2019年12月17日 星期二

週期表怎麼排?

門得列夫到底怎麼排週期表?
又為甚麼要排週期表?

之前觀察元素就已經埋下一個伏筆
「金屬和非金屬的分類方式其實很爛...就像我們把這個世界分成人類和非人類一樣...」
「而且許多金屬單純用物理性質根本很難分類...」學生說
所以,19世紀時有許多科學家就試圖想要將這些已知的元素做出更好的分類方式
甚至找出一些規律
「...所以首先我們就要先幫這些元素排序,就像我們排隊(一列)一樣」
「通常我們會用哪些原則來排隊?」
學生提出許多常見的排隊原則
男女、身高、體重、先來後到、年齡...

這些都很好,接下來我們就來討論哪些原則比較有意義
「男女一樣是二分法,和原先的金屬、非金屬沒兩樣啊~~」
「哪個元素先被發現?似乎也不能代表太多意義(其實在鈍氣上還是有一些意義的)」
「年齡,也就是哪個元素在地球上最早出現,好像可以代表一些性質,可能當時的地球環境適合某些元素...但我們也很難知道元素的年齡啊」
「因此我們排隊通常都用身高,因為容易被觀察,但元素...應該看不出身高(身材)吧~~」
「所以我們最早就用元素的質量來排序...」
「但這樣只能排出一列,還是沒有太大意義」
「我們希望可以看出某些規律性,就像我們排隊會分成四列或五列,但甚麼時候要開始分列?而切最好分列出來在同一行有相同的性質...」
「你們覺得用物理性質來看還是化學性質來看比較好?」
「當然是化學性質啊,物理性質都差不多~~」學生從之前觀察元素的經驗很快可以得到這個方向
「沒錯,我們可以看這些東西和氧結合的比例,或其他類似的化學性質,例如都會和水反應等當作分成下一列的原則」
「因此門得列夫將鈉移到第二列,後面依序排列,發現同一行的性質竟然自動就吻合了!」



「老師~~,那如果有些就不吻合呢?」學生問
「沒錯,門得列夫發現有些怎麼沒有吻合?所以他很大膽的將那些沒有吻合的元素空下來,假設他們根本還沒被發現,甚至預測了他們可能的質量和性質...」
「結果,真被他猜中了好幾個!」
「這太神了吧~~」好幾個學生驚呼連連,其實我沒想到他們會對這樣的規律這麼感興趣
「是啊,但門得列夫也有失算的地方,因為他用化學性質類似來分列,但有一系列的東西卻幾乎不和任何物質反應,所以有一行完全消失了,我們後來才補上的」
當然就是鈍氣啦~~
...

雖然沒太多時間讓學生自己來排
但這樣的討論意外中引起不少學生的注意
也算奇葩的一班吧~~