“物質(zhì)的量”引言及定義解讀及教學(xué)實踐

侯前進

【中圖分類號】G633.8 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）3-0071-01

1.引言

諸多化學(xué)教材在"物質(zhì)的量"這一章開篇引言部分會提出：單個或數(shù)量非常有限的微觀粒子在化學(xué)反應(yīng)中容易計數(shù)，但質(zhì)量太小難以稱量；當(dāng)質(zhì)量大到可以稱量時，其微觀粒子數(shù)目則多到難以計數(shù)。之所以出現(xiàn)這種兩難困境，是因為在研究物質(zhì)間的化學(xué)反應(yīng)時人們有兩個需求：一是在研究反應(yīng)過程或反應(yīng)機理時，需要對參與反應(yīng)物質(zhì)的微粒進行計數(shù)，即需要知道物質(zhì)微粒之間是按照什么樣的數(shù)量關(guān)系進行化學(xué)反應(yīng)的；顯然，參加反應(yīng)的物質(zhì)微粒數(shù)量越少越便于計數(shù)。為此，人們希望參加反應(yīng)的物質(zhì)微粒數(shù)量盡可能地少。但是當(dāng)微粒數(shù)量少到便于計數(shù)時，由于單個的原子、分子、離子的絕對質(zhì)量數(shù)值太?。ㄒ郧Э藶閱挝唬鋽?shù)量級為10-27），除造成反應(yīng)現(xiàn)象難以觀察的同時；還勢必帶來樣品質(zhì)量難以稱量的實際困難；而如果滿足可以稱量，樣品的質(zhì)量就必須大到一定程度。但是，當(dāng)樣品質(zhì)量大到可稱量時，其中包含的微觀粒子的數(shù)量必然是極其龐大、難以計數(shù)。

顯然，如方便微觀粒子計數(shù)，就需要粒子數(shù)目盡可能地少，但這樣會出現(xiàn)物質(zhì)質(zhì)量或體積太小，使得稱量難以進行，顧"此"失"彼"；如方便參加反應(yīng)的物質(zhì)稱量，就需要質(zhì)量或體積要大，但是又會引起其微觀粒子數(shù)量巨大而難以計數(shù)，顧"彼"失"此"。

所以，為解決這種"兩難"問題，就需要建立一個新的物理量，讓它擔(dān)負起"把微觀粒子數(shù)目與宏觀可稱量的物質(zhì)質(zhì)量聯(lián)系起來"的功能，這個新的物理量就是"物質(zhì)的量"。

因此，引言的作用是告知學(xué)習(xí)者，在化學(xué)知識體系中引入"物質(zhì)的量"的必要性-解決"兩難"問題；另外的一個作用是引入課題。

對于引言部分的作用，不要以為，這不過是幾句引言，并非重難點知識，就一帶而過甚至放過。教師應(yīng)該對此高度自覺，否則難以引起學(xué)生對"物質(zhì)的量"學(xué)習(xí)的重視和學(xué)習(xí)興趣。為了使學(xué)生能較好的理解這種"兩難"，教學(xué)中可以打比方的方式給予說明，如：稱2～3粒芝麻非常容易計數(shù)，因為數(shù)量少。但是，稱其質(zhì)量很困難，因為2～3粒芝麻的質(zhì)量太小：好數(shù)不好稱（一難）。一大堆的芝麻容易稱重，因為它的質(zhì)量已大到一定的程度；但是，對一大堆的芝麻計數(shù)困難，因為它的數(shù)量肯定很大（又一難）。最后設(shè)問："物質(zhì)的量"系統(tǒng)的確可以把這個"兩難"很好的解決，難道不應(yīng)該重視去學(xué)習(xí)和掌握么？

2.物質(zhì)的量的定義

"物質(zhì)的量"的定義的表述在不同的教材中有多種方式，其一表述為：物質(zhì)的量是表示某一特定數(shù)目的基本單元（粒子）為集體數(shù)及其倍數(shù)的物理量。

該定義中有以下四個要點：

①特定數(shù)目

②基本單元

③集體數(shù)

④物理量屬性定位

表1 國際單位制(SI)基本單位

物理量名稱 物理量符號 單位名稱 單位符號

長度L 米 m

質(zhì)量m 千克 kg

時間 t 秒 s

電流強度 I 安培 A

熱力學(xué)溫度T 開爾文 K

物質(zhì)的量 n 摩爾 mol

發(fā)光強度I 坎德拉 cd

對于物質(zhì)的量的定義教學(xué)，要統(tǒng)籌處置以上四個要點。在第一次講解時，不可能都講深講透。對于①可后置，與"物質(zhì)的量"的單位教學(xué)融合②可后置與"物質(zhì)的量"計算融合，而后進行較為深入的闡述；這樣學(xué)生更容易接受。否則，極易形成"夾生"現(xiàn)象。

對于③集體數(shù)的解釋比較容易，可以利用學(xué)生已有的生活經(jīng)驗給予說明：如一包香煙、一箱水果、一袋米、一個班級，它們包含的都不是單個數(shù)，都是集體數(shù)，如一包煙里有20只煙卷；一個班級里肯定不會是一個學(xué)生等。最后給出結(jié)論，物質(zhì)的量其中包含的微觀粒子數(shù)象它們一樣，也不是單個的，也是一個數(shù)量很大的集合體。

對于④物質(zhì)的量"屬性定位為物理量。在初中階段學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生已經(jīng)接觸物理量，但是一般不給出定義。作為進入高中或其它非初等階段的化學(xué)學(xué)習(xí)，應(yīng)該對物理量給予"物理量是量度物理屬性或描述物體運動狀態(tài)及其變化過程的量"之定義，無須回避與含混。

為防止學(xué)生對"物質(zhì)的量" 物理量屬性產(chǎn)生陌生感，教學(xué)中，可以把他們熟悉的若干物理量與"物質(zhì)的量"一并按照下面表1形式列出，進行對比講解；實際教學(xué)過程中，可以引導(dǎo)學(xué)生對已經(jīng)學(xué)習(xí)過的物理量進行復(fù)習(xí)，喚回記憶，然后再介紹"物質(zhì)的量"，告訴學(xué)生："物質(zhì)的量"無任何神秘之處，也不是其它星系的天外來客，不過是七種物理量當(dāng)中的一員而已。