114鈍化現象——
化學上的一些概念、原理是前人從已知的感性材料出發(fā),通過觀察、分析、綜合,對這些材料進行“去偽
存真”,抽象出它們共同的本質屬性,然后進行概括而形成的。因此化學上的概念、原理有高度的概括性
、抽象性。學生理解起來十分困難,教師要懂得讓學生真正地掌握這些概念或原理的過程,從總的方面來
看,同人類的認識過程是一致的。在進行概念或原理的教學中須***遵循由感性到理性、從生動的直觀到抽
象的思維這一認識過程的總規(guī)律。
筆者在多年的教學中體會到:學生對概念或原理理解的好不好有兩點至關重要,一是學生已有的知識經驗
和他們在實踐中所形成的思考能力,二是教師講課是否能啟發(fā)引導、簡明扼要、生動形象,直觀通俗。教
學實踐的許多事例可以說明,如果學生在學習某一概念時,他們對這方面的感性材料很豐富,教師講解又
能要點突出、把抽象的概念或原理形象化、通俗化。那么學生很容易理解這些知識的內涵和實質,能達到
事半功倍的效果。現舉幾例加以說明。
一、 化學鍵
化學教材上談到什么是化學鍵時寫道:“相鄰的原子間強烈的相互作用叫化學鍵?!睂W生在學習時感到這
句話很難理解,尤其是對“相互作用”的含義感到莫明其妙,認為這個概念十分抽象。我在教學中首先講
什么是“鍵”,鍵是安裝在車軸頭上管住車輪不脫離軸的一個鐵棍。在電動機、水泵等裝置中都需要把皮
帶輪固定在輪軸上,采用的辦法是在輪軸和皮帶輪上各打上槽,用一金屬方塊打進去固定,或者說用一塊
金屬把二者連接了起來。該金屬方塊就叫鍵。由此可見,鍵是起固定連接作用的,它把輪子和軸牢固地連
接在一起?;瘜W鍵是用在化學上把原子和原子連接起來的一種東西,這種東西不象前面提到的鍵那樣直觀
,它是看不到的,它把原子連接到一起采用的方式也不一樣,有三種之多。第一種是靠陰陽離子的吸引力
把原子和原子連接在一起,象離子化合物氯化鈉、氯化鎂等。第二種是依靠共用電子對把原子和原子連接
在一起,象共價化合物氯化氫、氨氣等。第三種情況是靠自由電子把原子和原子連接在一起,象金屬鐵、
鋁等。由此可見,原子間的這三種連接方式要用一個高度概括的名詞來加以描述,才能包括全面,這就是
“相互作用”的由來。這樣學生就比較容易理解相鄰原子間靠化學鍵把它們連接在一起,也就理解了化學
鍵的定義。也很容易理解在多原子組成的分子中,含有兩種化學鍵。例如氫氧化鈉,氫原子和氧原子之間
靠共價鍵結合,鈉離子和氫氧根離子間就是靠離子鍵結合。
二、 鈍化現象
不銹鋼鐵、鋁等金屬表面生成致密氧化物保護層,從面阻止與金屬進一步反應的現象叫鈍化現象。
要真正理解鈍化現象,首先要搞清楚“鈍”的含義,鈍就是不鋒利,不快。當我們用刀切肉時,一旦切不
動了,常說:這把刀真鈍!然而用手掌或木片同樣切不動肉,我們卻不說它們鈍,原因是這些東西沒有“
切”割肉的本領。可以這樣理解鈍的含義,原來具有某種能力,現在該種能力降低了或者喪失了,我們稱
之為鈍。鋁、鐵金屬反應,我們能“切”動鐵和鋁。因為它有氧化能力,氧化能力更強,更應該能與鋁、
鐵金屬反應,更能“切”動金屬鐵和鋁。實際上由于致密氧化物保護層的作用,阻止了反應的進一步發(fā)生
,換句話說,這與刀鈍切不動肉是一個道理。鐵和鋁反應的氧化能力,更應該能與之反應,實際上卻不能
反應的這種現象,我們稱為鈍化現象。
與鈍化現象類似的還有醫(yī)療上殺菌、消毒用的酒精濃度是70—75%,當酒精濃度大于75%時,殺菌能力反而
降低,原因是濃酒精一下子把細菌表面組織殺死,形成一層硬殼,阻止了酒精的滲透,不能把細菌內部的
組織殺死,很難把細菌一網打盡。實際上濃酒精的殺菌能力反而降低了。而70-75%的酒精滲透能力極強,
可以把細菌全部殺死。
三、勒夏特列原理
如果改變影響平衡的一個條件(如溫度、壓強、濃度),化學平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。這
就是勒夏特列原理。這個原理是對濃度、壓強、溫度對化學平衡影響的高度概括。如果升高溫度,化學平
衡就會向吸熱的方向移動,從而使體系中的溫度降低;如果壓強增大,化學平衡就會向氣體體積縮小的方
向移動,從而使體系的壓強減?。蝗绻黾臃磻锏臐舛?,化學平衡就向生成物的方向移動,從而使反應
物的濃度減少。化學平衡研究的是可逆反應,可逆反應可以向任何一方運動,反應既可以向正方向運動,
同時還可以向相反方向運動。當升高溫度時,化學平衡若向放熱的方向運動,那么會體系中的溫度升高,
若向吸熱的方向移動,會使體系中的溫度降低。其實化學平衡運動卻選取了后者從而使體系中的溫度降低
。如果降低溫度,化學平衡會向放熱的方向移動,從而使體系中的溫度升高。從這里看出化學平衡運動是
“助人為樂”是“雪中送炭”,而不是“推波助瀾” 、“助紂為虐”,它是多么的公道、多么仁慈??!
勒夏特列原理是化學平衡運動中公平原則的體現。
在自然界中,水總是從高的地方流到低的地方,從而使低的水位變高。在現代的社會中當人們存款少時,
銀行會增加利率吸引客戶,當人們存款多時,銀行會減少利率?,F在銀行從客戶存款所得的利息中扣20%
的個人所得稅,用于救助生活貧困的人們。這體現了人類社會中一個公平的原則,那就是縮小貧和富的差
別。從某種意義上講,化學平衡中勒夏特列原理與人類社會公平的原則的實質是一樣的。
四、官能團
決定化合物特殊性質的原子或原子團叫做官能團。鹵素、羥基、羧基、硝基等都是官能團。為了幫助學生
理解“官能團”的概念,我從“官能團”字義入手,所謂“官能團”是一個象官一樣有號召力的、有能力
的團體,是一個領導集體,在處理事情中是起決定作用的。如學校的校長、副校長及學校領導班子,在處
理學校的事情中有很大的作用,是先投資蓋科技樓,還是先投資蓋藝術樓;是先投資建物理實驗室、還是
先投資蓋化學實驗室;教師的待遇高點、還是管理人員的待遇高點等等。在這些事情的處理上,學校領導
班子起著重要作用。這些決策對學校的影響是巨大的。
在有機化合物中,有的分子往往很大,然而這些物質發(fā)生化學變化時,大都在較小的官能團上發(fā)生,或發(fā)
生取代反應、或發(fā)生加成反應、或發(fā)生聚合反應,這些原子或原子團是發(fā)生化學變化的中心,它決定了化
合物的特性。在有機物中官能團的作用就象人類社會中的“官”。