一种元素周期表教具

技术领域

本公开至少一实施例涉及一种元素周期表教具。

背景技术

化学作为自然学科，重要性不言而喻。而初中化学由于中考占比较低，导致学生和家长重视程度不高，元素周期表则是化学的重中之重，但如果只是一张表格去背诵，则显得枯燥乏味，所以需要一种元素周期表的教具来解决该问题。

发明内容

本公开至少一实施例提供一种视听元素周期表装置，该元素周期表教具，包括：主体，以及设置在主体内部的控制器、存储芯片以及电源，所述主体1上表面设置有按键以及显示模块，所述按键的表面或所述按键的旁边设置有化学元素的符号，按下所述按键则所述显示模块可以显示所述化学元素的介绍。

优选的，所述控制器为单片机控制器。

优选的，所述电源为锂电池。

优选的，还包括设置在所述主体上的扬声器，按下所述按键则所述显示

模块可以显示所述化学元素的语音介绍。

优选的，所述按键为机械按键。

优选的，所述按键为静电触摸按键。

优选的，所述显示模块显示所述化学元素的介绍包括文字介绍和图画介绍。

优选的，所述图画介绍为原子核画面。

优选的，按下多个所述按键，即可显示多个所述按键组成的化合物的介绍。

本发明提供的该元素周期表教具，包括：主体1，以及设置在主体1内部的控制器、存储芯片以及电源，所述主体1上表面设置有按键以及显示模块，所述按键的表面或所述按键的旁边设置有化学元素的符号，按下所述按键则所述显示模块可以显示所述化学元素的介绍。按下按键，本装置将按键上的元素的物理性质、化学性质、制备方法、主要用途、使用禁忌等都通过屏幕3呈现，该装置能帮助初三学生系统地学习和记忆在化学学习中出现常见元素；能有效提高学生学习化学的兴趣；也有助于学生理解初中化学的整体框架以及相关生活应用。特别是学习能力不是特别强的学生，可以通过课后重新观看加深对内容的记忆，使他们学习化学更轻松。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。

图1为本公开一实施例提供的一种元素周期表教具的结构示意图；

图2为本公开一实施例提供的一种元素周期表教具的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“内”、“外”、“上”、“下”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

本公开中的附图并不是严格按实际比例绘制，各个结构的具体地尺寸和数量可根据实际需要进行确定。本公开中所描述的附图仅是结构示意图。

本发明提供的该元素周期表教具，包括：主体1，以及设置在主体1内部的控制器、存储芯片以及电源，所述主体1上表面设置有按键2以及显示模块，所述按键2的表面或所述按键2的旁边设置有化学元素的符号，按下所述按键2则所述显示模块可以显示所述化学元素的介绍。按下按键2，本装置将按键2上的元素的物理性质、化学性质、制备方法、主要用途、使用禁忌等都通过屏幕3呈现，该装置能帮助初三学生系统地学习和记忆在化学学习中出现常见元素；能有效提高学生学习化学的兴趣；也有助于学生理解初中化学的整体框架以及相关生活应用。特别是学习能力不是特别强的学生，可以通过课后重新观看加深对内容的记忆，使他们学习化学更轻松。

进一步的，还包括设置在所述主体1上的扬声器4，按下所述按键2则所述显示模块可以显示所述化学元素的语音介绍。

优选的，所述电源为锂电池，同样也可以设计为直接插电源插座上。

优选的，还包括设置在所述主体1上的扬声器4，按下所述按键2则所述显示模块可以显示所述化学元素的语音介绍。在显示的基础上加上语音，更加适合记忆。

优选的，所述按键2为机械按键，机械按键较为经济。

优选的，所述按键2为静电触摸按键，静电触摸按键较为时尚美观。

优选的，所述显示模块显示所述化学元素的介绍包括文字介绍和图画介绍。通过多名初三老师的推敲，写出了30种元素的语音信息和对应的原子结构示意图和28种两种元素组成的化合物的相关知识，由大学化学专业教授和初三资深化学老师制定音频内容。

优选的，按下多个所述按键2，即可显示多个所述按键2组成的化合物的介绍。

优选的，控制器为单片机控制器，进一步的，单片机为STM32单片机，本装置通过编程将每一种元素的信息放在存储芯片里，每一个元素都由一个物理按键2控制。当按下元素按键2时，STM32单片机获取按键2的状态，识别按键2信息后，会马上调取存储芯片中的语音信息，通过串口发送到语音模块借助扬声器4播放出来；同时还读取元素周期表的原子结构信息，通过OLED屏幕3显示。如果在按键2按下一分钟内没有另外操作，显示就会恢复到初始显示界面。

借助编程软件：keil4，在keil4环境下，利用C语言编程，实现按键2的检测，元素、化合物选择等逻辑代码的实现，存储芯片驱动程序的编写，存储芯片数据写入，LCD显示屏驱动程序的编写，语音模块驱动程序的编写。

通过PCtoLCD软件对原子结构图片，以及元素的描述汉字进行取模(转换为2进制文件)，导入元素信息、化合物信息调试，绘制原子结构示意图，导入存储芯片，调试装置。

优选的，按下多个按键2，即可显示多个按键2组成的化合物的介绍。化合物显示原理，在一个元素按键2按下时，程序跳转到“等待下一个按键2按下的状态”，一直等待下一个元素按键2的按下，当检测到下一个元素按键2按下时，程序会判断按下的两个元素是什么，然后向提前录入好的化合物表中检索出包含已按下元素的化合物，并进行该化合物的显示和语音播报，比如当出现H和O元素，我们就从表中选出包含H和O的化合物H

以下为显示在屏幕3上以及语音播报的元素的介绍内容：

H，氢元素，原子序数为1，原子核内有1个质子，没有中子，最外层有1个电子，为非金属元素，常显正一价。由氢元素组成的单质为氢气H

He，氦元素，原子序数为2，原子核内有2个质子，2个中子，最外层有2个电子的稳定结构，为非金属元素。由氦元素组成的单质为氦气He，化学性质很稳定，稀有气体广泛应用到光学、冶金和医学等领域中。氦气密度很小，常用于充氦气球。

Li，锂元素，原子序数为3，原子核内有3个质子，4个中子，最外层有1个电子，为金属元素，常显正一价。由锂元素组成的单质为银白色的金属Li，是最轻的金属，广泛应用于锂电池。金属锂的化学性质非常活泼，能形成致密的氧化膜。

Be，铍元素，原子序数为4，原子核内有4个质子，5个中子，最外层有2个电子，为非金属元素，常显正二价。由铍元素组成的单质为灰白色的金属Be，铍及其化合物都有剧毒。铍既能溶于酸也能溶于碱液，是两性金属，铍主要用于制备合金。

B，硼元素，原子序数为5，原子核内有5个质子，6个中子，最外层有3个电子，为非金属元素，常显正三价。单质硼为原子晶体。硼在自然界中的含量相当丰富，硼砂在古代作为药物。

C，碳元素，原子序数为6，原子核内有6个质子，6个中子，最外层有4个电子，为非金属元素，常显正二价、正四价。碳在自然界中存在多种单质——金刚石、石墨、C

N，氮元素，原子序数为7，原子核内有7个质子，7个中子，最外层有5个电子，为非金属元素，常显负三价、正二价、正三价、正四价、正五价。由氮元素组成的单质是氮气N2，是空气中最多的成分，氮气是无色无味的气体，化学性质不活泼，常作保护气。液氮可做制冷剂。

O，氧元素，原子序数为8，原子核内有8个质子，8个中子，最外层有6个电子，为非金属元素，常显负二价。由氧元素组成的单质是氧气O2，密度比空气略大。氧气可供给生物呼吸，化学性质活泼，能与很多物质反应，有助燃性。

F，氟元素，原子序数为9，原子核内有9个质子，10个中子，最外层有7个电子，为非金属元素，常显负一价。由氟元素组成的单质氟气F2，是一种剧毒的气体，化学性质非常活泼，具有极强的腐蚀性。但其化合物性质稳定，常用在牙膏中防止蛀牙。

Ne，氖元素，原子序数为10，原子核内有10个质子，10个中子，最外层有8个电子呈稳定结构，为非金属元素。由氖元素组成的单质为氖气Ne，化学性质很稳定，常用在霓虹灯上。

Na，钠元素，原子序数为11，原子核内有11个质子，12个中子，最外层有1个电子，为金属元素，常显正一价。由钠元素组成的单质金属钠Na，是一种银白色的活泼的金属，能与水发生激烈的反应，生成氢氧化钠和氢气。钠离子是细胞外液中的主要离子，维持体内的酸碱平衡。

Mg，镁元素，原子序数为12，原子核内有12个质子，12个中子，最外层有2个电子，为金属元素，常显正二价。由镁元素组成的单质金属镁Mg，是一种银白色的活泼的金属，能与水反应生成氢气。镁在空气中燃烧发出耀眼的白光，所以照明弹里会加入镁。镁能在二氧化碳中燃烧，因此镁燃烧不能用二氧化碳灭火器灭火。

Al，铝元素，原子序数为13，原子核内有13个质子，14个中子，最外层有3个电子，为金属元素，常显正三价。由铝元素组成的单质金属铝Al，具有良好的导热性、延展性，是重要的工业金属之一。铝表面会形成一层致密的氧化铝薄膜Al

Si，硅元素，原子序数为14，原子核内有14个质子，14个中子，最外层有4个电子，为非金属元素，常显正四价。由硅元素形成的单晶硅是非常重要的半导体材料。

P，磷元素，原子序数为15，原子核内有15个质子，16个中子，最外层有5个电子，为非金属元素，常显正五价。由磷元素组成的单质白磷、红磷、黑磷，在空气中充分燃烧生成五氧化二磷，产生大量白烟。

S，硫元素，原子序数为16，原子核内有16个质子，有16个中子，最外层有6个电子，为非金属元素，常显负二价，正四价，正六价。由硫元素组成的单质为硫磺S，是淡黄色的晶体，有特殊臭味，易燃烧，产物是二氧化硫。二氧化硫在空气中与水结合形成亚硫酸，亚硫酸与空气中的氧气发生化合反应生成硫酸，从而造成硫酸型酸雨。由硫元素组成的常见化合物有硫化物、硫酸盐等，硫化物通常有剧毒。

Cl，氯元素，原子序数为17，原子核内有17个质子，有18或20个中子，最外层有7个电子，为非金属元素，常显负一价。由氯元素组成的单质为氯气Cl

Ar，氩元素，原子序数为18，原子核内有18个质子，22个中子，最外层有8个电子，为非金属元素。由氩元素组成的单质为氩气He，氩气是一种惰性气体，在常温下与其他物质均不起化学反应，在高温下也不溶于液态金属中，在焊接有色金属时更能显示其优越性。可用于灯泡充气和对不锈钢、镁、铝等的电弧焊接，即“氩弧焊”

K，钾元素，原子序数为19，原子核内有19个质子，有20个中子，最外层有1个电子，为金属元素，显正一价。金属钾呈银白色，质软，可用小刀切割，密度比水小，化学性质非常活泼，与水剧烈反应，甚至在冰上也能着火，生成氢氧化钾和氢气。钾在自然界没有单质形态存在，钾元素以盐的形式广泛的分布于陆地和海洋中。

Ca，钙元素，原子序数为20，原子核内有20个质子，有20个中子，最外层有2个电子，为金属元素，常显正二价。金属钙呈银白色，动物的骨骼、蛤壳、蛋壳都含有碳酸钙。可用于合金的脱氧剂、油类的脱水剂、冶金的还原剂、铁和铁合金的脱硫与脱碳剂以及电子管中的吸气剂等。

Mn，锰元素，原子序数为25，原子核内有25个质子，有30个中子，为金属元素。金属锰呈银白色，纯净的锰比铁稍软，含少量杂质的锰坚而脆，潮湿处会氧化。由锰元素组成的常见化合物有高锰酸钾、锰酸钾、二氧化锰等。

Fe，铁元素，原子序数为26，原子核内有26个质子，有30个中子，为金属元素，常显正二、正三价。金属铁呈银白色，铁粉为黑色。铁分布较广，位居地壳含量第四。铁制品在生活中应用广泛，是年产量最高的金属。人体中也含有铁元素，+2价的亚铁离子是血红蛋白的重要组成成分，用于氧气的运输。常用于炼铁的铁矿石有：Fe

Cu，铜元素，原子序数为29，原子核内有29个质子，有34或36个中子，为金属元素，常显正二价。纯铜较软，呈紫红色，延展性好，导热性和导电性高，因此在电缆和电气、电子元件是最常用的材料。铜可以组成众多种合金，其中最重要的数青铜和黄铜。最常见的铜化合物是二价铜盐，其水溶液常呈蓝色。铜质建筑结构受腐蚀后会产生铜绿(碱式碳酸铜)。装饰艺术主要使用金属铜和含铜的颜料。

Zn，锌元素，原子序数为30，原子核内有30个质子，有35个中子，为金属元素，常显正二价。金属锌呈银白色，化学性质活泼，易与酸反应生成氢气，也易从溶液中置换金、银、铜等。锌主要用于钢铁、冶金、机械、电气、化工、轻工、军事和医药等领域。锌在自然界中，多以硫化物状态存在，主要含锌矿物是闪锌矿。

Ag，银元素，原子序数为47，原子核内有47个质子，有61个中子，为金属元素，常显正一价。金属银呈银白色，为导电性最佳的金属。银的化学性质不活泼，不与非氧化性酸反应，但可与硝酸反应生成硝酸银。银在自然界中含量不多，少量以单质形式存在，但更多地以化合态存在。

Au，金元素，原子序数为79，原子核内有79个质子，有118个中子，为金属元素，常显正三价。其单质为黄金，质软，是延展性最好的金属之一。在很多世纪以来一直都被用作货币、保值物及珠宝。金的化学性质不活泼，与硝酸也不反应，但可以被氯、氟、王水及氰化物侵蚀。在自然界中，金以单质的形式存在。

Hg，汞元素，原子序数为80，原子核内有80个质子，有120个中子，为非金属元素，常显正二价。单质汞，俗称水银，呈闪亮的银白色，是唯一一种常温常压下为液态的金属。汞的化学性质稳定，不溶于酸也不溶于碱。汞常温下即可蒸发，汞蒸气和汞的化合物多有剧毒(慢性)。汞在自然界中分布量极小，被认为是稀有金属，但是人们很早就发现了水银。天然的硫化汞又称为朱砂，由于具有鲜红的色泽，因而很早就被人们用作红色颜料。

I，碘元素，原子序数为53，原子核内有53个质子，有74个中子，最外层有7个电子，为非金属元素，常显负一价。单质碘I

Ba，钡元素，原子序数为56，原子核内有56个质子，有81个中子，最外层有2个电子，为金属元素，常显正二价。金属钡是一种柔软的有银白色光泽的碱土金属，化学性质十分活泼，从来没有在自然界中发现钡单质。钡在自然界中最常见的矿物是重晶石(硫酸钡)和毒重石(碳酸钡)，二者皆不溶于水，但碳酸钡可溶于酸。钡的化合物用于制造烟火中的绿色(以焰色反应为原理)。电解熔融的氯化钡或用铝还原氯化钡，可制得金属钡。

以下为显示在屏幕3上以及语音播报的化合物的介绍内容：

H

H

CO

CO：一氧化碳是由碳、氧两种元素组成的化合物，通常状况下为是无色、无臭、无味的气体。难溶于水。化学性质上，一氧化碳具有还原性，是工业炼铁的还原剂；同时具有毒性，较高浓度时能使人出现不同程度中毒症状，危害人体的脑、心、肝、肾、肺及其他组织，甚至电击样死亡。

MnO

P

SO

Fe3O4：四氧化三铁是一种无机物，为具有磁性的黑色晶体，故又称为磁性氧化铁，是磁铁矿的主要成分。铁丝在氧气里燃烧会生成四氧化三铁。

Fe

FeO：氧化亚铁是一种无机物。是铁的氧化物之一。其外观呈黑色粉末，它的矿物形式为方铁矿。FeO可溶于盐酸或稀硫酸，并分别生成氯化亚铁和硫酸亚铁。

NaCl：氯化钠是一种无机离子化合物，无色立方结晶或细小结晶粉末，味咸。外观是白色晶体状，其来源主要是海水，是食盐的主要成分。易溶于水。不纯的氯化钠在空气中有潮解性。氯化钠稳定性比较好，其水溶液呈中性，工业上一般采用电解饱和氯化钠溶液的方法来生产氢气、氯气和氢氧化钠及其他化工产品，医疗上用来配置生理盐水，生活上可用于调味品。

KCl：氯化钾是一种无机离子化合物，氯酸钾分解制氧气的另一种产物。农业上则是一种钾肥。在医学上，氯化钾主要用来治疗各种原因引起的低钾血症。

MgO：氧化镁是一种离子化合物。常温下为一种白色固体。氧化镁以方镁石形式存在于自然界中，是冶镁的原料。镁燃烧产生大量的白烟即为MgO固体。

CuO：氧化铜是一种无机物，是一种铜的黑色氧化物，不溶于水，易溶于酸。高温或加热条件下通入氢气或一氧化碳可还原为金属铜。

CaCl

CaO：氧化钙是一种无机化合物，俗名生石灰。物理性质是表面白色粉末，不纯者为灰白色，含有杂质时呈淡黄色或灰色，具有吸湿性，可做干燥剂。易从空气中吸收二氧化碳及水分。与水反应生成氢氧化钙并产生大量热，有腐蚀性。

CH

Al

HCl：一个氯化氢分子是由一个氯原子和一个氢原子构成的，是无色有刺激性气味的气体。其水溶液俗称盐酸，学名氢氯酸。氯化氢极易溶于水，在0℃时，1体积的水大约能溶解500体积的氯化氢。氯化氢主要用于制染料、香料、药物、各种氯化物及腐蚀抑制剂。对上呼吸道有强刺激，对眼、皮肤、黏膜有腐蚀。其水溶液为盐酸，浓盐酸具有挥发性。

MgCl

ZnCl

FeCl

CuCl

AlCl

AgCl：氯化银是一种无机物。外观为白色粉末，不稳定，易见光分解变紫并逐渐变黑。氯化银难溶于水，难溶于稀硝酸。因此在实验室中它常被用来测定样品的含银量。在很古老的，不是非常敏感的照片胶卷、胶版和胶纸上有使用氯化银。

BaCl

Na

NH

本装置类似于电子词典或公式表，学生可以随时查阅不懂的元素，以及其相关的知识。比如：当课堂上有一些听不太懂，或者当时听懂但没有很好的记忆下来的时候，学生通过课下对教具的摆弄、学习，能进一步加深对于元素内容以及相关知识的理解和记忆。

本装置操作方便，打开电源开关，按下想要了解的元素，屏幕3上出现该元素的原子结构示意图，语音解读元素的特点、性质、周边等。本作品以元素为切入点，将初中化学进行了有效的重构。

如果学生手中有这一件作品，当课堂上有一些听不太懂，或者当时听懂没有很好的记忆下来的时候，他们可以自主学习这些内容。这能有效加深学生对于元素和化合物内容的理解和记忆。

教具中还介绍了一些化学的科普内容，比如锂电池、硼砂等的介绍，提高了学生对于化学学习的兴趣，也有利于学生了解化学在生活中的重要作用。

本教具学习便利，而且几乎把30种元素和28种化合物的特征、性质、作用都有提及，使学生能感受到化学的重要性。同时，又联系生活，联系一些前沿的应用，使学生能摒弃分数论，真正的因为喜爱化学而更努力的学习化学。

以上所述仅是本发明的示范性实施方式，而非用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。