连续递变，体现了元素性质变化的连续性(非截断重叠)和元素性质随原子序数的递增而不断变化的情形；排布在不同阶上的同族元素径向对齐，体现了原子半径增大的递变规律。

2、短周期元素性质递变速率快

将所有元素按原子序数从小到大的顺序排布在一个七阶螺旋锥体上，由于每一阶螺旋变化的幅度不同，形象地表明了元素性质递进变化幅度的不同。短周期元素阶的曲率变化大，这形象地说明了短周期元素性质递变速率快。

3、同族元素原子半径自上而下呈阶梯式变化

同族元素自上而下所占面积逐渐增大，形象地反映了元素随着原子序数增大，原子半径增大的递变规律。主族元素中，第一个元素的性质与同族元素的通性相比差异大。例如，第7主族元素中，氟的性质远比同族元素活泼。氯的性质虽然远不如氟活泼，但却比溴、碘的性质活泼得多，溴和碘的性质比较相似。螺旋式周期模型中，氟与氯间距离较大，氯与溴间的距离较近，形象化地说明了同族元素性质的递变规律。

4、镧、锕系的位置

本教具借助其空间特征，将镧系元素、锕系元素排布在第6，7阶的内圈，形象地表示出镧系元素、锕系元素在教具中与主族元素同处一个周期，直观地表明镧系元素、锕系元素属于内过渡元素。