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浅谈初中化学化合价知识的教学

2017-05-27张振华

魅力中国 2016年38期
关键词:化学式化合价硝酸

张振华

化合价是学习元素与化合物的重要工具,是学好初中化学的基础,也是初中化学教学的重点和难点,学生学习起来感到很困难。笔者从化合价概念的解释、常见元素化合价的记忆方法、化合价知识的具体应用这三个方面谈了自己的教学感受。

一、在初中教学中如何解释化合价

化合价是表示不同元素原子之间相互结合数目的一种术语手段,即它只是从表面上定量的解释数与数的关系。其实质是,相互化合的元素原子结构决定了其相互化合的数目,更准确地讲,是原子之间相互结合时,得失电子数目和共价电子数目及成键杂化电子数决定了其化合数目。

可是,在初中阶段我们不能太深入讲解化合价,应点到即可。教师在讲解时,应忽略化合价的概念定义,重点讲出当不同元素的原子之间相互化合形成化合物时,有一定的原子个数比,这才决定每一种物质都可用一个化学式去表示它的组成。例如,在化合物水(H2O)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)中,原子的个数比分别为2﹕1、1﹕1、1﹕2。为什么有这样的比例呢?这样的比例使得化合物中原子的最外电子层形成稳定结构。这种化合物中原子个数有固定比例可以用“化合价”说明:我们把一种元素一定数目的原子跟其它元素一定数目的原子化合的性质,叫这种元素的化合价。化合价有正价和负价,在化合物里,氧通常显-2价,氢通常显+1价;金属元素通常显正价,非金属元素通常显负价(但在非金属氧化物中,氧显负价,另一种非金属元素显正价)。在+1价的元素与-1价的元素组成的化合物中,原子的个数比为1﹕1,如CO、CuO;在+1价的元素和-2价的元素组成的化合物中,原子的个数比为2﹕1,如H2O。

用一句话解释化合价就是:它是一种工具,一种用于书写化学式的手段。学生们只要了解、记住,并会运用化合价便可。

二、常见元素和原子团化合价的记忆方法

目前常见元素和原子团化合价的记忆方法大体有以下几种:

1、将常见化合价编成顺口溜。如:一价氢氯钾钠银,二价氧钙钡镁锌等。

2、利用常用的化合物记忆常见元素的化合价。如:C有+2和+4价,在一氧化碳(CO)中C为+2价,在二氧化碳(CO2)中C为+4价。

3、结合元素的原子结构示意图最外层电子数目来记忆元素的化合价。如:最外层电子数小于或等于4时,化合价为正价,并且化合价等于最外层的电子数目;最外层电子数大于4时,化合价为负价或正价,负价等于最外层的电子数目-8或正价等于最外层的电子数目。

笔者认为把记忆材料编成顺口溜的方法较好,这种方法可以缩小记忆材料的绝对数量,把记忆材料分成组块来记忆,富有乐律感和趣味性,不但可减轻大脑负担,而且记得牢,避免遗漏,学生也乐于接受。

现有的顺口溜种类较多,笔者推荐下面这则顺口溜:钾钠氢银正一价,钙镁钡锌正二价;氟氯溴碘负一价,通常氧硫负二价;铜正一正二铝正三,铁正二正三硅正四;单质都是为零价;负一氢氧硝酸氯酸根,负二硫酸碳酸锰酸根;负三磷酸根,正一价的是铵根。该则顺口溜包含了初中必须掌握的所有化合价,指出了正负价,同时朗朗上口,利于学生记忆、运用。另有部分元素具有变价,该口诀中并未提及,可指导学生阅读课本了解相关内容即可,初中阶段可不作重点要求。

三、化合价知识的具体应用

要想熟练解答和化合价相关的考题,除了要记住上面的化合价顺口溜,还要牢牢记住“化合物中各元素正负化合价的代数和为零”这一原则。具体的应用题型大体如下:

1.正确书写化合物中某元素的化合价

例:已知五氧化二磷中磷元素的化合价为+5价,碳酸钙中碳酸根的化合价为-2价,请正确标出。

表示方法:用+2、+1、-2、-1……表示,标在元素符号的正上方(“1”不能省去)。 P2+5O5 H2CO3–2

2.根据化学式求元素的化合价

例:已知氢元素的化合价为+1价,氧元素的化合价为-2价。试确定硫酸(H2SO4)和硝酸(HNO3)中硫元素和氮元素的化合价。

由于在化合物中,正负化合价的代数和为零。现设硫酸中硫元素的化合价为x,硝酸中氮元素的化合价为y

(+1)×2+x+(-2)×4=0,x=+6(+1)+y+(-2)×3=0,y=+5

所以,硫酸中硫元素显+6价;硝酸中氮元素显+5价。

3.根据化合价写出化合物的化学式

例:已知硝酸根的化合价为-1价,在硝酸亚铁中铁显+2价。试写出硝酸亚铁的化学式。

第一步:写出元素符号,标出化合价。一般正价的写在左边,负价的写在右边;把化合价标在元素符号或原子团的上方:Fe+2NO3–1

第二步:求出正负化合价的绝对值的最小公倍数:2

第三步:求铁原子的数目和硝酸根的数目 铁原子数:2÷2=1 ,硝酸根数:2÷1=2

第四步:把原子数或原子团数标在相应符号的右下角。由于1是可以省略不写的,故硝酸亚铁的化学式为:Fe(NO3)2。

注意:当原子团的数目不是1时,要用括号把原子团括起来,在括号的右下角标出原子团的数目。

4.判断化学式的正误

例:下列化学式书写有错误的是( )

A.MgCl2 B.AlSO4 C.CaCO3 D.KClO3

遇到这类题型,我们把各元素的化合价标出,计算其代数和是否为零。B选项中铝元素的化合价为+3价,硫酸根的化合价为-2价,其正负化合价代数和不为零。正确的写法应该为Al2(SO4)3,故答案为B。

关于化合价的教学,还有很多延伸空间,笔者认为在初中阶段主要是给学生打下一个坚实的基础,为将来进一步深入學习做好准备。因此,教学中既要注重概念的讲解,让学生有一定的理论基础,形成知识体系,又要让学生记住必要的知识和规则,并能灵活的运用所学的知识去解决具体的问题。

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