摘 要:元素及其化合物的知識是中學化學的核心內(nèi)容之一,它是化學基本概念、基本理論、化學計算、化學實驗等知識的載體和基石。但元素化合物知識點多,內(nèi)容龐雜,知識容易遺忘,鞏固難。對物質(zhì)的性質(zhì)可以從結(jié)構(gòu)、元素周期律和元素周期表、物質(zhì)所屬類別、代表物的性質(zhì)、化合價、活動順序、特性等方面理解和把握。
關(guān)鍵詞:元素 物理性質(zhì) 化學性質(zhì) 化合價 元素周期律 活動順序
元素及其化合物的知識是中學化學的核心內(nèi)容之一,它是化學基本概念、基本理論、化學計算、化學實驗等知識的載體和基石。元素化合物種類繁多、結(jié)構(gòu)復雜、性質(zhì)多變、化學實驗現(xiàn)象絢麗多彩,這正是化學的魅力所在。元素化合物內(nèi)容多、知識點多,一學就懂,但記憶量大、化學方程式多、知識容易遺忘、鞏固難等特點,大多數(shù)同學對這部分內(nèi)容掌握得不是很牢固,尤其是在物質(zhì)性質(zhì)的運用上不那么得心應手。筆者經(jīng)過多年的教學實踐,對物質(zhì)的性質(zhì)的學習可以從結(jié)構(gòu)、元素周期律和元素周期表、物質(zhì)所屬類別、代表物的性質(zhì)、化合價、活動順序、特性等方面理解和把握。
一、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)系無疑是貫穿學習元素及化合物始終的一條主線
原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)的性質(zhì),其中原子結(jié)構(gòu)中最外層電子數(shù)的多少,原子半徑的大小,化學鍵類型和強弱,決定了物質(zhì)的化學性質(zhì)。例如Na原子最外層只有一個電子,半徑較大,易失去最外層的電子而表現(xiàn)出較強的金屬性。N2從N原子最外層有5個電子,半徑較小推測化學性質(zhì)理應比較活潑,但是N2化學性質(zhì)穩(wěn)定,原因是N2分子中含N≡N,鍵能大,破壞化學鍵需要較多的能量,故其化學性質(zhì)不活潑?;瘜W鍵的類型、共價鍵的極性,晶體類型,對溶解性、硬度、熔沸點、導電性等物理性質(zhì)起決定性作用。如CO2和SiO2均為ⅣA族元素的最高價氧化物,C和Si的化合價均為+4價,原子最外層都有4個電子,但物理性質(zhì)如狀態(tài)、熔沸點、硬度相差很大,原因是固態(tài)CO2屬于分子晶體,后者屬于原子晶體。
二、元素周期律是元素性質(zhì)內(nèi)在聯(lián)系的體現(xiàn),對元素及化合物的學習起指導作用
根據(jù)元素在周期表中位置和同周期元素金屬性、非金屬性的遞變規(guī)律、同主族元素的相似性,遞變性規(guī)律來理解元素的性質(zhì),不但如此,其同種類型的化合物也具有相似性和遞變性等特點。例據(jù)鹵素性質(zhì)的遞變規(guī)律,推測原子半徑最大的鹵素——砹(At)及其化合物可能具有的性質(zhì)是:①砹單質(zhì)為有色固體,易溶于有機溶劑;②HAt不穩(wěn)定很容易分解;③AgAt為有色的、難溶于水的鹽;④NaAt易溶于水;⑤HAt的水溶液呈強酸性等。
三、類別:同一類別物質(zhì)有其通性
如學習某種酸,就要回顧酸有哪些通性?(與酸堿指示劑作用、與金屬單質(zhì)反應、與堿性氧化物反應、與堿的中和反應、與鹽間的復分解反應),再如碳酸鹽均能與H+作用產(chǎn)生CO2、弱酸的酸式鹽既能與強酸反應又能與強堿反應等。所以,學習化學性質(zhì)時首先根據(jù)分類規(guī)律判斷物質(zhì)所屬類別,再回顧該類物質(zhì)的通性推測可能的性質(zhì)。
四、代表物:一般代表物是某一族元素的單質(zhì)或化合物的代表,或某一類別物質(zhì)的代表
如Na是堿金屬的代表,代表的是活潑金屬。Cl2是鹵素的代表,代表的是活潑的非金屬單質(zhì)。有機物中的甲烷、乙烯、乙炔、溴乙烷、苯酚、乙醇、乙醛、乙酸、乙酸乙酯等更是同系物的代表,其性質(zhì)有相似之處,我們應掌握代表物的性質(zhì),然后可以從個別到一般進行演繹。
五、化合價:體現(xiàn)元素間化合的數(shù)目特性的用語
從另一角度可以通過元素的價態(tài)和性質(zhì)的關(guān)系從氧化還原角度分析物質(zhì)的氧化性和還原性,根據(jù)性價規(guī)律可知,“高價氧化低價還,中間價態(tài)兩俱全”。通過分析組成物質(zhì)元素的化合價,來推導物質(zhì)可能具有的氧化性和還原性。例如硫元素的單質(zhì)和化合物的學習,利用化合價與物質(zhì)的氧化性還原性的關(guān)系可知,硫化氫和金屬硫化物中硫的化合價為-2價,主要體現(xiàn)還原性,三氧化硫和硫酸中硫的化合價為+6價,故三氧化硫和濃硫酸具有氧化性,而S、SO2、H2SO3、Na2SO3等,硫的化合價處在中間價態(tài),故它們既有氧化性又有還原性。
六、活動性順序:利用金屬活動性順序和非金屬活動性順序,推導元素的單質(zhì)(原子)或離子的金屬性和非金屬性、氧化性和還原性的遞變
例如金屬的活動性越強,單質(zhì)的還原性越強,對應金屬離子氧化性越弱。非金屬的活動性越強,單質(zhì)的氧化性越強,對應陰離子、非金屬氫化物的還原性越弱,反之越強。
七、特性:物質(zhì)不同于其他物質(zhì)的性質(zhì)
我們在理解某一主族或某一類別物質(zhì)的通性時個別物質(zhì)的特性就需要記憶,如碘的升華,遇淀粉溶液變藍,F(xiàn)2和水反應的生成物不是次氟酸和氫氟酸,而是氫氟酸和氧氣。物質(zhì)的特性應結(jié)合實驗下工夫去記憶。
作者單位:陜西省漢中市南鄭縣南鄭中學