把握物質(zhì)化學性質(zhì)的思想方法初探

 　　摘要：本文介紹了幾種理解物質(zhì)化學性質(zhì)的常見的化學思想，即結構觀、粒子觀、平衡觀、價態(tài)觀、強弱觀、難易觀和應用觀，讀來使人感到通俗易懂，有利于讀者理解和掌握物質(zhì)的化學性質(zhì)。

　　關鍵詞：化學性質(zhì) 思想方法

　　研究和掌握任何事物都得講究思想方法，研究和掌握不同學科的知識，應有不同的思想方法，研究和掌握物質(zhì)的化學性質(zhì)是學好化學的關鍵。用一定的思想方法來分析、理解和探究物質(zhì)的化學性質(zhì)是中學化學教學和研究和中至關重要的問題。筆者就這個問題初探如下：

　　一、利用粒子(指分子、原子和離子)的結構觀，理確各種粒子的化學性質(zhì)

　　所謂粒子的結構是指根據(jù)粒子的結構知識來分析、推斷粒子的化學性質(zhì)的思想。因為粒子的結構是各種粒子的內(nèi)在機制，而化學性質(zhì)則是粒子結構在化學反應中的具體體現(xiàn)，結構與性質(zhì)是不可分割、相互聯(lián)系的統(tǒng)一體。所以，我們在進行物質(zhì)化學性質(zhì)教學時，務必時常引導學生利用這一主體思想理解粒子的化學性質(zhì)。

　　例如，有機物分子的化學性質(zhì)，通常是由分子中的特征原子或原子團(官能團)決定的，有什么樣的官能團，就有什么樣的化學性質(zhì)。如某有機物的結構簡式為：

　　HOCH2CH2CH(NH2)COOH，分子內(nèi)因含有羥基(—OH)、胺基(—NH2)和羧基(-COOH),所以,該有機物能發(fā)生與這三個基團有關的化學反應。因為分子內(nèi)含有—OH，所以該有機物在一定條件下能與活潑金屬、氫鹵酸、羧酸、自身分子間發(fā)生取代反應，又因和羥基相連的碳上有氫原子，所以能被催化氧化成醛或酮，還因和羥基相鄰的碳上有氫原子，所以能發(fā)生分子內(nèi)脫水的消去反應;分子內(nèi)因為含有—NH2，由于—NH2中的氮原子有孤對電子，能與H+形成配位鍵，所以該有機物分子能與酸反應;分子內(nèi)因為含有-COOH，所以該有機物分子能與醇發(fā)生酯化反應，并在水中還能體現(xiàn)弱酸性。當然，有時我們還得考慮有機物分子內(nèi)各種官能團之間的相互影響對物質(zhì)所起的作用。

　　又如，根據(jù)氮原子的結構特征可知，氮原子的非金屬性較強，而N2的氧化性卻不強，這是為什么呢?根據(jù)粒子的結構觀，其原因要從N2的內(nèi)部結構去分析，通過分析不難知道：這是由于N2內(nèi)氮氮叁鍵結合，鍵能較大之故。

　　利用上述化學思想引導學生分析粒子的化學性質(zhì)，不但能正確理解物質(zhì)的化學性質(zhì)，而且還能從中受到辯證唯物主義的思想教育。

　　二、利用構成物質(zhì)的粒子觀，全面理解物質(zhì)的化學性質(zhì)

　　所謂構成物質(zhì)的粒子觀是指從構成物質(zhì)的主要粒子為出發(fā)點(抓主要矛盾)，全面分析物質(zhì)的化學性質(zhì)的思想(全面觀點)。即：在討論物質(zhì)的化學性質(zhì)時，首先應分析構成該物質(zhì)的主要粒子有哪些，然后逐一分析每種粒子的化學性質(zhì)，那么該物質(zhì)的化學性質(zhì)，則是各粒子性質(zhì)的總和(不是簡單的加和，有時還應考慮粒子間的相互影響)。當然，在分析主要粒子的性質(zhì)的同時，也不能完全忽視“次要粒子”的性質(zhì)，因為在特定情況下，某種或某些“次要粒子”的存在，會對物質(zhì)的性質(zhì)產(chǎn)生重大的影響(次要矛盾在一定條件下可轉化為主要矛盾)。

　　例如，對“氯水”的化學性質(zhì)的理解，要從構成氯水的主要粒子：Cl-、H2O、HClO、

　　H+、Cl-、ClO-去分析。氯水中因含Cl2，所以它能氧化S2-、I-、Br-、Fe2+等還原性離子;因[H+]>[OH-]，所以這體現(xiàn)酸性;因含Cl- ，所以在氯水中滴入AgNO3 溶液產(chǎn)生白色沉淀;因含HClO，所以氯水具有殺菌、消毒、漂白的作用。不難看出，氯水的化學性質(zhì)是氯水中主要粒子體現(xiàn)的性質(zhì)。

又如，在淺綠色的Fe(NO3)2溶液中，①加放鹽酸，溶液為什么會變淺黃色?②加入小塊金屬鈉，為什么會有大量氣體和白色絮狀沉淀產(chǎn)生，而白色沉淀為什么又馬上變成灰綠色，最后變?yōu)榧t褐色?要回答以上兩個問題，我們必須從構成Fe(NO3)2溶液的主要粒子(Fe2+、NO3-、H2O)的化學性質(zhì)去全面分析：問題①是由于NO3-在酸性溶液中具有氧化性，F(xiàn)e2+被氧化成Fe3+，而使溶液濕淺黃色。問題②是同時考慮Fe2+和H2O的性質(zhì)，F(xiàn)e2+在水中存在水解平衡：Fe2+ +2H2O Fe(OH)2 +2H+，金屬鈉置換了H+，使[H+]濃度減小，促使上述平衡向右移動，產(chǎn)生Fe(OH)2白色沉淀，后被空氣中的氧氣氧化為Fe(OH)3。總的反應方程式為：

　　8Na + 4Fe(NO3)2 + 10H2O + O2 = 4Fe(OH)3↓+ 8NaNO3+ 4H2↑。

　　利用構成物質(zhì)的粒子觀去分析物質(zhì)的化學性質(zhì)，不但使學生全面理解了物質(zhì)的化學性質(zhì)，而且學會了抓事物的主要矛盾，從而訓練了他們思維的針對性和廣闊性。

　　三、利用動態(tài)平衡觀，揭示粒子間相互反應的實質(zhì)

　　所謂動態(tài)平衡觀是指用平衡移動的觀點來分析粒子之間相互反應的思想方法。因為一切化學反應都可看作是一個動態(tài)平衡體系，反應過程，即動態(tài)平衡移動過程，其實質(zhì)是平衡體系趨向更穩(wěn)定的過程。所以粒子間相互反應的過程可理解為是舊平衡的破壞和新平衡建立的過程。

例如，在AgCl懸濁液中加入濃氨水，其反應實質(zhì)是：AgCl懸濁液中存在溶解平衡：AgCl(固) Ag+Cl ，氨水中存在水合和電離平衡：

NH3 +H2O NH3·H2O NH4+ + OH-

　　當兩溶液混合后，Ag+和NH3通過配位鍵結合生成了更穩(wěn)定的粒子[Ag(NH3)2]+，破壞了上述平衡，建立了新的絡合平衡：Ag+ + 2NH3 [Ag(NH3)2]+

利用動態(tài)平衡觀，不但使學生掌握了粒子間反應的實質(zhì)，而且還進一步認識到世界是物質(zhì)的，物質(zhì)是不斷運動和變化的。

　　四、利用價態(tài)觀，剖析物質(zhì)的氧化、還原性

　　所謂價態(tài)觀是指根據(jù)組成物質(zhì)各元素的價態(tài)及其升降趨勢，來確定該物質(zhì)體現(xiàn)氧化性還是還原性的思想方法。具體規(guī)律如下：①粒子中組成元素處于最低價態(tài)，粒子一般體現(xiàn)還原性，和常見氧化劑能發(fā)生反應。例如：S2-、金屬單質(zhì)、鹵素陰離子(X-)體現(xiàn)還原性，能被某些氧化劑氧化。②粒子中組成元素處于高價態(tài)，粒子一般體現(xiàn)氧化性，和常見還原劑能發(fā)生反應。例如：F2、O2 、濃H2SO4 、HNO3、FeCl3 等物質(zhì)中標有化合價的元素處于高價態(tài)，通常體現(xiàn)強氧化性，能和S2-、Fe2+、I-、金屬單質(zhì)等常見還原劑反應。③組成元素處于中間價態(tài)的粒子一般既體現(xiàn)氧化性又體現(xiàn)還原性。當遇到氧化性強的粒子，它則體現(xiàn)氧化性;當遇到氧化性強的粒子，它則體現(xiàn)還原性。例如：SO2和O2反應時體現(xiàn)還原性，當和H2S 反時體現(xiàn)氧化性。

　　五、利用強弱觀和難易觀，理解部分物質(zhì)的化學性質(zhì)

　　所謂強弱觀和難易觀是指以“強”制“弱”、以“難揮發(fā)”制“易揮發(fā)”和以“易溶”制“難溶”的化學思想，具體地說，有以下幾個反應規(guī)律：

　　①“強酸”制“弱酸”

　　例如：Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO

　　②“強堿”制“弱堿”

　　例如：CH3COONH4+NaOH =CH3COONa+NH3·H2O

　　③“強還原劑”制“弱還原劑”

　　例如：H2S+I2=2HI+S↓

　　④“強氧化劑制”制“弱氧化劑”

　　例如：2FeBr2+3Cl2=2FeCl3+2Br2

　　⑤“難揮發(fā)性酸”制“易揮發(fā)性酸”

例如：NaBr+H3PO4 NaH2PO4+HBr↑

⑥“難揮發(fā)性酸酐”制“易揮發(fā)性酸酐”

　　例如：CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2↑

　　⑦“易溶于水的物質(zhì)”生成“難溶于水的物質(zhì)”

例如：MgCO3+2NaOH Mg(OH)2↓+Na2CO3

　　利用強弱觀和難易觀的思想方法，不但可以理解酸、堿、鹽、氧化劑、還原劑和某些性質(zhì)，而且可作為酸和鹽、堿和鹽、氧化—還原反應能否發(fā)生的判斷依據(jù)。

　　六、利用物質(zhì)的應用觀，回顧、加深物質(zhì)的化學性質(zhì)

　　所謂物質(zhì)的應用觀是指利用物質(zhì)的各種用途來回顧和加深物質(zhì)化學性質(zhì)的思想方法。物質(zhì)的性質(zhì)決定了物質(zhì)的用途，物質(zhì)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和實際生活中的應用，其實是物質(zhì)性質(zhì)的具體體現(xiàn)，性質(zhì)和用途是相互聯(lián)系的統(tǒng)一體，正因為這樣，我們教學中，可通過物質(zhì)的用途來幫助學生進一步理解物質(zhì)的性質(zhì)。

　　例如，Cl2有很多用途，我們可聯(lián)系Cl2的各種用途回顧Cl2的化學性質(zhì)。

　　①氯氣制鹽酸(氯氣與氫氣發(fā)生化合反應)

Cl2 + H2 2HCl

　　②氯氣可用來制農(nóng)藥(氯氣能與非金屬單質(zhì)發(fā)生反應)

2P+3Cl2 2PCl3(通過PCl3制農(nóng)藥)

　　③氯氣用來制有機溶劑(氯氣和烷烴發(fā)生反應)

CH4 +2Cl2 CH2Cl2+2HCl

CH4+3Cl2 CHCl3+3HCl

　　④氯氣通入水中，殺菌消毒制自來水(氯氣與水發(fā)生反應)

　　Cl2+ H2O = HCl+HClO

　　⑤氯氣通入石灰漿制漂白粉(氯氣與堿反應)

　　2Cl2 + 2Ca(OH)2 = CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O

　　利用這一方法不僅加深了物質(zhì)化學性質(zhì)的理解和記憶，而且還加強了化學知識與實際生產(chǎn)、生活之間的聯(lián)系，使性質(zhì)“物質(zhì)化”易懂易記。

　　以上六種把握物質(zhì)化學性質(zhì)的思想方法不僅能幫助學生理解和掌握物質(zhì)的化學性質(zhì)，而且更重要的是幫助學生學會了研究物質(zhì)化學性質(zhì)的思想方法。這些方法還有利于學生懂得世界是物質(zhì)的，物質(zhì)是運動和變化的，而變化是有規(guī)律的，規(guī)律是可被人們掌握和利用的道理。從而激發(fā)了學生學好化學的興趣，為培養(yǎng)學生良好的文化科學素質(zhì)，掌握學習方法奠定了良好的基礎。