陳穎
摘要:文章選擇了學(xué)生在理解化學(xué)鍵時的六個主要相異構(gòu)想,并列舉出了為轉(zhuǎn)化這六個相異構(gòu)想,學(xué)生和教師應(yīng)具備的一些理論知識,以及教師應(yīng)創(chuàng)設(shè)的教學(xué)情境。
關(guān)鍵詞:化學(xué)鍵;相異構(gòu)想;電荷;八電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu);共用電子
文章編號:1008-0546(2014)12-0080-02 中圖分類號:G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2014.12.030
對化學(xué)鍵在化學(xué)中占據(jù)重要地位。但化學(xué)鍵的概念不存在于我們的日常生活經(jīng)驗中。因此,當(dāng)遇到化學(xué)鍵的主題時學(xué)生易于依賴機械學(xué)習(xí),從而產(chǎn)生以下的一些相異構(gòu)想。
1. 相同數(shù)量的正電荷和負(fù)電荷相互抵消形成中性分子
這個相異構(gòu)想很可能來源于分子式和化學(xué)反應(yīng)的教學(xué)中,如H++OH-→H2O;H++CO32-→HCO3-;強化了一個正電荷抵消一個負(fù)電荷的觀念。這些化學(xué)過程與氯化鈉晶體的形成是不同的,雖然晶體的總電荷是零,氯化鈉晶體仍是由帶正電荷的鈉離子和帶負(fù)電荷的氯離子組成的,這是重要的區(qū)別。
對于學(xué)生而言,應(yīng)當(dāng)了解以下的知識:電荷所帶的“+”號和“-”號表示了不同的靜電學(xué)行為。當(dāng)一個正電荷受到質(zhì)子的(+f)斥力時,它也會受到電子的(-f)引力。這意味著該正電荷在帶相同的“+”和“-”電荷的兩個離子的作用下,所受到的合力可能為零。所以由相同數(shù)量的Na+和Cl-構(gòu)成的離子晶體是電中性的,不是因為電荷相互抵消,而是因為某正電荷(檢驗電荷)在晶體中受到的作用力為零。
在實際教學(xué)中,教師可創(chuàng)設(shè)這樣的教學(xué)情境:NaF是電中性的,鈉離子所帶的正電荷與氟離子所帶的負(fù)電荷相互抵消,它們都不再帶電了,這種說法正確嗎?
2. 只有當(dāng)電子在原子間轉(zhuǎn)移形成帶相反電荷的離子時,離子鍵才能形成
這種觀點錯誤地將離子鍵的形成與離子的形成而不是化學(xué)鍵的形成緊密聯(lián)系。這反映出了教學(xué)中強調(diào)金屬鈉和氯氣的反應(yīng)時,由鈉原子失去一個電子,氯原子得到一個電子來形成氯化鈉。然而,氫氧化鈉水溶液和鹽酸發(fā)生反應(yīng)并通過蒸發(fā)結(jié)晶來形成氯化鈉時,并未涉及電子轉(zhuǎn)移。在這種相異構(gòu)想中,離子鍵是通過電子的轉(zhuǎn)移來確認(rèn)的而不是通過隨之形成的正負(fù)電荷的相互吸引。
對于學(xué)生而言,應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到,在19世紀(jì)的某階段,所有的化學(xué)鍵都與電子的轉(zhuǎn)移相關(guān),這種觀念繼續(xù)影響著教材中對于氯化鈉離子鍵形成過程的強調(diào)。但化學(xué)鍵的形成其實是與異種電荷的靜電吸引相聯(lián)系的。離子的形成應(yīng)當(dāng)與化學(xué)鍵的形成相區(qū)別。
實際教學(xué)中,教師可向?qū)W生提出問題:在MgCl2這種離子化合物中,只存在兩個離子鍵,這種說法對嗎?
3. 學(xué)生不認(rèn)為相反電荷間的作用力是化學(xué)鍵,它們將力的作用和鍵的形成區(qū)分開來
學(xué)生會認(rèn)為化學(xué)鍵是一種實體的連接,像Cl-Cl這種結(jié)構(gòu)式所描述的小棍。實際上,典型的共價鍵具有方向性,可以用分子式中的一條“線”來表示。典型的離子鍵和金屬鍵是指向各個方向的,不能用“線”來表示。所有的靜電作用力都可以代表某種化學(xué)鍵,不管他們能否用“線”來表示。
對于教師而言,還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到:化學(xué)鍵的形成與原子或離子間的吸引力密切相關(guān),這在教學(xué)中應(yīng)該加以強化。
在實際教學(xué)中,教師可向?qū)W生提問,在NH4NO3中,哪些化學(xué)鍵是有方向性的,哪些沒有?
4. 帶加號的Na+應(yīng)該比中性的鈉原子多一個電子,而帶減號Cl-的應(yīng)該比中性的氯原子少一個電子
加號代表更多,減號代表更少。因此有學(xué)生認(rèn)為有一個加號的Na+應(yīng)該比中性的鈉原子多一個電子,而有一個減號Cl-的應(yīng)該比中性的氯原子少一個電子。這樣的學(xué)生沒有將加號和減號與它們擁有的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)聯(lián)系起來。
對于學(xué)生而言,應(yīng)當(dāng)了解,化學(xué)中的電荷始終與質(zhì)子(+)和電子(-)相聯(lián)系。Na+的質(zhì)子數(shù)比電子數(shù)多一個,而Na的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)相同,這意味著Na+比Na少一個電子。Cl-的電子數(shù)比質(zhì)子數(shù)多一個,而Cl的質(zhì)子數(shù)與電子數(shù)相同,所以Cl-和Cl的質(zhì)子數(shù)相同,Cl-比Cl多一個電子。
實際教學(xué)中,教師可向?qū)W生提問:K原子和K+的質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、電子數(shù)分別是多少?
5. 學(xué)生從性質(zhì)上和結(jié)構(gòu)上區(qū)分一種元素的原子和離子存在困難
對于一些學(xué)生來說,金屬鈉是活潑的,因而氯化鈉也是活潑的。他們在確定中性原子及其相應(yīng)的離子中的質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)和電子數(shù)上存在困難。
學(xué)生應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到,不同的電子構(gòu)型與不同的化學(xué)性質(zhì)相關(guān)。元素周期表的遞變性也反映了這一點。Na和Na+的具有不同的電子數(shù),它們的化學(xué)性質(zhì)理應(yīng)不同。將金屬Na放在水中的現(xiàn)象與將食鹽放在水中的現(xiàn)象有很大的不同。實際教學(xué)中,可創(chuàng)設(shè)如下的情境:當(dāng)鎂條在空氣中加熱時,它會燃燒形成明亮的火焰,如果將硫化鎂在空氣中加熱,能看到其燃燒嗎?
6. 當(dāng)討論化學(xué)鍵時,學(xué)生會受到“八電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)”的前概念的影響
“八電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)”又被稱為“使最外層電子達(dá)到稀有氣體的電子構(gòu)型”。在形成氯化鈉的過程中,鈉原子失去一個電子,氯原子得到一個電子,這樣兩個原子在其最外層都達(dá)到了八電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。甲烷的形成過程中,碳原子與四個氫原子形成共價鍵,在其價電子層上達(dá)到八電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。
學(xué)生應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到,除了少量的自由原子團(tuán),八電子穩(wěn)定規(guī)律只對C、N、O和F嚴(yán)格適用,應(yīng)當(dāng)將“八電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)”看做一種有用的觀察結(jié)論而不是一種普遍適用的定律。
教師所應(yīng)當(dāng)了解的除了與學(xué)生相同的部分之外,還包括:“八電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)”不能用作判斷化學(xué)反應(yīng)方向或產(chǎn)物的性質(zhì)的原則,有很多的例外存在。高中化學(xué)教材將“八電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)”視作一種模型而不是定律,教學(xué)時應(yīng)注意方式方法,不能讓學(xué)生產(chǎn)生前概念的負(fù)遷移。
實際教學(xué)中,教師可創(chuàng)設(shè)如下情境:磷的氯化物有兩種,分別為三氯化磷和五氯化磷,分別寫出它們的電子式,判斷磷原子是否滿足八電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。
參考文獻(xiàn)
[1] Michael Croft,Kevin de Berg. From Common Sense Concepts to Scientifically Conditioned Concepts of Chemical Bonding:An Historical and Textbook Approach Designed to Address Learning and Teaching Issues at the Secondary School Level[J]. Science & Education,Springer Science+Business Media Dordrecht(2014.4)
[2] 張琦,谷黎芳,韓雪,楊艷紅. 化學(xué)鍵概念的學(xué)生調(diào)研及教學(xué)策略[J]. 化學(xué)教育,2012,(2)
[3] 徐志軍,王存寬. 國外化學(xué)鍵迷思概念研究對我國高中化學(xué)鍵教學(xué)的啟示[J]. 化學(xué)教育,2010,(6)
[4] 余天桃,王云. 化學(xué)鍵概念的發(fā)展與認(rèn)識三階段論[J]. 化學(xué)世界,2010(5)endprint
摘要:文章選擇了學(xué)生在理解化學(xué)鍵時的六個主要相異構(gòu)想,并列舉出了為轉(zhuǎn)化這六個相異構(gòu)想,學(xué)生和教師應(yīng)具備的一些理論知識,以及教師應(yīng)創(chuàng)設(shè)的教學(xué)情境。
關(guān)鍵詞:化學(xué)鍵;相異構(gòu)想;電荷;八電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu);共用電子
文章編號:1008-0546(2014)12-0080-02 中圖分類號:G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2014.12.030
對化學(xué)鍵在化學(xué)中占據(jù)重要地位。但化學(xué)鍵的概念不存在于我們的日常生活經(jīng)驗中。因此,當(dāng)遇到化學(xué)鍵的主題時學(xué)生易于依賴機械學(xué)習(xí),從而產(chǎn)生以下的一些相異構(gòu)想。
1. 相同數(shù)量的正電荷和負(fù)電荷相互抵消形成中性分子
這個相異構(gòu)想很可能來源于分子式和化學(xué)反應(yīng)的教學(xué)中,如H++OH-→H2O;H++CO32-→HCO3-;強化了一個正電荷抵消一個負(fù)電荷的觀念。這些化學(xué)過程與氯化鈉晶體的形成是不同的,雖然晶體的總電荷是零,氯化鈉晶體仍是由帶正電荷的鈉離子和帶負(fù)電荷的氯離子組成的,這是重要的區(qū)別。
對于學(xué)生而言,應(yīng)當(dāng)了解以下的知識:電荷所帶的“+”號和“-”號表示了不同的靜電學(xué)行為。當(dāng)一個正電荷受到質(zhì)子的(+f)斥力時,它也會受到電子的(-f)引力。這意味著該正電荷在帶相同的“+”和“-”電荷的兩個離子的作用下,所受到的合力可能為零。所以由相同數(shù)量的Na+和Cl-構(gòu)成的離子晶體是電中性的,不是因為電荷相互抵消,而是因為某正電荷(檢驗電荷)在晶體中受到的作用力為零。
在實際教學(xué)中,教師可創(chuàng)設(shè)這樣的教學(xué)情境:NaF是電中性的,鈉離子所帶的正電荷與氟離子所帶的負(fù)電荷相互抵消,它們都不再帶電了,這種說法正確嗎?
2. 只有當(dāng)電子在原子間轉(zhuǎn)移形成帶相反電荷的離子時,離子鍵才能形成
這種觀點錯誤地將離子鍵的形成與離子的形成而不是化學(xué)鍵的形成緊密聯(lián)系。這反映出了教學(xué)中強調(diào)金屬鈉和氯氣的反應(yīng)時,由鈉原子失去一個電子,氯原子得到一個電子來形成氯化鈉。然而,氫氧化鈉水溶液和鹽酸發(fā)生反應(yīng)并通過蒸發(fā)結(jié)晶來形成氯化鈉時,并未涉及電子轉(zhuǎn)移。在這種相異構(gòu)想中,離子鍵是通過電子的轉(zhuǎn)移來確認(rèn)的而不是通過隨之形成的正負(fù)電荷的相互吸引。
對于學(xué)生而言,應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到,在19世紀(jì)的某階段,所有的化學(xué)鍵都與電子的轉(zhuǎn)移相關(guān),這種觀念繼續(xù)影響著教材中對于氯化鈉離子鍵形成過程的強調(diào)。但化學(xué)鍵的形成其實是與異種電荷的靜電吸引相聯(lián)系的。離子的形成應(yīng)當(dāng)與化學(xué)鍵的形成相區(qū)別。
實際教學(xué)中,教師可向?qū)W生提出問題:在MgCl2這種離子化合物中,只存在兩個離子鍵,這種說法對嗎?
3. 學(xué)生不認(rèn)為相反電荷間的作用力是化學(xué)鍵,它們將力的作用和鍵的形成區(qū)分開來
學(xué)生會認(rèn)為化學(xué)鍵是一種實體的連接,像Cl-Cl這種結(jié)構(gòu)式所描述的小棍。實際上,典型的共價鍵具有方向性,可以用分子式中的一條“線”來表示。典型的離子鍵和金屬鍵是指向各個方向的,不能用“線”來表示。所有的靜電作用力都可以代表某種化學(xué)鍵,不管他們能否用“線”來表示。
對于教師而言,還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到:化學(xué)鍵的形成與原子或離子間的吸引力密切相關(guān),這在教學(xué)中應(yīng)該加以強化。
在實際教學(xué)中,教師可向?qū)W生提問,在NH4NO3中,哪些化學(xué)鍵是有方向性的,哪些沒有?
4. 帶加號的Na+應(yīng)該比中性的鈉原子多一個電子,而帶減號Cl-的應(yīng)該比中性的氯原子少一個電子
加號代表更多,減號代表更少。因此有學(xué)生認(rèn)為有一個加號的Na+應(yīng)該比中性的鈉原子多一個電子,而有一個減號Cl-的應(yīng)該比中性的氯原子少一個電子。這樣的學(xué)生沒有將加號和減號與它們擁有的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)聯(lián)系起來。
對于學(xué)生而言,應(yīng)當(dāng)了解,化學(xué)中的電荷始終與質(zhì)子(+)和電子(-)相聯(lián)系。Na+的質(zhì)子數(shù)比電子數(shù)多一個,而Na的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)相同,這意味著Na+比Na少一個電子。Cl-的電子數(shù)比質(zhì)子數(shù)多一個,而Cl的質(zhì)子數(shù)與電子數(shù)相同,所以Cl-和Cl的質(zhì)子數(shù)相同,Cl-比Cl多一個電子。
實際教學(xué)中,教師可向?qū)W生提問:K原子和K+的質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、電子數(shù)分別是多少?
5. 學(xué)生從性質(zhì)上和結(jié)構(gòu)上區(qū)分一種元素的原子和離子存在困難
對于一些學(xué)生來說,金屬鈉是活潑的,因而氯化鈉也是活潑的。他們在確定中性原子及其相應(yīng)的離子中的質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)和電子數(shù)上存在困難。
學(xué)生應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到,不同的電子構(gòu)型與不同的化學(xué)性質(zhì)相關(guān)。元素周期表的遞變性也反映了這一點。Na和Na+的具有不同的電子數(shù),它們的化學(xué)性質(zhì)理應(yīng)不同。將金屬Na放在水中的現(xiàn)象與將食鹽放在水中的現(xiàn)象有很大的不同。實際教學(xué)中,可創(chuàng)設(shè)如下的情境:當(dāng)鎂條在空氣中加熱時,它會燃燒形成明亮的火焰,如果將硫化鎂在空氣中加熱,能看到其燃燒嗎?
6. 當(dāng)討論化學(xué)鍵時,學(xué)生會受到“八電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)”的前概念的影響
“八電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)”又被稱為“使最外層電子達(dá)到稀有氣體的電子構(gòu)型”。在形成氯化鈉的過程中,鈉原子失去一個電子,氯原子得到一個電子,這樣兩個原子在其最外層都達(dá)到了八電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。甲烷的形成過程中,碳原子與四個氫原子形成共價鍵,在其價電子層上達(dá)到八電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。
學(xué)生應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到,除了少量的自由原子團(tuán),八電子穩(wěn)定規(guī)律只對C、N、O和F嚴(yán)格適用,應(yīng)當(dāng)將“八電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)”看做一種有用的觀察結(jié)論而不是一種普遍適用的定律。
教師所應(yīng)當(dāng)了解的除了與學(xué)生相同的部分之外,還包括:“八電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)”不能用作判斷化學(xué)反應(yīng)方向或產(chǎn)物的性質(zhì)的原則,有很多的例外存在。高中化學(xué)教材將“八電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)”視作一種模型而不是定律,教學(xué)時應(yīng)注意方式方法,不能讓學(xué)生產(chǎn)生前概念的負(fù)遷移。
實際教學(xué)中,教師可創(chuàng)設(shè)如下情境:磷的氯化物有兩種,分別為三氯化磷和五氯化磷,分別寫出它們的電子式,判斷磷原子是否滿足八電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。
參考文獻(xiàn)
[1] Michael Croft,Kevin de Berg. From Common Sense Concepts to Scientifically Conditioned Concepts of Chemical Bonding:An Historical and Textbook Approach Designed to Address Learning and Teaching Issues at the Secondary School Level[J]. Science & Education,Springer Science+Business Media Dordrecht(2014.4)
[2] 張琦,谷黎芳,韓雪,楊艷紅. 化學(xué)鍵概念的學(xué)生調(diào)研及教學(xué)策略[J]. 化學(xué)教育,2012,(2)
[3] 徐志軍,王存寬. 國外化學(xué)鍵迷思概念研究對我國高中化學(xué)鍵教學(xué)的啟示[J]. 化學(xué)教育,2010,(6)
[4] 余天桃,王云. 化學(xué)鍵概念的發(fā)展與認(rèn)識三階段論[J]. 化學(xué)世界,2010(5)endprint
摘要:文章選擇了學(xué)生在理解化學(xué)鍵時的六個主要相異構(gòu)想,并列舉出了為轉(zhuǎn)化這六個相異構(gòu)想,學(xué)生和教師應(yīng)具備的一些理論知識,以及教師應(yīng)創(chuàng)設(shè)的教學(xué)情境。
關(guān)鍵詞:化學(xué)鍵;相異構(gòu)想;電荷;八電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu);共用電子
文章編號:1008-0546(2014)12-0080-02 中圖分類號:G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2014.12.030
對化學(xué)鍵在化學(xué)中占據(jù)重要地位。但化學(xué)鍵的概念不存在于我們的日常生活經(jīng)驗中。因此,當(dāng)遇到化學(xué)鍵的主題時學(xué)生易于依賴機械學(xué)習(xí),從而產(chǎn)生以下的一些相異構(gòu)想。
1. 相同數(shù)量的正電荷和負(fù)電荷相互抵消形成中性分子
這個相異構(gòu)想很可能來源于分子式和化學(xué)反應(yīng)的教學(xué)中,如H++OH-→H2O;H++CO32-→HCO3-;強化了一個正電荷抵消一個負(fù)電荷的觀念。這些化學(xué)過程與氯化鈉晶體的形成是不同的,雖然晶體的總電荷是零,氯化鈉晶體仍是由帶正電荷的鈉離子和帶負(fù)電荷的氯離子組成的,這是重要的區(qū)別。
對于學(xué)生而言,應(yīng)當(dāng)了解以下的知識:電荷所帶的“+”號和“-”號表示了不同的靜電學(xué)行為。當(dāng)一個正電荷受到質(zhì)子的(+f)斥力時,它也會受到電子的(-f)引力。這意味著該正電荷在帶相同的“+”和“-”電荷的兩個離子的作用下,所受到的合力可能為零。所以由相同數(shù)量的Na+和Cl-構(gòu)成的離子晶體是電中性的,不是因為電荷相互抵消,而是因為某正電荷(檢驗電荷)在晶體中受到的作用力為零。
在實際教學(xué)中,教師可創(chuàng)設(shè)這樣的教學(xué)情境:NaF是電中性的,鈉離子所帶的正電荷與氟離子所帶的負(fù)電荷相互抵消,它們都不再帶電了,這種說法正確嗎?
2. 只有當(dāng)電子在原子間轉(zhuǎn)移形成帶相反電荷的離子時,離子鍵才能形成
這種觀點錯誤地將離子鍵的形成與離子的形成而不是化學(xué)鍵的形成緊密聯(lián)系。這反映出了教學(xué)中強調(diào)金屬鈉和氯氣的反應(yīng)時,由鈉原子失去一個電子,氯原子得到一個電子來形成氯化鈉。然而,氫氧化鈉水溶液和鹽酸發(fā)生反應(yīng)并通過蒸發(fā)結(jié)晶來形成氯化鈉時,并未涉及電子轉(zhuǎn)移。在這種相異構(gòu)想中,離子鍵是通過電子的轉(zhuǎn)移來確認(rèn)的而不是通過隨之形成的正負(fù)電荷的相互吸引。
對于學(xué)生而言,應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到,在19世紀(jì)的某階段,所有的化學(xué)鍵都與電子的轉(zhuǎn)移相關(guān),這種觀念繼續(xù)影響著教材中對于氯化鈉離子鍵形成過程的強調(diào)。但化學(xué)鍵的形成其實是與異種電荷的靜電吸引相聯(lián)系的。離子的形成應(yīng)當(dāng)與化學(xué)鍵的形成相區(qū)別。
實際教學(xué)中,教師可向?qū)W生提出問題:在MgCl2這種離子化合物中,只存在兩個離子鍵,這種說法對嗎?
3. 學(xué)生不認(rèn)為相反電荷間的作用力是化學(xué)鍵,它們將力的作用和鍵的形成區(qū)分開來
學(xué)生會認(rèn)為化學(xué)鍵是一種實體的連接,像Cl-Cl這種結(jié)構(gòu)式所描述的小棍。實際上,典型的共價鍵具有方向性,可以用分子式中的一條“線”來表示。典型的離子鍵和金屬鍵是指向各個方向的,不能用“線”來表示。所有的靜電作用力都可以代表某種化學(xué)鍵,不管他們能否用“線”來表示。
對于教師而言,還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到:化學(xué)鍵的形成與原子或離子間的吸引力密切相關(guān),這在教學(xué)中應(yīng)該加以強化。
在實際教學(xué)中,教師可向?qū)W生提問,在NH4NO3中,哪些化學(xué)鍵是有方向性的,哪些沒有?
4. 帶加號的Na+應(yīng)該比中性的鈉原子多一個電子,而帶減號Cl-的應(yīng)該比中性的氯原子少一個電子
加號代表更多,減號代表更少。因此有學(xué)生認(rèn)為有一個加號的Na+應(yīng)該比中性的鈉原子多一個電子,而有一個減號Cl-的應(yīng)該比中性的氯原子少一個電子。這樣的學(xué)生沒有將加號和減號與它們擁有的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)聯(lián)系起來。
對于學(xué)生而言,應(yīng)當(dāng)了解,化學(xué)中的電荷始終與質(zhì)子(+)和電子(-)相聯(lián)系。Na+的質(zhì)子數(shù)比電子數(shù)多一個,而Na的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)相同,這意味著Na+比Na少一個電子。Cl-的電子數(shù)比質(zhì)子數(shù)多一個,而Cl的質(zhì)子數(shù)與電子數(shù)相同,所以Cl-和Cl的質(zhì)子數(shù)相同,Cl-比Cl多一個電子。
實際教學(xué)中,教師可向?qū)W生提問:K原子和K+的質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、電子數(shù)分別是多少?
5. 學(xué)生從性質(zhì)上和結(jié)構(gòu)上區(qū)分一種元素的原子和離子存在困難
對于一些學(xué)生來說,金屬鈉是活潑的,因而氯化鈉也是活潑的。他們在確定中性原子及其相應(yīng)的離子中的質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)和電子數(shù)上存在困難。
學(xué)生應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到,不同的電子構(gòu)型與不同的化學(xué)性質(zhì)相關(guān)。元素周期表的遞變性也反映了這一點。Na和Na+的具有不同的電子數(shù),它們的化學(xué)性質(zhì)理應(yīng)不同。將金屬Na放在水中的現(xiàn)象與將食鹽放在水中的現(xiàn)象有很大的不同。實際教學(xué)中,可創(chuàng)設(shè)如下的情境:當(dāng)鎂條在空氣中加熱時,它會燃燒形成明亮的火焰,如果將硫化鎂在空氣中加熱,能看到其燃燒嗎?
6. 當(dāng)討論化學(xué)鍵時,學(xué)生會受到“八電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)”的前概念的影響
“八電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)”又被稱為“使最外層電子達(dá)到稀有氣體的電子構(gòu)型”。在形成氯化鈉的過程中,鈉原子失去一個電子,氯原子得到一個電子,這樣兩個原子在其最外層都達(dá)到了八電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。甲烷的形成過程中,碳原子與四個氫原子形成共價鍵,在其價電子層上達(dá)到八電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。
學(xué)生應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到,除了少量的自由原子團(tuán),八電子穩(wěn)定規(guī)律只對C、N、O和F嚴(yán)格適用,應(yīng)當(dāng)將“八電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)”看做一種有用的觀察結(jié)論而不是一種普遍適用的定律。
教師所應(yīng)當(dāng)了解的除了與學(xué)生相同的部分之外,還包括:“八電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)”不能用作判斷化學(xué)反應(yīng)方向或產(chǎn)物的性質(zhì)的原則,有很多的例外存在。高中化學(xué)教材將“八電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)”視作一種模型而不是定律,教學(xué)時應(yīng)注意方式方法,不能讓學(xué)生產(chǎn)生前概念的負(fù)遷移。
實際教學(xué)中,教師可創(chuàng)設(shè)如下情境:磷的氯化物有兩種,分別為三氯化磷和五氯化磷,分別寫出它們的電子式,判斷磷原子是否滿足八電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。
參考文獻(xiàn)
[1] Michael Croft,Kevin de Berg. From Common Sense Concepts to Scientifically Conditioned Concepts of Chemical Bonding:An Historical and Textbook Approach Designed to Address Learning and Teaching Issues at the Secondary School Level[J]. Science & Education,Springer Science+Business Media Dordrecht(2014.4)
[2] 張琦,谷黎芳,韓雪,楊艷紅. 化學(xué)鍵概念的學(xué)生調(diào)研及教學(xué)策略[J]. 化學(xué)教育,2012,(2)
[3] 徐志軍,王存寬. 國外化學(xué)鍵迷思概念研究對我國高中化學(xué)鍵教學(xué)的啟示[J]. 化學(xué)教育,2010,(6)
[4] 余天桃,王云. 化學(xué)鍵概念的發(fā)展與認(rèn)識三階段論[J]. 化學(xué)世界,2010(5)endprint