对中学化学基本概念教学的探讨

摘要:基本概念教学是化学教学的基础和重要内容,引导学生正确理解分子、原子质量、原子质量数和原子量、电价数、共价数和氧化等基本概念及其相互区别,是中学化学教学的难点和重点。

关键词:分子 原子质量 基本概念 难点 探讨

在中学化学教学中,基本概念,是教学的基础,也是教学的重点和难点,学习基本概念时应注意概念的准确性。现探讨如下。

一、正确理解分子的概念

分子是物质结构的一个层次,它是保持物质化学性质的微粒。对于分子概念的理解,要注意如下几点:

1.分子的独立性

分子是能独立存在的微粒。二氧化硅晶体是由大量Si和O原子组成的原子晶体,虽然其中Si和O原子数的最简整数比是1 :2,它的化学式可以写成SiO2,但晶体中并没有能独立存在的SiO2单位,就不能说SiO2是由分子构成的。

2.分子的微粒性

分子具有微粒性。即使是高分子,如牛胰岛素,大约由1500个H、C、N、O、S原子组成,分子量达12000,但它仍然具有微粒性。高分子溶液中分散的质点,仍然是一个个具有微粒性的高分子。SiO2晶体由大量Si和O原子堆积而成,有种说法,认为二氧化硅晶体是一个大分子,这种说法看来是不妥当的。因为把SiO2晶体看成是一个大分子,是和分子的微粒性不符合的,这是把宏观和微观两个不同概念混淆了。

3.并不是一切物质都有分子这个结构层次

离子晶体、原子晶体和金属晶体中并不存在分子这个结构层次,只有能形成分子晶体的物质才有分子这个结构层次。稀有气体是由原子组成的,不要硬把分子这个层次强加给稀有气体,认为稀有气体是单原子分子,这种说法是不妥当的。

二、原子质量、原子质量数和原子量的区别

1.原子质量

具有一定数目的质子和中子的一种原子,叫做核素,如168O。某核素的一个原子的质量,叫做核素的原子质量。原子质量是一个原子的真实质量,它不用千克作单位,否则所得数值太小,使用不方便。如1个168O原子的质量是2.657×10-26kg等。

原子质量是有单位的,叫做原子质量单位(a.u.),它等于一个12C核素原子质量的1/12。如168O的原子质量是15.999914a.u.。

2.原子质量数

一个核素的原子质量的最接近的整数,叫做原子质量数。如一种氧的原子质量是15.999914a.u.,它的原子质量数为16。原子质量数在数值上等于核内质子数和中子数之和。

3.元素的原子量

元素的原子量是某元素的一个原子的平均质量对12C核素的一个原子的质量的1/12之比,也就是该元素按其各种稳定同位素(核素)的原子质量和原子百分数(丰度)计算出来的平均值。如氯元素有35 Cl和37Cl两种稳定同位素。35C的原子质量是34.96885a.u.,占75.53%;37C的原子质量是36.96590a.u.,占24.47%。所以氯元素的原子量是34.96885×0.7553+36.96590×0.2447=35.458。如果按稳定同位素的原子质量数计算,得出的是氯元素的近似原子量,为35×0.7553+37×0.2447≈35.5。

注意:

(1)原子量是对元素而言的,原子质量和原子质量数是对一个核素而言的。

(2)原子量和原子质量数没有单位,而原子质量有单位。

(3)原子量的数值与核素的丰度有关,而原子质量,原子质量数与丰度无关。

三、电价数、共价数和氧化数

化合价是指元素化合时彼此的数量关系,即元素化合时其原子个数是以怎样的比值进行的这一性质。电价和共价是指两类化合物。电价存在于离子化合物中。元素的一个原子形成离子化合物时所得到或失去的电子数,就称为电价数。电价数有正、负之分。如MgO中镁显+2价,氧显-2价。在共价化合物中元素的化合价叫共价,其值等于这种元素的一个原子跟其他元素的原子化和时所形成的共用电子对数。共价数没有正、负之分。如水中氢为1价,氧为2价。有时共价数不能从分子式直接推出,只能根据分子结构来确定。

氧化数是对原子而言的。它表示化合物分子中各元素原子在形式上或表观上所带的电荷数。氧化数是某元素的一个原子的荷电数,这种荷电数由假设把每个键中的电子指定给电负性更大的原子而求得。

例如,过氧化氢分子中氢原子氧化数为+1,氧原子的氧化数为-1。一般说来,原子在离子化合物中的氧化数跟它(离子)所带的电荷数相同,共价化合物中原子的氧化数等于两原子间偏移的共用电子对数。

元素的化合价和原子的氧化数的区别如下表。

中学课本中所说的元素化合价实际上常指原子的氧化数,或者说化合价和氧化数概念往往混用。

作者单位:山西太原师范学院化学系