張淑琴

同位素和同素異形是物質(zhì)分類中的兩個(gè)不同概念，由于都有“同”和“素”字，所以常常造成混淆，以至于有的學(xué)生提出H2和D2是不是同素異形體的問題.下面圍繞這兩個(gè)概念進(jìn)行深入探討.

一、 同位素

1.元素、核素、同位素概念的相互關(guān)系

元素是具有相同核電荷數(shù)（質(zhì)子數(shù)）的同一類原子的總稱.

質(zhì)子數(shù)決定了元素的種類，質(zhì)子數(shù)相同時(shí)中子數(shù)可以不同.我們把具有一定數(shù)目質(zhì)子和一定數(shù)目中子的原子叫做核素.這樣，同一元素可能存在幾種核素，這幾種核素之間互稱同位素，意思是在元素周期表中占有同一位置.同位素是同一元素的核素之間的稱謂，但習(xí)慣上我們常把某核素說成是該元素的同位素，例如126C是碳的一種同位素.

2.同位素的分類

同位素可以分為兩類，一類是自然界存在的，叫做天然同位素；另一類是在人工核反應(yīng)中產(chǎn)生的人造同位素.一般來講天然同位素都比較穩(wěn)定，而人造同位素大都是有放射性.已知Na、Al、Ne、F等20種元素都只有一種天然同位素，它們的人造同位素都已被制得.各元素的同位素?cái)?shù)目不等，例如：H、C、O各有3種，Sn的天然同位素最多，共有10種.從另一角度來分，我們又可以把只存在一種天然同位素的元素稱單一核素元素，有多種天然同位素的元素稱多核素元素.

3.怎樣理解同位素的化學(xué)性質(zhì)基本相同

元素的性質(zhì)包括物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，同位素之間中子數(shù)不同，相對(duì)原子質(zhì)量不同，由同位素組成的單質(zhì)或化合物的相對(duì)分子質(zhì)量也不同，導(dǎo)致D2密度是H2的2倍.，重水密度也明顯高于普通水，所以同位素構(gòu)成的物質(zhì)物理性質(zhì)還是有明顯差異的.下表列出重水和普通水的性質(zhì)差異：

1H2O1D2O相對(duì)原子質(zhì)量11812025℃密度/gcm-310.94711.0108熔點(diǎn)℃10.0013.79沸點(diǎn)℃1100.001101.41蒸發(fā)熱/kJ·mol-1 140.67141.625℃ Kw11.01×10-1411.35×10-15元素的化學(xué)性質(zhì)決定于核外電子排布，其中主要是價(jià)電子數(shù).同位素的質(zhì)子數(shù)相同，核電荷數(shù)相同，原子的電子層結(jié)構(gòu)完全相同，所以化學(xué)性質(zhì)基本相同，但中子數(shù)不同對(duì)元素的化學(xué)性質(zhì)也會(huì)造成微弱的影響，從表中可以看到H2O和D2O的離子積不同，D2O是比H2O更弱的電解質(zhì)，金屬Na與D2O的反應(yīng)比與H2O反應(yīng)慢得多，若以重水代替水做溶劑，則化學(xué)反應(yīng)速率下降10%～20%，重水的電解速率是普通水的1/5，利用這一差異可以從水中富集重水.

二、同素異形體

同一元素形成性質(zhì)不同的單質(zhì)叫這種元素的同素異形體，近20多年人們對(duì)同素異形體的研究進(jìn)展迅速，制得了意想不到的的同素異形體.例如C60、N5、碳納米管、單層石墨片等.這些同素異形體往往具有優(yōu)良的理化性質(zhì)，有的已經(jīng)成為材料科學(xué)新成員，在科研和生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用前景.

1. 哪些元素可形成同素異形體

化學(xué)元素大致可分為非金屬和金屬元素兩大類，非金屬中的稀有氣體元素具有穩(wěn)定的電子層結(jié)構(gòu)，其單質(zhì)由單原子直接構(gòu)成，不可能形成同素異形體.氫和鹵素只差1個(gè)電子就達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，通過共用電子對(duì)形成1個(gè)共價(jià)單鍵，即可達(dá)到飽和，所以氫和鹵素都是雙原子分子，也不可能以其他形式構(gòu)成分子，至今也尚未發(fā)現(xiàn)其同素異形體.判斷，MnO-4溶液是紫紅色的，F(xiàn)e2+溶液是淺綠色的，F(xiàn)e3+溶液是棕黃色的；另外還有沉淀物顏色之分，CaCO3是白色，Cu（OH）2是藍(lán)色，F(xiàn)e（OH）3是紅褐色的.除此之外，還可以根據(jù)物質(zhì)反應(yīng)條件找出突破口、進(jìn)行判斷，例如點(diǎn)燃的話，一定要有氧氣的參加；以元素之最找出解題突破口……老師在進(jìn)行指導(dǎo)時(shí)，不妨將這些典型的現(xiàn)象特征歸納起來，讓學(xué)生能夠整體把握，進(jìn)行區(qū)分.

（三）注重鍛煉學(xué)生考試心理素質(zhì)

在平時(shí)和同學(xué)的交流中，多多注意幫助學(xué)生緩解考生緊張情緒，告訴他們，考試過程中，人的心理歷程就是一個(gè)大腦漸漸興奮的過程，考試應(yīng)注重全局，如果碰到很難的題目，完全沒有頭緒，不妨先放下，由易到難，保證簡(jiǎn)單的題目不出現(xiàn)失誤，等到思維被完全激活后，再著手解決比較難的題目.

做化學(xué)實(shí)驗(yàn)題時(shí)，不妨把自己想象成出題人，從而得出題目想要考查的東西.現(xiàn)在高考試題中有很多實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，平時(shí)注重回歸課本，對(duì)于基本常識(shí)性的問題達(dá)到熟練程度；化學(xué)答題最好是有一個(gè)程序，在個(gè)人的頭腦中形成一個(gè)虛擬而成的實(shí)驗(yàn)室，逐步對(duì)應(yīng)地去做；化學(xué)的語(yǔ)言表達(dá)，盡可能避免那些或者主次錯(cuò)位、或者遺漏要點(diǎn)的錯(cuò)誤，老師在課堂中要多給學(xué)生表達(dá)的機(jī)會(huì)，訓(xùn)練學(xué)生從問題切入點(diǎn)回答問題，另外還可以借助往年考過的經(jīng)典高考化學(xué)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)題強(qiáng)化學(xué)生書面表達(dá)，在不斷的評(píng)議以及探究過程中，形成規(guī)范，建立起科學(xué)的全面的準(zhǔn)確的語(yǔ)言表達(dá)模式.

總之，教師在進(jìn)行高考化學(xué)實(shí)驗(yàn)題解題指導(dǎo)中，一定要注重依托教材，把握教材中的基礎(chǔ)知識(shí)，針對(duì)同學(xué)常犯的錯(cuò)誤，進(jìn)行強(qiáng)調(diào)，同時(shí)補(bǔ)充拓展相關(guān)的知識(shí)，通過創(chuàng)新生成考點(diǎn).一方面培養(yǎng)學(xué)生良好的應(yīng)試素質(zhì)，以及解題習(xí)慣，另一方面還要多對(duì)知識(shí)進(jìn)行總的歸納，傳授一般的解題方法，幫助學(xué)生取得好成績(jī).