立體建築群元素周期教具的製作方法
2023-06-13 18:10:36
專利名稱：立體建築群元素周期教具的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於化學教學領域，涉及一種化學教學中的元素周期教具模 型，尤其涉及一種立體建築群元素周期教具。
背景技術：
元素周期律能集中反映各元素之間的內在聯繫和遞變規律，直觀地表達 元素的部分性質，是化學工作者進行科學工作的指南，又是幫助學生涉入化 學世界的重要工具。然而，作為元素周期律的表達，則始終未能達到完美的
程度。元素周期表從它誕生起，就一直處於不斷的變化之中。19世紀60年 代，俄國化學家門捷列夫提出元素的化學性質隨原子的遞增呈周期性變化的 元素周期律，並於1869年發表了第一張元素周期表。1871年，他對自己的 周期表作了適當的調整。1898年，克魯克斯又確定了惰性氣體的位置。1913 年，莫斯萊按原子序數確定周期表，進一步確定了氫和鉀的位置，鈷與鎳、 碲與碘的位置互換。1922年，波爾提出用原子外層電子決定周期表，引入過 渡金屬的概念，同時確定鑭系元素的位置。1964年以來，各國科學家對未知 元素的存在和性質進行大膽的預測，又成功地合成了許多新元素，這些元素 的發現既得益於元素周期表，又豐富和發展了元素周期表。
隨著科學的發展及認識的不斷深化，人們研製出了多種類型的平面元素 周期表，目前最通用的平面元素周期表(長式周期表)，雖然整齊，易讀，但 是將內過渡元素單獨列出，使周期表失去了整體連貫性，且對周期律的界限 問題缺乏說明，對其它內容，諸如對角線規則、同族元素由上到下原子半 徑增大等缺乏直觀描述。在化學教學中，物質結構，元素周期律及其化合物 的性質是教學的難點，教師都採用平面周期表，對某些內容講起來比較抽象， 不容易引起學生的興趣，如原子半徑的變化規律，元素按價電子排布分區， 原子序數的連續性等。
為此，人們在周期表的排列，製作方面不斷改進，設計了各種元素周期 律表達的立體模式。目前已報導的有積木型、支架型、寶塔型、大廈型、三
3角錐形、圓柱式等。立體元素周期模型已受到人們的關注，在中學課本(實 驗本)中也已經採用了立體彩色元素周期表，即將推廣。這些模型著眼於周 期律某一方面的內容，在一定程度上對周期律模型設計面臨的某些問題加以 很好地解釋。但無論如何設計，它必須集中反映各元素之間的內在聯繫和遞 變關係，力圖直觀表達元素的部分性質。
發明內容
本實用新型的目的是提供一種集直觀性、趣味性、創造性為一體的立體 建築群元素周期教具。
本實用新型的的立體建築群元素周期教具模型，是將元素周期律中的元 素按價電子構型分為S、 p、 d、 f四個區，並分別排布於立體建築群模型的各
樓體上；所述立體建築群模型包括六角樓體、八角樓體和十角樓體，且各樓 體通過各自的配樓連接成一個整體；所述s區包括IA族和IIA族元素，排布 於六角樓體的配樓上；p區包括0族、VIIA族、VIA族、VA族、IVA族及IIIA 族元素，其按順時針方向依次排布於模型八角樓體上；d區包括IIB族、IB 族、VIDB、 VIIB族、VIB族、VB族、IVB族及IIIB族元素，其按順時針方向 依次排布於模型的十角樓體及其配樓上；f區包括鑭系和錒系元素，按原子序 數依次增大的順序，以逆時針方向排布於模型的六角樓體及其配樓上；所述 各區中同族元素按元素周期依次增大的順序自上而下排布，各區中同一周期 的元素排布於各樓體的同一高度上。
本實用新型與現有技術相比具有以下優點
1、 元素按價電子構型分為s、 p、 d、 f四個區，並分別置於立體建築群 模型的各樓體上，且各區中同族元素按原子序數依次增大的順序排布在各自 樓體的樓面上；各區中同一周期的元素排布於各樓體的同一高度上。這樣， 各族元素的界限分明，形象直觀。在課堂演示中，將學生的注意力集中在相 應的樓群，各個突破；能引起學生學習化學元素的興趣，達到良好的教學效 果。
2、 整個模型從1號氫元素開始，沿著建築群逆時針方向旋轉(頂視)， 可依次按照原子序數的大小順序將所有元素連貫起來，體現了元素周期律的 空間相關性。能準確快速地讀取到任意元素所在位置，使用方便。模型樓群 中，每一樓面代表一族元素，每一樓層代表一個周期的元素，使元素的周期性在空間樓群中直觀體現；
3、本模型採用立體建築群式結構，可以根據新元素的發現，增加一些新 的樓體，以拓展周期系的界限範圍。
圖1為本實用新型的立體圖
圖2為本實用新型的俯視圖具體實施方式
一種立體建築群元素周期教具，將元素周期律中的元素按價電子構型分 為s、 p、 d、 f四個區，並分別排布於立體建築群模型的各樓體上。立體建築 群模型包括六角樓體、八角樓體和十角樓體，且各樓體通過各自的配樓連接 成一個整體；所述s區包括IA族和IIA族元素，排布於八角樓體的配樓上； p區包括0族、VEA族、VIA族、VA族、IVA族及niA族元素，其按順時針 方向依次排布於模型的八角樓體上；d區包括IlB族、IB族、，B、 VEB族、 VIB族、VB族、IVB族及IIIB族元素，其按順時針方向依次排布於模型的十 角樓體及配樓上；f區包括鑭系和錒系元素，其按原子序數依次增大的順序， 以逆時針方向排布於模型的六角樓體及其配樓上；各區中同族元素按元素周 期依次增大的順序自上而下排布，同一周期的元素排布於各樓體的同一高度 上。
為了便於直觀地觀察各元素所處的周期，在八角樓體與其配樓連接的樓 面自上而下排布有元素的周期數。
本實用新型的教具中，各族元素的界限分明，形象直觀。在課堂演示中， 將學生的注意力集中在相應的樓群，各個突破；能引起學生學習化學元素的 興趣，達到良好的教學效果。
權利要求1、一種立體建築群元素周期教具，其特徵在於將元素周期律中的元素按價電子構型分為s、p、d、f四個區，並分別排布於立體建築群模型的各樓體上；所述立體建築群模型包括六角樓體、八角樓體和十角樓體，且各樓體通過各自的配樓連接成一個整體；所述s區包括IA族和IIA族元素，排布於八角樓體的配樓上；p區包括O族、VIIA族、VIA族、VA族、IVA族及IIIA族元素，其按順時針方向依次排布於模型的八角樓體上；d區包括IIB族、IB族、VIIIB、VIIB族、VIB族、VB族、IVB族及IIIB族元素，其按順時針方向依次排布於模型的十角樓體及配樓上；f區包括鑭系和錒系元素，其按原子序數依次增大的順序，以逆時針方向排布於模型的六角樓體及其配樓上；各區中同族元素按元素周期依次增大的順序自上而下排布，同一周期的元素排布於各樓體的同一高度上。
2、 如權利要求1所述立體建築群元素周期教具，其特徵在於所述八 角樓體與其配樓連接的樓面上排布有元素的周期數。
專利摘要本實用新型提供了一種集直觀性、趣味性、創造性為一體的立體建築群元素周期教具，該教具將元素周期律中的元素按價電子構型分為s、p、d、f四個區，並分別排布於立體建築群模型的各樓體上。該立體建築群模型包括六角樓體、八角樓體和十角樓體，且各樓體通過各自的配樓連接成一個整體；所述s區排布於八角樓體的配樓上；p區排布於模型的八角樓體上；d區排布於模型的十角樓體及配樓上；f區包括鑭系和錒系元素，其按原子序數依次增大的順序，以逆時針方向排布於模型的六角樓體及其配樓上；各區中同族元素按元素周期依次增大的順序自上而下排布，同一周期的元素排布於各樓體的同一高度上。該模型中各族元素排布合理，界限分明，形象直觀。
文檔編號G09B1/00GK201259737SQ20082022160
公開日2009年6月17日 申請日期2008年9月16日 優先權日2008年9月16日
發明者宮藺珈, 徐智偉, 王建民, 秦淑琪, 達玉霞 申請人:西北師範大學