元素及其化合物知識(shí)是中學(xué)化學(xué)的主要組成部分,基本概念和理論、化學(xué)實(shí)驗(yàn)、化學(xué)計(jì)算其它知識(shí)的學(xué)習(xí)都離不開(kāi)元素化合物的基礎(chǔ)知識(shí),所以說(shuō)元素及其化合物知識(shí)是其它知識(shí)的主要載體。這部分知識(shí)在中學(xué)化學(xué)中所占的比重較大,尤其是在高一化學(xué)中,總共六章的內(nèi)容,元素化合物知識(shí)就占了四章。而學(xué)生在學(xué)習(xí)元素化合物知識(shí)的時(shí)候往往會(huì)感到“碎、散、多、繁”,甚至一打開(kāi)課本就懂,一關(guān)上課本就忘,一做題就出錯(cuò),知識(shí)的記憶和理論的應(yīng)用非常困難,而且不容易掌握重點(diǎn)難點(diǎn)。因此在教學(xué)中如何教給學(xué)生學(xué)習(xí)的方法就顯得非常重要。
元素化合物知識(shí)盡管涉及的內(nèi)容較多,但在各元素族的知識(shí)結(jié)構(gòu)與學(xué)習(xí)程序上大致是相同的,本文論述自己在教學(xué)實(shí)踐中總結(jié)出的一套行之有效的學(xué)習(xí)元素化合物知識(shí)的系統(tǒng)方法,與廣大師生探討。
一.學(xué)習(xí)內(nèi)容
元素及其化合物知識(shí)體系主要研究的是物質(zhì)的以下內(nèi)容,同時(shí)這些內(nèi)容也是我們學(xué)習(xí)時(shí)所應(yīng)該掌握的。
。1)結(jié)構(gòu):電子式、結(jié)構(gòu)式、分子構(gòu)型、晶體類(lèi)型、化學(xué)鍵類(lèi)型等
。2)物理性質(zhì):顏色、狀態(tài)、氣味、密度、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、硬度、溶解性、毒性等
(3)化學(xué)性質(zhì):
從物質(zhì)分類(lèi)角度看物質(zhì)具有的化學(xué)通性;
從物質(zhì)所含元素化合價(jià)價(jià)態(tài)上看具有的氧化性和還原性;
物質(zhì)的特殊性質(zhì)。
。4)實(shí)驗(yàn)室制法:藥品、原理、裝置、凈化、干燥、收集、檢驗(yàn)、尾氣處理
(5)存在形式、保存
。6)用途
二.學(xué)習(xí)原則
(一)以基本理論為指導(dǎo),構(gòu)建“位--構(gòu)--性”三維一體的思維體系,總體上把握元素、物質(zhì)的物理、化學(xué)性質(zhì)。
。1)物理性質(zhì)
對(duì)于元素及其化合物中某一具體物質(zhì)的物理性質(zhì)則主要由“晶體結(jié)構(gòu)--性質(zhì)”去把握。其規(guī)律如下:
分子晶體以分子間作用力和氫鍵為理論依據(jù);離子晶體以離子鍵的強(qiáng)弱為理論依據(jù);原子晶體以共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)、鍵能等為理論依據(jù);金屬晶體以金屬鍵的強(qiáng)弱為理論依據(jù)。
。2)化學(xué)性質(zhì)
對(duì)于元素及其化合物中元素的化學(xué)性質(zhì)則主要由“位--構(gòu)--性”去把握。其規(guī)律如下:
位--元素在元素周期表中的位置
構(gòu)--元素的原子結(jié)構(gòu)
性--元素的化學(xué)性質(zhì)
。ǘ┮栽貑钨|(zhì)為中心,構(gòu)建“點(diǎn)--線(xiàn)--網(wǎng)”的知識(shí)體系,總體上把握元素及其化合物之間的內(nèi)在聯(lián)系。
點(diǎn)--元素及其化合物知識(shí)體系中的某一具體物質(zhì)
線(xiàn)--由元素及其化合物知識(shí)體系中的具體物質(zhì)連起來(lái)形成的知識(shí)主線(xiàn)
網(wǎng)--由知識(shí)點(diǎn)的化學(xué)性質(zhì)向四周輻射,將知識(shí)點(diǎn)之間的相互轉(zhuǎn)換連成網(wǎng)
一般地,元素及其化合物“點(diǎn)--線(xiàn)--網(wǎng)”知識(shí)體系有兩類(lèi),都是以元素單質(zhì)為中心,向左右延伸,將知識(shí)點(diǎn)連成線(xiàn),然后由知識(shí)點(diǎn)的化學(xué)性質(zhì)向四周輻射織成網(wǎng)。
。1)金屬元素知識(shí)體系:
←單質(zhì)→氧化物→氧化物對(duì)應(yīng)水化物→主要的鹽
例如:
堿金屬:Na→Na2O→NaOH→NaCl
鐵元素:Fe→FeOFe2O3→Fe(OH)2Fe(OH)3→FeSO4Fe2(SO4)3
。2)非金屬元素知識(shí)體系:
無(wú)氧酸鹽←氫化物←單質(zhì)→氧化物→氧化物對(duì)應(yīng)水化物→含氧酸鹽
例如:
鹵族元素:NaCl←HCl←Cl2→HClO→Ca(ClO)2
氮族元素:NH4Cl←NH3←N2→N2O5→HNO3→NaNO3
在使知識(shí)網(wǎng)絡(luò)化的過(guò)程中,要注意以下幾點(diǎn):
。1)在構(gòu)建“點(diǎn)--線(xiàn)--網(wǎng)”知識(shí)體系圖時(shí),要以物質(zhì)的性質(zhì)(特別是化性)為核心去聯(lián)系物質(zhì)的用途、檢驗(yàn)方法和制法等,因?yàn)槲镔|(zhì)的檢驗(yàn)和用途是物質(zhì)某種性質(zhì)的反映。
(2)在構(gòu)建“點(diǎn)--線(xiàn)--網(wǎng)”知識(shí)體系圖時(shí),要注意掌握反應(yīng)發(fā)生的條件。反應(yīng)條件不同,反應(yīng)產(chǎn)物可能不同。
。3)在構(gòu)建“點(diǎn)--線(xiàn)--網(wǎng)”知識(shí)體系圖時(shí),要注意物質(zhì)通性與個(gè)性的關(guān)系。例如,鹽+鹽→新鹽+另一種鹽,是通性,但不是任意兩鹽都能發(fā)生這種反應(yīng)。
。4)在構(gòu)建“點(diǎn)--線(xiàn)--網(wǎng)”知識(shí)體系圖時(shí),要學(xué)會(huì)構(gòu)建功能性強(qiáng)的圖。能夠?qū)⑽镔|(zhì)的性質(zhì)分類(lèi)集中在某一區(qū),能夠從圖中看到某一物質(zhì)與一類(lèi)物質(zhì)的反應(yīng)。
使知識(shí)網(wǎng)絡(luò)化,是一個(gè)積極的思維活動(dòng)過(guò)程,必須自己認(rèn)真去完成。同時(shí)它也是記憶、鞏固、深化理解知識(shí)和提高能力的過(guò)程。只有使知識(shí)網(wǎng)絡(luò)化,才能真正掌握知識(shí)的內(nèi)涵和外延、重點(diǎn)和關(guān)鍵。在實(shí)踐中才能準(zhǔn)確、靈活地應(yīng)用。
。ㄈ┮曰瘜W(xué)性質(zhì)為核心,貫穿酸堿反應(yīng)線(xiàn)和氧化還原反應(yīng)線(xiàn)兩條主線(xiàn),總體上把握某一具體物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。
一般地,對(duì)于某一具體物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)的掌握,可以從以下三個(gè)方面去展開(kāi)記憶。
。1)物質(zhì)所屬類(lèi)別決定的化學(xué)通性
即首先判斷物質(zhì)屬于酸性氧化物、堿性氧化物、酸、堿、鹽等中的哪一類(lèi),然后由該類(lèi)物質(zhì)具備的通性確定其化學(xué)性質(zhì)。
如氧族元素中的SO2屬于酸性氧化物,而酸性氧化物的通性表現(xiàn)在: ①與水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸 ②與堿性氧化物反應(yīng)生成鹽 ③與堿反應(yīng)生成鹽和水。因此SO2的性質(zhì)也表現(xiàn)在上述三個(gè)方面。
。2)物質(zhì)所含元素化合價(jià)的價(jià)態(tài)決定的氧化性、還原性
即處在元素最低價(jià)態(tài)的物質(zhì)只有還原性,處在元素最高價(jià)態(tài)的物質(zhì)只有氧化性,處在元素中間價(jià)態(tài)的物質(zhì)既有還原性又有氧化性。
例如對(duì)于SO2的化學(xué)性質(zhì)從硫元素價(jià)態(tài)來(lái)看,+4價(jià)的硫處在硫元素的中間價(jià)態(tài),既有氧化性,又有還原性。故其性質(zhì)可表現(xiàn)在:
(3)物質(zhì)的特殊性質(zhì)
在元素及其化合物知識(shí)中有很多物質(zhì)有著特殊的化學(xué)性質(zhì),用物質(zhì)的特性補(bǔ)充由(1)、(2)遺漏掉的化學(xué)性質(zhì)。例如氧族元素中的SO2、H2O2均有漂白性,鹵族元素中的Cl2,堿金屬中的Na2O2都有漂白性。
1.學(xué)習(xí)過(guò)程中抓典型、代表性的元素及其化合物重點(diǎn)學(xué)習(xí)。
在中學(xué)化學(xué)課本中,無(wú)論是金屬元素還是非金屬元素的章節(jié),都有一個(gè)具有代表性的元素(如鹵族元素中的氯元素,堿金屬中的鈉元素)。從這些代表性的元素及其化合物的性質(zhì)能類(lèi)推該族其他元素及化合物的性質(zhì)的性質(zhì),這也是元素及其化合物章節(jié)由一般到特殊的一個(gè)編排體系,同時(shí)也是我們認(rèn)識(shí)事物的一個(gè)重要方法--演繹(由一般到特殊)。因此,在學(xué)習(xí)過(guò)程中抓住典型、代表性的元素及其化合物重點(diǎn)學(xué)習(xí)就顯得尤為重要,而且這部分知識(shí)也是各類(lèi)考試中頻繁出現(xiàn)的內(nèi)容。
2.學(xué)習(xí)過(guò)程中注重族內(nèi)和族間元素及其化合物的對(duì)比、歸納,在歸納和對(duì)比中發(fā)現(xiàn)同族元素及其化合物在各方面(如結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等)的相同點(diǎn)和遞變性,發(fā)現(xiàn)相鄰族元素及其化合物各方面(如結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等)的相似性。在知識(shí)的對(duì)比、歸納中加深印象、深化理解。
例如在學(xué)習(xí)堿金屬時(shí),學(xué)習(xí)堿金屬單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)的時(shí)候,可將金屬鋰到金屬銫分別與水、氧氣、鹵素單質(zhì)反應(yīng)時(shí)發(fā)生的現(xiàn)象、生成的產(chǎn)物等多方面列表進(jìn)行對(duì)比,歸納總結(jié)堿金屬元素化學(xué)性質(zhì)的共同點(diǎn)和遞變性。在學(xué)習(xí)鹵族時(shí),可將鹵族元素與相鄰族氧族元素的性質(zhì)進(jìn)行對(duì)比,歸納它們性質(zhì)的相似點(diǎn)與不同點(diǎn)。
3.學(xué)習(xí)過(guò)程中重視化學(xué)實(shí)驗(yàn),在各種不同類(lèi)型的實(shí)驗(yàn)中去提高自己的能力。對(duì)于課堂演示實(shí)驗(yàn),要善于去觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,嘗試用規(guī)范的化學(xué)用語(yǔ)描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、解釋現(xiàn)象發(fā)生的原因。對(duì)于學(xué)生實(shí)驗(yàn)要勇于去參與,培養(yǎng)自己的實(shí)驗(yàn)操作能力。特別是對(duì)于一些探索性的開(kāi)放型的實(shí)驗(yàn),是對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰εc理論知識(shí)的綜合考查。在學(xué)習(xí)過(guò)程中體會(huì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)化學(xué)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)鞏固加深,化學(xué)理論知識(shí)是對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)。
來(lái)源:教育部全國(guó)中小學(xué)教師繼續(xù)教育網(wǎng)
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