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摘 要:原子是构成宏观物质的“最基本”的微粒,一切物质都是由原子直接或间接构成。所以,在介绍物质结构相关知识时应首先介绍原子,再介绍分子、离子。从物质细分的角度看,分子、原子、离子都是“保持物质化学性质的最小粒子”,分子只是其中的一种。
关键词:物质结构 原子 分子 离子
【中图分类号】 G633.8 【文献标识码】 C 【文章编号】1671-8437(2010)03-00120-02
多年来,我们一直使用人教版教材,本人对教材中一些关于物质结构知识的讲解存在不同的看法。现就教材的不足及本人的观点表述出来,以供同行参考。
一 对教材关于分子、原子知识讲解的不同看法
1.分子、原子教学内容的顺序安排不妥
教材首先介绍分子,后介绍原子的顺序安排不妥。由于分子是由原子构成的,分子的很多属性都与原子有关,没有原子相关知识的铺垫是很难把分子讲清楚的,同时学生也是难以理解清楚的。
我们知道,直接构成物质的微粒有三种:原子、分子、离子,其中“最基本”的粒子是原子。因为分子、离子都是由原子构成的,原子的相关知识是物质结构知识的“原点”。先讲原子,就是直接把学生带到知识“原点”处,从“原点”出发,拓展到分子、离子就显得层次分明,条理清楚,有了原子相关知识的支撑,对分子、离子的讲解就轻松自然,而且能一步到位地讲清楚。
另一方面,物理教材中先行出现“分子”一词,在物理课中分子、原子、离子都被称为分子,它是把构成物质的所有粒子都称为分子,我们在这之后讲分子,一方面有物理学科中关于分子知识的支撑,另一方面也受到物理课中“分子”一词的干扰。初学化学的学生很难把化学上的分子与物理上的分子分开,若先讲原子就可绕开这一干扰,在讲了原子后再讲分子就不会因物理上的“分子”去干扰化学上的“分子”。所以,无论从原子、分子、离子的知识结构关系角度,还是绕开物理课中分子一词的干扰角度,都应先讲原子,后讲分子。
2.教材中对分子的定义是不成功的
教材中把分子定义成:分子是保持物质化学性质的最小粒子,这是不妥的。
第一,学生难懂其义。从人类对宏观物质的探索角度看,如果将宏观物质不断细分下去,当分到化学性质都不能表现时就到了“分子”的层次,从专业角度看是正确的,对于有一定学科基础的人来说,也不难理解,但对于初涉化学的初中生就显得晦涩难懂。因为“保持”、“性质”、“化学性质”对学生来讲都是很抽象的词汇,用这些词汇来描述他们不熟悉的事物当然会有理解上的困难。更何况他们并没有把物质“细分下去”的实践经历或心理历程。
第二,这句话并没有涉及到分子的本质属性。因为直接构成物质的微粒有三种:原子、分子、离子,它们都是“保持”物质化学性质的最小粒子,也就是说“保持物质化学性质的最小粒子”并不是分子特有的,这样去定义分子显得无意义。另外,物质的性质包括两个方面的内容:物理性质和化学性质。物理性质是物质的宏观属性。单个的粒子不能说物理性质,只有大量微粒集合的微粒集体才能谈物理性质,也即分子、原子、离子这些微粒只能去“保持”物质的化学性质。
第三,“最小”一词易引出歧义。在定义中“最小”是指把物质步步细分下去,到了不能“保持”化学性质时的粒子。那么在细分到分子之前的粒子是什么?更有甚者,学生会认为也许是“保持物质化学性质”的微粒有多种,其中分子是“最小的”。所以说教材中把分子定义为“保持物质化学性质的最小粒子”是不妥的,尤其是对初学化学的学生来说更是不合适的。
二 怎么讲解原子和分子
1.原子
可从金属的组成探究引出原子的话题。金属是由原子直接堆积而成的。由于有扫描隧道显微镜拍摄的原子图像,学生能够感受到这种构成物质的圆球状微粒,所有金属都是由这种圆球状粒子构成的,我们把这种直接构成物质的圆球状微粒称为原子。同种金属的原子相同,不同种金属的原子不同。原子的体积、质量都非常小,原子在不停的运动且运动速度要受温度的影响,且原子间又有一定的间隔,运动速度又会影响到分子间的间隔。金属都是由原子直接堆集而成,且原子间间隔都很小,而稀有气体也是由原子直接构成的,稀有气体的原子间间距很大。
接着就可介绍常见原子的名称及符号(具体内容略)。在介绍原子时,对原子不着急去定义,因为越是本质的、基本的事物越难定义。随着对分子、离子的介绍,学生对原子的理解自会加深的。如原子怎样构成分子,怎样形成离子,以及原子在物质参与化学反应时的重组等,原子的形象会逐渐清晰而丰富起来。
2.关于“分子”的讲解
由于先介绍了原子这种微粒,介绍分子就方便多了。告诉学生并不是所有物质都是由原子直接构成的,但这些构成物质的微粒都与原子有关。(介绍扫描隧道显微镜拍摄的苯分子图)并以O2、O3、H2、H2O、H2O2为例来说明这些物质的微粒(分子)与原子的关系,并顺势得出:分子也是构成物质的一种微粒,且分子是由确定种类和数目的原子构成的中性粒子。然后学习分子的属性:体积及质量很小,分子间有间隔,分子在运动等,同时解释一些自然现象。
小结:原子是直接构成物质的最“基本”的粒子。分子也是构成物质的微粒,分子由确定种类及数目的原子能构成。并强调物质种类与微粒种类的对映关系。
在学习原子结构知识后学生对阴阳离子的理解较易,最终归纳为:
三 教材对物质分类及单质和化合物定义也存在不妥之处
教材在对物质分类时,首先分成纯净物和混合物,再将纯净物分类。
我们知道,化学对物质进行研究时,必然是以某一具体物质为对象,而不是杂乱的混合物。混合物本就包含了不确定的多种物质,怎么能列成一个物质类别呢?显然是概念不清,层次混乱。所以,物质应直接分成单质和化合物,这里的物质不包含混合物。
也许编者是为了给后边讲单质和化合物定义时提供方便,但这未必就能如愿。在后边的单质和化合物定义中使用“纯净物”一词也是非常蹩脚的,教材中给单质和化合物定义为:“由同种元素组成的纯净物叫单质”,由多种元素组成的纯净物叫化合物。”以氧气为例,不管是“纯净”状态和氧气还是混合空气中的氧气,它都是单质。同样,对CO2而言,无论是在干冰中,还是在空气中,它都是化合物。因而是单质还是化合物与它是否是纯净物没有关系。若O2与O3混在一起就不是一种物质,而是两种物质,且是两种单质的混和物。所以单质及化合物的定义就应是:只由一种元素组成的物质叫单质,由多种元素组成的物质叫化合物。
关键词:物质结构 原子 分子 离子
【中图分类号】 G633.8 【文献标识码】 C 【文章编号】1671-8437(2010)03-00120-02
多年来,我们一直使用人教版教材,本人对教材中一些关于物质结构知识的讲解存在不同的看法。现就教材的不足及本人的观点表述出来,以供同行参考。
一 对教材关于分子、原子知识讲解的不同看法
1.分子、原子教学内容的顺序安排不妥
教材首先介绍分子,后介绍原子的顺序安排不妥。由于分子是由原子构成的,分子的很多属性都与原子有关,没有原子相关知识的铺垫是很难把分子讲清楚的,同时学生也是难以理解清楚的。
我们知道,直接构成物质的微粒有三种:原子、分子、离子,其中“最基本”的粒子是原子。因为分子、离子都是由原子构成的,原子的相关知识是物质结构知识的“原点”。先讲原子,就是直接把学生带到知识“原点”处,从“原点”出发,拓展到分子、离子就显得层次分明,条理清楚,有了原子相关知识的支撑,对分子、离子的讲解就轻松自然,而且能一步到位地讲清楚。
另一方面,物理教材中先行出现“分子”一词,在物理课中分子、原子、离子都被称为分子,它是把构成物质的所有粒子都称为分子,我们在这之后讲分子,一方面有物理学科中关于分子知识的支撑,另一方面也受到物理课中“分子”一词的干扰。初学化学的学生很难把化学上的分子与物理上的分子分开,若先讲原子就可绕开这一干扰,在讲了原子后再讲分子就不会因物理上的“分子”去干扰化学上的“分子”。所以,无论从原子、分子、离子的知识结构关系角度,还是绕开物理课中分子一词的干扰角度,都应先讲原子,后讲分子。
2.教材中对分子的定义是不成功的
教材中把分子定义成:分子是保持物质化学性质的最小粒子,这是不妥的。
第一,学生难懂其义。从人类对宏观物质的探索角度看,如果将宏观物质不断细分下去,当分到化学性质都不能表现时就到了“分子”的层次,从专业角度看是正确的,对于有一定学科基础的人来说,也不难理解,但对于初涉化学的初中生就显得晦涩难懂。因为“保持”、“性质”、“化学性质”对学生来讲都是很抽象的词汇,用这些词汇来描述他们不熟悉的事物当然会有理解上的困难。更何况他们并没有把物质“细分下去”的实践经历或心理历程。
第二,这句话并没有涉及到分子的本质属性。因为直接构成物质的微粒有三种:原子、分子、离子,它们都是“保持”物质化学性质的最小粒子,也就是说“保持物质化学性质的最小粒子”并不是分子特有的,这样去定义分子显得无意义。另外,物质的性质包括两个方面的内容:物理性质和化学性质。物理性质是物质的宏观属性。单个的粒子不能说物理性质,只有大量微粒集合的微粒集体才能谈物理性质,也即分子、原子、离子这些微粒只能去“保持”物质的化学性质。
第三,“最小”一词易引出歧义。在定义中“最小”是指把物质步步细分下去,到了不能“保持”化学性质时的粒子。那么在细分到分子之前的粒子是什么?更有甚者,学生会认为也许是“保持物质化学性质”的微粒有多种,其中分子是“最小的”。所以说教材中把分子定义为“保持物质化学性质的最小粒子”是不妥的,尤其是对初学化学的学生来说更是不合适的。
二 怎么讲解原子和分子
1.原子
可从金属的组成探究引出原子的话题。金属是由原子直接堆积而成的。由于有扫描隧道显微镜拍摄的原子图像,学生能够感受到这种构成物质的圆球状微粒,所有金属都是由这种圆球状粒子构成的,我们把这种直接构成物质的圆球状微粒称为原子。同种金属的原子相同,不同种金属的原子不同。原子的体积、质量都非常小,原子在不停的运动且运动速度要受温度的影响,且原子间又有一定的间隔,运动速度又会影响到分子间的间隔。金属都是由原子直接堆集而成,且原子间间隔都很小,而稀有气体也是由原子直接构成的,稀有气体的原子间间距很大。
接着就可介绍常见原子的名称及符号(具体内容略)。在介绍原子时,对原子不着急去定义,因为越是本质的、基本的事物越难定义。随着对分子、离子的介绍,学生对原子的理解自会加深的。如原子怎样构成分子,怎样形成离子,以及原子在物质参与化学反应时的重组等,原子的形象会逐渐清晰而丰富起来。
2.关于“分子”的讲解
由于先介绍了原子这种微粒,介绍分子就方便多了。告诉学生并不是所有物质都是由原子直接构成的,但这些构成物质的微粒都与原子有关。(介绍扫描隧道显微镜拍摄的苯分子图)并以O2、O3、H2、H2O、H2O2为例来说明这些物质的微粒(分子)与原子的关系,并顺势得出:分子也是构成物质的一种微粒,且分子是由确定种类和数目的原子构成的中性粒子。然后学习分子的属性:体积及质量很小,分子间有间隔,分子在运动等,同时解释一些自然现象。
小结:原子是直接构成物质的最“基本”的粒子。分子也是构成物质的微粒,分子由确定种类及数目的原子能构成。并强调物质种类与微粒种类的对映关系。
在学习原子结构知识后学生对阴阳离子的理解较易,最终归纳为:
三 教材对物质分类及单质和化合物定义也存在不妥之处
教材在对物质分类时,首先分成纯净物和混合物,再将纯净物分类。
我们知道,化学对物质进行研究时,必然是以某一具体物质为对象,而不是杂乱的混合物。混合物本就包含了不确定的多种物质,怎么能列成一个物质类别呢?显然是概念不清,层次混乱。所以,物质应直接分成单质和化合物,这里的物质不包含混合物。
也许编者是为了给后边讲单质和化合物定义时提供方便,但这未必就能如愿。在后边的单质和化合物定义中使用“纯净物”一词也是非常蹩脚的,教材中给单质和化合物定义为:“由同种元素组成的纯净物叫单质”,由多种元素组成的纯净物叫化合物。”以氧气为例,不管是“纯净”状态和氧气还是混合空气中的氧气,它都是单质。同样,对CO2而言,无论是在干冰中,还是在空气中,它都是化合物。因而是单质还是化合物与它是否是纯净物没有关系。若O2与O3混在一起就不是一种物质,而是两种物质,且是两种单质的混和物。所以单质及化合物的定义就应是:只由一种元素组成的物质叫单质,由多种元素组成的物质叫化合物。