小p老師的理化遊戲房: 週期表

置頂

物理與化學是很有趣的兩門學科，對我來說這兩類的學問幾乎就是許許多多有趣的遊戲。也許有人覺得物理與化學太專門或者太嚴肅，對這一點我想說得是：當你很喜歡這個遊戲的時候，你自然就會慢慢變得很專門，你也會很認真，甚至有時候會很嚴肅。
但是別忘了其中的樂趣，這些樂趣是吸引了許多人投入這個領域的極大誘因。如果你喜歡這兩門學科那很好，請好好的玩它！如果你沒有那麼喜歡，那也無妨，你還是可以從中獲得一些樂趣。

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2021年10月23日

龍山國中2021週期表展

2019年，是門得列夫發現週期表的150年，全世界各地都有許多的活動來紀念，台灣當然也有舉辦盛大的紀念活動。師大邱美虹教授就策劃了一系列的展覽，在全台灣各地展出，還與捷運公司和101合作，把這個紀念活動推廣給更多人知道。

2014年1月7日

用科學史串連的週期表課程

這部份康軒的課本編的其實還不錯，大致上也是跟科學史的進程相同。化學的發展從拉瓦節開始對自然世界的觀察研究，開始想要做一些歸納，到門德列夫最後歸納出一張很有規律的週期表，大概過了一百年。中間有許多化學的思考，非常值得去了解。

拿一些元素sample做觀察。（明年應該進行元素分類活動才對）

門德列夫雖然訂出了週期表，但其實不知道為什麼元素之間會有這樣的關聯性。

2012年2月4日

在週期表上同一直行的稱為「族」，現代化學對於「族」的命名，是以第1~18族來命名（IUPAC的新訂法）。就是以數字做編號就是了。比較舊的方法是把族分成AB兩族，然後前面加上羅馬數字來標示，例如IA, IIA等等。

這兩套系統大家都蠻常用的。但是有一些族還有一些別稱，例如IA族又叫做「鹼金屬族(alkali metal)」，以中文來說，聽起來就像是「鹼性的金屬」這樣的感覺。實際上把這些鹼金屬丟到水裡，還真的就可以把水溶液變成鹼性的。不過alkali這個字的來源，居然可以追溯到十四世紀的阿拉伯人。

根據維基百科上寫：14世紀時，阿拉伯人稱植物的灰燼為kali，逐漸演變到叫做鹼。

另外一個有別名的是第二族，叫做「鹼土金屬」，這名字就更怪了。我本來以為，這是因為第二族的金屬元素，有許多是在我們常見的泥沙礦石中會出現的元素，結果其實並不是這樣的。

查了一下資料，發現了這個說法：資料在這裡

原來以前的化學家在測試金屬性質的時候，有一個會測試的是將金屬氧化之後看氧化物會不會溶於水，結果鹼土金屬這一族的氧化物都不易溶於水。當時的化學家就習慣將這些不溶於水的東西稱為「earth」

稱為earth的原因，不知道是不是跟古希臘的四元素-地、水、風、火有關係。或許四元素中的「地earth」元素的其中一個特性就是「不溶於水」吧

所以鹼土金屬，就變成有「鹼性的alkali」和氧化物不易溶解的「earth」組合起來的alkali earth metal了。

附帶一提，第17族的「鹵素」英文是halogen，halo是「鹽」gen是「形成」，形成鹽類的元素就是鹵素了。

但中文的「鹵」是指鹽類嗎？

維基百科這樣說：「由於鹵素可以和很多金屬形成鹽類，因此英文鹵素（halogen）來源於希臘語halos（鹽）和gennan（形成）兩個詞。在中文裡，鹵的原意是鹽鹼地的意思。」

2011年1月24日

將週期表歷史引進週期表的教學中

去年的行動研究比賽，我把週期表歷史引進週期表的教學中，希望學生更能了解週期表的意義。而不只是把週期表當做工具，把週期表背起來而已。

課程實際進行的紀錄在此

今年把這個方式用在資優生身上，但是更動了一個方式。我讓學生在這學期分好幾週，把這個課程中需要的週期表資料讓學生先查好，填在表中，到上課的時候在拿出來用。不過由於查到的資料比較亂，學生也有些漏查的，所以最後我還是用了卡片。

寄件者週期表的歷史

比較用功的，有把東西準備齊全的，就可以用自己的卡片來玩

寄件者週期表的歷史

每年在上上學期第六章的化學課程時，常常都覺得課程的內容很亂。元素、化合物、原子內部結構、原子說等等這些觀念好像東一塊，西一塊的。有很多的定義要記憶。這個部分教起來學起來都很痛苦。

但如果從化學發展的歷史去切入思考，想一想這些化學家想做什麼事情，達成什麼事情，整個理路就會清楚了。

十八世紀中後段，化學家忙的事情是把「複雜的東西變單純」。把複雜的東西想辦法「拆開」，然後檢驗性質。於是有了純物質、混合物的概念。然後把純物質再想辦法拆，拆的掉的就是化合物，拆不掉的就是元素了。

這一段時間，除了把東西拆掉之外，另一件大事情，就是「找新元素」了。像是普利士利、舍勒等人。

接下來把這些純物質或元素做深入的研究，就又發現了許多珍貴的化學知識。像是拉瓦節發現的燃燒的本質。普魯斯特發現的定比定律等等。

到了1803年道耳吞提出原子說，嘗試著把他之前所發現的化學原則整合到原子說中。這個學說非常成功，統治當時化學界近一百年。接著到了1884年阿瑞尼士發表了電離說，挑戰了原子說，1897年的湯木生發現電子，正式的宣告原子說需要被修正。進入20世紀之後，就是原子內部結構的研究了。拉塞福、查兌克是初期的代表人物。

在19世紀的另外一條支線就是週期表的訂立。從17~18世紀化學家找到越來越多的元素之後，化學家開始有個想法：這些元素之間有沒有一些關連呢？當時的化學家完全不知道什麼原子、原子核、電子的，只能藉由巨觀的化學實驗來檢驗元素的性質。結果一部分的化學家隱約覺得這些元素的背後，似乎有些規則關連。於是他們就努力的想把這些元素做出分析歸類。

於是從1829年，德培萊納提出的三元素組。到1862年，德尚寇斯特把當時發現的62種元素按照原子量大小排列畫在紙上，捲成圓筒狀，發現某些規律。1864年，邁耶爾提出六組元素。1865年紐藍茲提出來八音律說。

到了1869年，這些努力在門德列夫手上集大成。他從化學元素的性質著手，修正當時認為正確的元素原子量，並在週期表上留下空位，認為有些元素尚未被發現。建立現代元素週期表的模型。

這些努力，讓原本雜亂無章的元素性質彼此開始有了某種關係。而這種關係終於在二十世紀，發現了質子、中子與電子之後，獲得了解。1914年的莫色勒發現了元素的主要性質和質子數的關係。發現了原來元素能這樣乖乖的在週期表上排好，是因為質子數的關係。

兩條線，就這樣兜起來了。我覺得超酷！