摘 要:化合價(jià)是化學(xué)學(xué)科中的一個(gè)概念,特別是高中化學(xué)中,化合價(jià)在高中化學(xué)課程內(nèi)容中占有很大部分的的比例,且也是高中化學(xué)中最重要的內(nèi)容之一。而在高中化學(xué)的教學(xué)中的實(shí)際效果來看,對(duì)于化合價(jià)的掌握是大多數(shù)學(xué)生在學(xué)習(xí)上的一個(gè)薄弱處,對(duì)于高中生來說,化合價(jià)是化學(xué)這門課程基礎(chǔ)內(nèi)容,無論是把化合價(jià)運(yùn)用于化學(xué)方程式的解析,還是去用在理解離子之間的電解反應(yīng)上等,都可以起著至關(guān)重大的作用,掌握化學(xué)價(jià)不僅能奠定學(xué)生對(duì)于化學(xué)方程式的階梯理解的基礎(chǔ),更能讓學(xué)生在化學(xué)解題效率上大大提高,而化學(xué)成績(jī)也就自然而然就提高了。本文就將從化合價(jià)意義的教學(xué)來全面理解化合價(jià)的概念,并對(duì)化合價(jià)對(duì)于高中化學(xué)解題時(shí)的作用做出探究。
關(guān)鍵詞:化合價(jià);提高;高中;化學(xué)解題效率
一、化合價(jià)起源與相關(guān)概念
1.化合價(jià)起源和概念
關(guān)于化合價(jià),是確認(rèn)分子性質(zhì)的一個(gè)關(guān)鍵因素,而它的探討論,更是有著悠久的歷史。最早可追溯到19世紀(jì),1852年,英國化學(xué)家弗蘭克蘭提出了原子價(jià)的概念,這也是第一個(gè)關(guān)于比較明確的化合價(jià)的相關(guān)概念。而后,凱庫勒、邁爾等人又在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步深化化合價(jià)的研究,讓人們對(duì)化學(xué)鍵本質(zhì)的理解更加深入。到19世紀(jì)末和20世紀(jì)初,美國化學(xué)家路易斯提出在有機(jī)化學(xué)中,原子的化合價(jià)與其他原子所形成的鍵的數(shù)目,可以應(yīng)用于無機(jī)化合物的研究中,并在他所著的《化合價(jià)與原子分子結(jié)構(gòu)》中加以闡述。英國化學(xué)家西奇威克也在他出版的《化合價(jià)的電子理論》指出化合價(jià)可以用來描述原子相互作用下形成分子的過程,并形成形成專業(yè)的術(shù)語,同時(shí)西奇威克對(duì)化合價(jià)的總結(jié):定義原子的化合價(jià)就是其參與成鍵形成分子時(shí)所使用電子數(shù)。隨后,美國化學(xué)家鮑林把原子價(jià)的定義為:一種元素的原子價(jià)是就是指它的1個(gè)原子和其他原子所形成的共價(jià)鍵數(shù)。
2.氧化值
根據(jù)化合價(jià)的定義,如果我們要想去確定分子中某一元素的化合價(jià),則就要先知道這個(gè)分子的結(jié)構(gòu)。有些復(fù)雜化合物在進(jìn)行氧化反應(yīng)時(shí),結(jié)構(gòu)不怎么容易確定,這樣就難以確定原子成鍵形時(shí)使用的電子數(shù),也就是說在這種情況下就出現(xiàn)難以確定分子化合價(jià)的情況。于是也就出現(xiàn)了氧化值的概念。20世紀(jì)末,國際化學(xué)聯(lián)合會(huì)對(duì)氧化值的概念給了定義:氧化值就是一個(gè)元素1個(gè)原子的電荷數(shù)。但是用這種電荷數(shù)的假設(shè)來確定氧化值卻不是很方便,所以在后續(xù)也就出現(xiàn)了一些具體實(shí)用的規(guī)則用作參考。
(1)首先確定陽離子,再確定陰離子;
(2)在一個(gè)原子團(tuán)中各元素的氧化值的和等于離子的電荷;
(3)中性化合物中所有原子的氧化值之和為0;
(4)IIA族元素的氧化值為+2;
(5)IA族元素的氧化值為+1;
(6)化合物中氧的氧化值通常是-2;
(7)VIIA族元素的氧化值為-1,除非這種元素與一種具有更高電負(fù)性的元素相結(jié)合;
(8)化合物中氫的氧化值通常是+1;
(9)單原子離子的氧化值是離子的電荷;單質(zhì)中元素的氧化值為0;
二、化合價(jià)在提高化學(xué)解題效率方面的作用解析
高中化學(xué)的課程中,化合價(jià)的學(xué)習(xí)對(duì)于這門學(xué)科來說是十分重要的,高中化學(xué)中重要的化學(xué)方程的解答都要運(yùn)用到化合價(jià)這一基礎(chǔ),一般操作是根據(jù)化合價(jià)推導(dǎo)出化學(xué)式,并依據(jù)化合價(jià)與氧化值原理對(duì)此進(jìn)行分析,配合電離反應(yīng)來判斷電子的得失,從而可以確定電離反應(yīng)的進(jìn)行方向和反應(yīng)類型等情況。而在高中化學(xué)中,只要掌握了化合價(jià)的相關(guān)知識(shí),根據(jù)其化合價(jià)的得失,進(jìn)行推導(dǎo)就可以寫出完整的化學(xué)式。由此可見,化合價(jià)對(duì)提高高中化學(xué)解題效率的作用是體現(xiàn)在使用化合價(jià)推導(dǎo)化學(xué)式的這一過程的多個(gè)方面的。具體的大致也可從以下3個(gè)方面來分析體現(xiàn)。
1.化合價(jià)與化學(xué)式之間的作用
在一般的高中化學(xué)題型中,很多題型的做法是判斷化學(xué)式是否正確,在這種判斷化學(xué)式的解題過程中對(duì)化合價(jià)的運(yùn)用對(duì)于學(xué)生解題來說,有利于學(xué)生解題效率的提高,并且能以更快速、準(zhǔn)確的判斷化學(xué)式。在利用化合價(jià)解題時(shí),但如果我們?cè)诮獯祟愵}型時(shí)不按不化合價(jià)來計(jì)算核準(zhǔn),而是一味依靠平時(shí)積累來判斷,這樣不僅會(huì)耗費(fèi)大量時(shí)間去記憶,且一旦出現(xiàn)稍許復(fù)雜一點(diǎn)的化學(xué)式,這就大大增加了記憶難度,這在效率上是底下的,而且僅靠記憶結(jié)果,他的準(zhǔn)確性也難免會(huì)出現(xiàn)差錯(cuò)。
2.根據(jù)原子結(jié)構(gòu)得出化學(xué)元素的化合價(jià)并推導(dǎo)出化學(xué)式
簡(jiǎn)單來說,這也是在利用化合價(jià)推導(dǎo)化學(xué)式的一個(gè)推導(dǎo)過程,在這過程中涉及到原子結(jié)構(gòu)的換算,一般在經(jīng)過簡(jiǎn)單的化學(xué)式計(jì)算后,我們就要根據(jù)原子的結(jié)構(gòu)來判斷出化合價(jià),然后再進(jìn)行化學(xué)式的推導(dǎo)過程,在具體題目中,如;只給出元素的最外層電子數(shù)數(shù)值。這時(shí)就可以根據(jù)原子結(jié)構(gòu)的知識(shí),結(jié)合電子層排列,推導(dǎo)出元素的化合價(jià),完成化學(xué)式推導(dǎo)過程。這種有條理的推理式的解題,學(xué)生一旦完成,就會(huì)產(chǎn)生一定的成就感,從心理的角度看,這會(huì)調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)化學(xué)的熱情,能夠極參與到化學(xué)的學(xué)習(xí)中。好的解題思維一旦養(yǎng)成,在無形中就提高學(xué)生學(xué)習(xí)的效率。
3.在化學(xué)式求導(dǎo)化合價(jià)方面
相對(duì)來說,同一種化學(xué)元素與的不同質(zhì)量組合,和不同元素組合之間,他們所得的化學(xué)物質(zhì)從理論上來講是不一樣的,具體來說,同一種一種化學(xué)元素他們的化合價(jià)也可能不一樣,所以在面對(duì)這一問題時(shí),根據(jù)通過對(duì)化學(xué)式中元素的化合價(jià)進(jìn)行求導(dǎo)的這一方式也可以體現(xiàn)了,例如我們比較常見的鐵(Fe)元素,它的化合價(jià)在不同的氧化物中是不一樣的,像Fe3O4、Fe2O3都是氧化鐵,在稱呼上很容易混淆。所以,可根據(jù)鐵(Fe)元素其在不同氧化物中的不同化合價(jià)的這一情況來記憶,在化學(xué)式記憶時(shí),可利用其求導(dǎo)化合價(jià)來加深記憶。這一原理就是通過對(duì)化合價(jià)的推導(dǎo)過程,使學(xué)生對(duì)化學(xué)式不斷加深記憶,達(dá)到熟悉記憶目的。
三、結(jié)語
通過上述對(duì)化合價(jià)和化合價(jià)對(duì)于化學(xué)解題效率的具體分析,事實(shí)上是進(jìn)一步說明了化合價(jià)在高中化學(xué)解題中的重要地位。所以,相比較于去研究怎樣提高化學(xué)教學(xué)方法的效率,培養(yǎng)學(xué)生利用化合價(jià)解決化學(xué)問題的思維則顯得更加科學(xué)。
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作者簡(jiǎn)介:朱峻綸,男,出生年月:2001年11月,學(xué)歷:高中.學(xué)校:長(zhǎng)沙市雅禮中學(xué)