高中化学教学中重视数量关系.docx

高中化学教学中重视数量关系化学反应方程式、离子反应方程式以及氧化还原反应中的电子守恒等这些组成化学最基本的知识都涉及一个简单但是十分重要的概念那就是化学中的数量.高中化学研究的化学反应属于微观粒子之间的碰撞、互换以及重组等涉及的数量有时与传统中的一致有时不一致.数量这个概念贯穿了高中化学的始终从元素的概念原子的组成结构分子的组成结构到后来的化学反应方程式、离子反应方程式甚至电子守恒问题都不可能不提到其中的数量变化.事实上任何的物质任何的知识只要是提升到了科学的层面就必然会涉及这个问题.如木炭在空气中会燃烧这只是个常识的问题一旦上升到化学的高度就必然要涉及碳与空气中氧气的反应一个碳原子结合一个氧原子或两个氧原子形成一氧化碳或者二氧化碳而一个氧分子又是两个氧原子构成的.再往里推碳原子和氧原子其中的质子数和电子数都是确定的也正是这些确定的数量赋予了元素的性质.下面结合自己的教学实践对高中化学中涉及的元素、原子、分子、物质等化学概念中的数量关系以及微观与现实中数量的不同和统一问题进行总结和阐述.一、元素与数量元素是一类有着相同质子数的原子的总称是区别各种物质最基本的概念之一.氢是氢元素碳是碳元素氧是氧元素水是氢元素和氧元素组成的元素的概念将这些物质天然地分离开来.同种元素可能有不同种类的几种原子如目前发现的氢元素就有三种原子也就是我们常说的氕、氘、氚它们的原子核内的质子数都是1但是中子数分别为0、1和2原子核外电子与质子数相等都为1所以化学性质完全相同.三种原子的质量相差很大基本上是1∶2∶3的关系在物理性质上有着巨大的差别.氕、氘、氚三种原子就形成了同属异形体在化学界是一个普遍的现象.各种各样的元素的质量在相互比较时由于质量都非常小并且每种元素都有若干种类的原子确实存在着巨大的麻烦.因此对质量这个量的一种统一就成为解决化学问题的一个关键.在化学发展的道路上人们逐渐认识到化学元素以及原子之间的差别的本质就是原子核内质子数和中子数的差别电子数又等于质子数以维持原子的电平衡.而各原子中的质子和中子是没有区别的.实验表明中子和质子的质量几乎相同所以人们引入了相对原子质量这个概念来表示原子的质量与现实中的质量就有了一定的区别.事实上人们发明了更加简便的方法那就是阿伏伽德罗常数这个常数为6.02×1023.这样对于宏观与微观之间的量就通过数联系了起来1mol的碳十二原子的质量就是12g1mol水分子的质量就是18g.二、化学反应与数的关系化学反应的本质是原子之间的重新组合形成新的结构或者新的分子也就是形成了新的物质.化学反应也是离不开数量的不同比例的反应物会生成不同种类的反应产物.例如一个碳原子在充分燃烧时可以与两个氧原子形成CO2是一种无毒的气体但是如果是不完全的燃烧一个碳原子就只能与一个氧原子结合形成CO气体是一种对人类有剧毒的物质.一个氮原子与一个氧原子结合可以形成NO气体这是一种无色的气体但是当其在空气中继续氧化再结合一个氧原子就会生成棕红色的NO2气体.如果在反应时控制反应物的量不准确造成反应失败的可能性也是有的.三、元素化学性质与数量的关系从元素周期表中我们可以得出一个简单而朴素的道理：量变引起质变.数量的逐渐增加到达一个临界时就会形成性质上的变化.以第二个周期为例第一个元素是Li最外层只有一个电子所以容易失去以形成最外层两个电子的稳定状态所以Li有一定的金属性.然后当电子增加一个原子核对核外电子的控制增强了一点原子的半径略微减小失去电子的能力也有所减小所以金属性减弱.随着最外层电子数目的增多达到碳元素最外层有4个电子既可以失去电子带正电也可以得到电子带负电金属性和非金属性都有表现尤其是容易与四个其他原子或基团形成稳定的结构成为了有机物的骨架元素.到达氧元素时最外层电子为6个容易从别的原子处获得电子来形成稳定结构所以有一定的氧化性也容易拿出两个电子与其他元素公用形成共价化合物金属性就完全没有了.再往后就是氟元素最外层只差一个电子就稳定了表现出很强的氧化性.当电子再增加1个最外层达到了最大值8个形成了稳定的结构因此氖元素几乎没有什么化学活性.总之数与量是任何知识上升到科学高度不可避免的一个概念.在高中化学的知识体系中关于数量的概念主要是在潜移默化中对学生的科学思想进行影响.事实上化学学到最后就是各种元素、各种物质甚至各种基团的各种参数的组合和分析.在高中化学学习的过程中重视对数量的作用进行分析和揣摩对于学好高中化学有积极意义.