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    類比:一種有效的教學(xué)方法

    2014-02-12 23:06:12陳紅俊孫天山
    化學(xué)教與學(xué) 2014年2期
    關(guān)鍵詞:深化理解類比思維類比

    陳紅俊+孫天山

    摘要:“類比”是一種探究式思維方法。通過類比可以激發(fā)學(xué)生探索的熱情,激活原有知識結(jié)構(gòu)新的生長點(diǎn),促進(jìn)知識遷移。從具體實(shí)例分析類比在“形成概念、建構(gòu)知識、深化理解、解決問題、培養(yǎng)能力”等方面所起的作用。

    關(guān)鍵詞:類比;類比思維;教學(xué)方法;建構(gòu)知識;深化理解

    文章編號:1008-0546(2014)02-0012-02 中圖分類號:G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B

    doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2014.02.004

    “類比”是一種探究式思維方法,是根據(jù)不同事物在某些特性上的相似,推理出它們在另一些特性上也可能相似的思維形式。應(yīng)用到化學(xué)教學(xué)中,就是通過對化學(xué)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)?zāi)P?、反?yīng)規(guī)律等方面的類比研究,激活知識結(jié)構(gòu)的生長點(diǎn),搭建新舊知識的思維聯(lián)系,降低感知的難度,促進(jìn)知識的有效遷移。從而達(dá)到揭示出化學(xué)過程或化學(xué)現(xiàn)象的本質(zhì),調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

    一、在類比中形成概念

    認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)為,任何概念雖然都是相對獨(dú)立的,但其間也有一定的內(nèi)在聯(lián)系和區(qū)別。在概念教學(xué)中,學(xué)生常常把握不住概念的內(nèi)涵和外延,不能把握其本質(zhì)屬性,對概念的理解不深刻,運(yùn)用不準(zhǔn)確。因此,在概念教學(xué)中,教師要運(yùn)用各種有效的方法策略,幫助學(xué)生厘清概念間的關(guān)系或聯(lián)系。

    例如,在學(xué)習(xí)酸性氧化物、堿性氧化物和兩性氧化物的概念上,可以運(yùn)用類比的方法。酸性氧化物是指能夠與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物,如SO2、SO3、CO2、N2O5等;堿性氧化物是指能夠與酸反應(yīng)生成鹽和水的氧化物,如Na2O、K2O、CaO等;兩性氧化物則綜合了二者,是指既能與酸反應(yīng),又能與堿反應(yīng)的氧化物如Al2O3、ZnO等。把三者放在一起來學(xué)習(xí),既讓學(xué)生厘清了三者的概念,又可區(qū)分三者不同,加深理解。再在上述基礎(chǔ)上作適當(dāng)延伸,將得出什么是兩性氫氧化物,即既能與酸反應(yīng)生成鹽和水,又能與堿反應(yīng)生成鹽和水的氫氧化物,如Al(OH)3、Be(OH)2等。進(jìn)一步研究還會發(fā)現(xiàn),從宏觀上看Al2O3、Al(OH)3都能與酸、堿反應(yīng)生成鹽和水,但從微觀上看它們有著顯著的區(qū)別。Al2O3在水中很難發(fā)生電離,而Al(OH)3卻存在兩種電離方式。

    酸式電離:Al(OH)3?葑 AlO2-+H++H2O

    堿式電離:Al(OH)3?葑Al3++3OH-

    由上述電離得知,Al(OH)3與堿反應(yīng)時促進(jìn)了酸式電離,生成偏鋁酸鹽,Al(OH)3與酸反應(yīng)時促進(jìn)了堿式電離,生成了鋁鹽。

    氨基酸是又一類典型的兩性化合物,在氨基酸分子中存在著兩種性質(zhì)截然不同的基團(tuán),氨基(-NH2)和羧基(-COOH)。在水溶液中氨基與氨氣(NH3)相似,結(jié)合水電離產(chǎn)生的質(zhì)子(H+)生成-NH3+,并釋放出氫氧根離子(OH-)顯示堿性;羧基具有羧酸的通性,在水分子作用下電離出氫離子顯示酸性,所以氨基酸既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)。那么,既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)的化合物就是兩性化合物嗎(對概念的進(jìn)一步深化)?顯然不是。如許多弱酸的酸式鹽既可以與強(qiáng)酸反應(yīng),也能與強(qiáng)堿反應(yīng),但不屬于兩性化合物。如NaHCO3、NaHSO3、NaH2PO4等。

    從以上事例可看出,教學(xué)中如果把相關(guān)的概念放在一起,加以類比,全面的分析概念的本質(zhì)、內(nèi)涵和外延,有利于學(xué)生對化學(xué)核心概念的建立。

    二、在類比中建構(gòu)知識

    電離平衡常數(shù)、溶度積常數(shù)都是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn),學(xué)生往往對這些概念不能深刻理解,導(dǎo)致在解答相關(guān)問題時,抓不住要點(diǎn)實(shí)質(zhì)。若運(yùn)用類比的方法,在化學(xué)平衡常數(shù)相關(guān)知識要點(diǎn)的基礎(chǔ)上延伸拓展,教學(xué)將起到事半功倍的效果。

    通過類比得知:

    一是它們的本質(zhì)相同。都是一種動態(tài)平衡體系。即研究一定條件下的可逆反應(yīng)、弱電解質(zhì)的電離平衡、難溶電解質(zhì)的溶解平衡。當(dāng)改變某些外界條件后,平衡發(fā)生移動,最終達(dá)到一種新的平衡。

    二是它們特點(diǎn)相同。其一,與化學(xué)平衡常數(shù)一樣,化學(xué)平衡常數(shù)大小除與物質(zhì)本身的性質(zhì)有關(guān)外,還受溫度的影響,而與反應(yīng)物或生成物的濃度等無關(guān),三大平衡常數(shù)都是溫度的函數(shù),所以研究平衡常數(shù)時都必須指明溫度。其二,不同的平衡體系其平衡常數(shù)不同。平衡常數(shù)越大說明反應(yīng)(或電離、沉淀)越徹底,生成物濃度(或離子濃度、沉淀的量)越大,反應(yīng)物濃度(或弱電解質(zhì)分子濃度、難溶電解質(zhì)離子濃度)越小。因此,平衡常數(shù)的大小可以表示反應(yīng)(或電離、沉淀)進(jìn)行的程度,轉(zhuǎn)化率高低。

    三是分析解決問題的思路相同。在解決電離平衡和溶解平衡問題時,其思路、步驟與化學(xué)平衡一樣。按照“始、轉(zhuǎn)、平”三段分析的方法。“始”是指正確計算出各物質(zhì)的起始量(物質(zhì)或離子的起始濃度);“轉(zhuǎn)”是在變化過程中各物質(zhì)的改變量;“平”是指到達(dá)平衡時各物質(zhì)的濃度。準(zhǔn)確分析計算“始、轉(zhuǎn)、平”是解決具體問題的關(guān)鍵。

    通過上述三大平衡常數(shù)相關(guān)知識的對比,這就將新知識納入了學(xué)生已有的知識體系中,既復(fù)習(xí)了舊知識,又建構(gòu)了新知識。

    三、在類比中深化理解

    在化學(xué)學(xué)習(xí)中,有很多知識間存在著某些相似或相同點(diǎn)。教學(xué)中實(shí)時地運(yùn)用類比,通過類比對象與學(xué)習(xí)內(nèi)容之間的某些共性、差異和特殊性的比較,啟迪學(xué)生的思維,引導(dǎo)學(xué)生弄清知識間的內(nèi)在聯(lián)系,使知識系統(tǒng)化,深化理解所學(xué)知識,實(shí)現(xiàn)知識的意義建構(gòu)。

    在有機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)中,通常是先對某一個或一類最具代表性的物質(zhì)進(jìn)行研究,對其結(jié)構(gòu)、性質(zhì)作深入分析,在此基礎(chǔ)上通過類比延伸拓展到其它同類型或不同類型的物質(zhì)。比如,學(xué)習(xí)烯烴時首先探究乙烯的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)等,通過學(xué)習(xí)掌握了乙烯的主要化學(xué)性質(zhì)。乙烯可以發(fā)生加成反應(yīng)、加聚反應(yīng)、氧化反應(yīng)等,而這些反應(yīng)的發(fā)生是因?yàn)橐蚁┓肿又写嬖谝粋€不飽和價鍵π鍵,π鍵的鍵能小于碳碳σ鍵,容易發(fā)生斷裂而反應(yīng)。根據(jù)烯烴、二烯烴、炔烴等不飽和烴的結(jié)構(gòu)特征不難得出它們與乙烯具有相似的性質(zhì)。苯也是一種不飽烴,其不飽和程度更高,那么苯是否也能發(fā)生加成、氧化等反應(yīng)呢?這就要對苯結(jié)構(gòu)的特殊性進(jìn)行分析。在單烯烴中,碳碳π鍵是相對獨(dú)立的,容易斷裂。而在苯分子中,從碳四價學(xué)說看苯具有凱庫勒式的結(jié)構(gòu),即單雙鍵相間,應(yīng)具有烯烴的通性。事實(shí)證明,苯不能使溴水和高錳酸鉀酸性溶液褪色,說明它沒有表現(xiàn)出像烯烴的不飽和性,性質(zhì)相對穩(wěn)定。經(jīng)研究、測定,人們發(fā)現(xiàn)苯分子中6個碳原子之間的鍵完全相同,是一種介于單鍵和雙鍵之間的獨(dú)特的鍵(離域大π鍵),雖能體現(xiàn)出不飽和價鍵的性質(zhì),如在一定條件下可以和H2等物質(zhì)發(fā)生加成反應(yīng),但不能使溴水和高錳酸鉀酸性溶液褪色,體現(xiàn)了苯的特殊性。通過上述物質(zhì)之間的類比分析,使學(xué)生清晰地認(rèn)識到苯和烯烴的區(qū)別與系聯(lián),更加全面深刻地理解苯的結(jié)構(gòu)與性質(zhì),形成了物質(zhì)結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)的性質(zhì),物質(zhì)的性質(zhì)反映了物質(zhì)結(jié)構(gòu)的學(xué)科思想。

    四、在類比中解決問題

    問題解決是以已有的知識、經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ),如果沒有相關(guān)的先前知識,問題解決則無法進(jìn)行。即使所謂的“新問題”,也能在貯存的知識系統(tǒng)中或多或少的存在某些“原型”,關(guān)鍵是能否從已有的知識儲備中順利提取到相關(guān)的信息。類比能將新問題轉(zhuǎn)化為已有知識經(jīng)驗(yàn)中相似的問題原型,通過比較在兩者之間建立聯(lián)系,實(shí)現(xiàn)知識的有效“遷移”,把當(dāng)前的情景轉(zhuǎn)換為熟悉的、簡單的、清晰的情景,從而使問題得到解決。

    [問題1]根據(jù)鹵代烴的性質(zhì)完成下列方程式:

    (1)溴乙烷跟NaHS的反應(yīng);

    (2)由碘甲烷、無水乙醇和金屬鈉合成甲乙醚。

    問題解決:鹵代烴與氫氧化鈉溶液的反應(yīng),是一個典型的取代反應(yīng)。其實(shí)質(zhì)是帶負(fù)電的原子或原子團(tuán)(例如OH-陰離子)取代了鹵代烴中的鹵原子。CH3CH2CH2Br+OH-→CH3CH2CH2OH+Br-由此可以推出:R—X+Y-→R—Y+X-,根據(jù)與OH-的相似點(diǎn),可寫出化學(xué)方程式:

    (1)C2H5Br+HS-→C2H5SH+Br-

    (2)2C2H5OH+2Na→2C2H5O-+2Na++H2↑

    C2H5O-+CH3I→CH3—O—C2H5+I-

    [問題2]已知液體SO2和純水的導(dǎo)電性相近,實(shí)驗(yàn)測得兩者的導(dǎo)電率分別為8×10-8Ω-1·cm-1和6×10-8 Ω-1·cm-1。請用化學(xué)方程式說明為什么在液體SO2中,用可Cs2SO3去滴定SOCl2?

    問題解決:用Cs2SO3去滴定SOCl2,對于學(xué)生來講是一個全新的問題,但酸堿中和反應(yīng)(問題原型)學(xué)生并不陌生。由SO2和純水的導(dǎo)電性相近,說明兩者的電離能力相當(dāng),相反有反應(yīng):H3O++OH-=2H2O(中和反應(yīng)實(shí)質(zhì))極易發(fā)生。則反應(yīng)SO32-+SO2+=2SO2容易進(jìn)行,與上述離子反應(yīng)對應(yīng)的化學(xué)方程式分別為:

    Ⅰ:CsOH+HCl=CsCl+H2O

    Ⅱ:Cs2SO3+SOCl2=2CsCl+2SO2

    因此,可用Cs2SO3滴定SOCl2。

    五、在類比中培養(yǎng)能力

    科學(xué)史上很多重大發(fā)現(xiàn)、發(fā)明,往往發(fā)端于類比,類比被譽(yù)為科學(xué)活動中的“偉大的引路人”。數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家開普勒曾說:“我們珍視類比勝于任何別的東西,它是我最可信賴的老師,它能揭示自然界的秘密?!苯虒W(xué)中運(yùn)用類比使學(xué)生能體會到知識之間的聯(lián)系,在先前知識的“引領(lǐng)”下,起到舉一反三、觸類旁通的效果,能夠系統(tǒng)地掌握學(xué)科概念,有助于培養(yǎng)學(xué)生分析、比較的能力,最終達(dá)到發(fā)展智力,培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。

    如在學(xué)習(xí)Pb3O4結(jié)構(gòu)和性質(zhì)時,學(xué)生常常把它和Fe3O4進(jìn)行類比。從表面上看兩種物質(zhì)組成完全一樣,如果不深入分析推敲極易誤入歧途。物質(zhì)的組成結(jié)構(gòu)與元素的價態(tài)有密切的聯(lián)系。在Fe3O4中鐵為+2和+3價,而Pb3O4中鉛為+2和+4價,所以以氧化物的形式表示分別為:FeO·Fe2O3;PbO·PbO2。若用鹽的形式表示則依次為:Fe[FeO2]2和Pb2[PbO4],正是由于它們結(jié)構(gòu)上的差異導(dǎo)致了其化學(xué)性質(zhì)的不同,如與濃鹽酸的反應(yīng)分別為:

    Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O

    Pb3O4+8HCl=3PbCl2+Cl2↑+4H2O

    再如,在分析HClO分子的結(jié)構(gòu)式時,學(xué)生時常將其寫成H-Cl-O。出現(xiàn)這種錯誤的根本原因沒有真正理解含氧酸的特征。若從含氧酸都是羥基酸這一特征進(jìn)行類比,則不難得出其正確結(jié)構(gòu)為H-O-Cl。那么分子中所有原子在一條直線上嗎?對于這一問題的研究可類比熟悉的水分子,水分子是“角形”結(jié)構(gòu),由此可推出HClO分子的空間構(gòu)型。

    參考文獻(xiàn)

    [1] 李偉. 類比思維在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究[D]. 東北師范大學(xué),2009

    [2] 張文廣,王祖浩. 化學(xué)中的類比思維[J]. 化學(xué)世界,2007,(7)

    四、在類比中解決問題

    問題解決是以已有的知識、經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ),如果沒有相關(guān)的先前知識,問題解決則無法進(jìn)行。即使所謂的“新問題”,也能在貯存的知識系統(tǒng)中或多或少的存在某些“原型”,關(guān)鍵是能否從已有的知識儲備中順利提取到相關(guān)的信息。類比能將新問題轉(zhuǎn)化為已有知識經(jīng)驗(yàn)中相似的問題原型,通過比較在兩者之間建立聯(lián)系,實(shí)現(xiàn)知識的有效“遷移”,把當(dāng)前的情景轉(zhuǎn)換為熟悉的、簡單的、清晰的情景,從而使問題得到解決。

    [問題1]根據(jù)鹵代烴的性質(zhì)完成下列方程式:

    (1)溴乙烷跟NaHS的反應(yīng);

    (2)由碘甲烷、無水乙醇和金屬鈉合成甲乙醚。

    問題解決:鹵代烴與氫氧化鈉溶液的反應(yīng),是一個典型的取代反應(yīng)。其實(shí)質(zhì)是帶負(fù)電的原子或原子團(tuán)(例如OH-陰離子)取代了鹵代烴中的鹵原子。CH3CH2CH2Br+OH-→CH3CH2CH2OH+Br-由此可以推出:R—X+Y-→R—Y+X-,根據(jù)與OH-的相似點(diǎn),可寫出化學(xué)方程式:

    (1)C2H5Br+HS-→C2H5SH+Br-

    (2)2C2H5OH+2Na→2C2H5O-+2Na++H2↑

    C2H5O-+CH3I→CH3—O—C2H5+I-

    [問題2]已知液體SO2和純水的導(dǎo)電性相近,實(shí)驗(yàn)測得兩者的導(dǎo)電率分別為8×10-8Ω-1·cm-1和6×10-8 Ω-1·cm-1。請用化學(xué)方程式說明為什么在液體SO2中,用可Cs2SO3去滴定SOCl2?

    問題解決:用Cs2SO3去滴定SOCl2,對于學(xué)生來講是一個全新的問題,但酸堿中和反應(yīng)(問題原型)學(xué)生并不陌生。由SO2和純水的導(dǎo)電性相近,說明兩者的電離能力相當(dāng),相反有反應(yīng):H3O++OH-=2H2O(中和反應(yīng)實(shí)質(zhì))極易發(fā)生。則反應(yīng)SO32-+SO2+=2SO2容易進(jìn)行,與上述離子反應(yīng)對應(yīng)的化學(xué)方程式分別為:

    Ⅰ:CsOH+HCl=CsCl+H2O

    Ⅱ:Cs2SO3+SOCl2=2CsCl+2SO2

    因此,可用Cs2SO3滴定SOCl2。

    五、在類比中培養(yǎng)能力

    科學(xué)史上很多重大發(fā)現(xiàn)、發(fā)明,往往發(fā)端于類比,類比被譽(yù)為科學(xué)活動中的“偉大的引路人”。數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家開普勒曾說:“我們珍視類比勝于任何別的東西,它是我最可信賴的老師,它能揭示自然界的秘密?!苯虒W(xué)中運(yùn)用類比使學(xué)生能體會到知識之間的聯(lián)系,在先前知識的“引領(lǐng)”下,起到舉一反三、觸類旁通的效果,能夠系統(tǒng)地掌握學(xué)科概念,有助于培養(yǎng)學(xué)生分析、比較的能力,最終達(dá)到發(fā)展智力,培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。

    如在學(xué)習(xí)Pb3O4結(jié)構(gòu)和性質(zhì)時,學(xué)生常常把它和Fe3O4進(jìn)行類比。從表面上看兩種物質(zhì)組成完全一樣,如果不深入分析推敲極易誤入歧途。物質(zhì)的組成結(jié)構(gòu)與元素的價態(tài)有密切的聯(lián)系。在Fe3O4中鐵為+2和+3價,而Pb3O4中鉛為+2和+4價,所以以氧化物的形式表示分別為:FeO·Fe2O3;PbO·PbO2。若用鹽的形式表示則依次為:Fe[FeO2]2和Pb2[PbO4],正是由于它們結(jié)構(gòu)上的差異導(dǎo)致了其化學(xué)性質(zhì)的不同,如與濃鹽酸的反應(yīng)分別為:

    Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O

    Pb3O4+8HCl=3PbCl2+Cl2↑+4H2O

    再如,在分析HClO分子的結(jié)構(gòu)式時,學(xué)生時常將其寫成H-Cl-O。出現(xiàn)這種錯誤的根本原因沒有真正理解含氧酸的特征。若從含氧酸都是羥基酸這一特征進(jìn)行類比,則不難得出其正確結(jié)構(gòu)為H-O-Cl。那么分子中所有原子在一條直線上嗎?對于這一問題的研究可類比熟悉的水分子,水分子是“角形”結(jié)構(gòu),由此可推出HClO分子的空間構(gòu)型。

    參考文獻(xiàn)

    [1] 李偉. 類比思維在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究[D]. 東北師范大學(xué),2009

    [2] 張文廣,王祖浩. 化學(xué)中的類比思維[J]. 化學(xué)世界,2007,(7)

    四、在類比中解決問題

    問題解決是以已有的知識、經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ),如果沒有相關(guān)的先前知識,問題解決則無法進(jìn)行。即使所謂的“新問題”,也能在貯存的知識系統(tǒng)中或多或少的存在某些“原型”,關(guān)鍵是能否從已有的知識儲備中順利提取到相關(guān)的信息。類比能將新問題轉(zhuǎn)化為已有知識經(jīng)驗(yàn)中相似的問題原型,通過比較在兩者之間建立聯(lián)系,實(shí)現(xiàn)知識的有效“遷移”,把當(dāng)前的情景轉(zhuǎn)換為熟悉的、簡單的、清晰的情景,從而使問題得到解決。

    [問題1]根據(jù)鹵代烴的性質(zhì)完成下列方程式:

    (1)溴乙烷跟NaHS的反應(yīng);

    (2)由碘甲烷、無水乙醇和金屬鈉合成甲乙醚。

    問題解決:鹵代烴與氫氧化鈉溶液的反應(yīng),是一個典型的取代反應(yīng)。其實(shí)質(zhì)是帶負(fù)電的原子或原子團(tuán)(例如OH-陰離子)取代了鹵代烴中的鹵原子。CH3CH2CH2Br+OH-→CH3CH2CH2OH+Br-由此可以推出:R—X+Y-→R—Y+X-,根據(jù)與OH-的相似點(diǎn),可寫出化學(xué)方程式:

    (1)C2H5Br+HS-→C2H5SH+Br-

    (2)2C2H5OH+2Na→2C2H5O-+2Na++H2↑

    C2H5O-+CH3I→CH3—O—C2H5+I-

    [問題2]已知液體SO2和純水的導(dǎo)電性相近,實(shí)驗(yàn)測得兩者的導(dǎo)電率分別為8×10-8Ω-1·cm-1和6×10-8 Ω-1·cm-1。請用化學(xué)方程式說明為什么在液體SO2中,用可Cs2SO3去滴定SOCl2?

    問題解決:用Cs2SO3去滴定SOCl2,對于學(xué)生來講是一個全新的問題,但酸堿中和反應(yīng)(問題原型)學(xué)生并不陌生。由SO2和純水的導(dǎo)電性相近,說明兩者的電離能力相當(dāng),相反有反應(yīng):H3O++OH-=2H2O(中和反應(yīng)實(shí)質(zhì))極易發(fā)生。則反應(yīng)SO32-+SO2+=2SO2容易進(jìn)行,與上述離子反應(yīng)對應(yīng)的化學(xué)方程式分別為:

    Ⅰ:CsOH+HCl=CsCl+H2O

    Ⅱ:Cs2SO3+SOCl2=2CsCl+2SO2

    因此,可用Cs2SO3滴定SOCl2。

    五、在類比中培養(yǎng)能力

    科學(xué)史上很多重大發(fā)現(xiàn)、發(fā)明,往往發(fā)端于類比,類比被譽(yù)為科學(xué)活動中的“偉大的引路人”。數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家開普勒曾說:“我們珍視類比勝于任何別的東西,它是我最可信賴的老師,它能揭示自然界的秘密?!苯虒W(xué)中運(yùn)用類比使學(xué)生能體會到知識之間的聯(lián)系,在先前知識的“引領(lǐng)”下,起到舉一反三、觸類旁通的效果,能夠系統(tǒng)地掌握學(xué)科概念,有助于培養(yǎng)學(xué)生分析、比較的能力,最終達(dá)到發(fā)展智力,培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。

    如在學(xué)習(xí)Pb3O4結(jié)構(gòu)和性質(zhì)時,學(xué)生常常把它和Fe3O4進(jìn)行類比。從表面上看兩種物質(zhì)組成完全一樣,如果不深入分析推敲極易誤入歧途。物質(zhì)的組成結(jié)構(gòu)與元素的價態(tài)有密切的聯(lián)系。在Fe3O4中鐵為+2和+3價,而Pb3O4中鉛為+2和+4價,所以以氧化物的形式表示分別為:FeO·Fe2O3;PbO·PbO2。若用鹽的形式表示則依次為:Fe[FeO2]2和Pb2[PbO4],正是由于它們結(jié)構(gòu)上的差異導(dǎo)致了其化學(xué)性質(zhì)的不同,如與濃鹽酸的反應(yīng)分別為:

    Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O

    Pb3O4+8HCl=3PbCl2+Cl2↑+4H2O

    再如,在分析HClO分子的結(jié)構(gòu)式時,學(xué)生時常將其寫成H-Cl-O。出現(xiàn)這種錯誤的根本原因沒有真正理解含氧酸的特征。若從含氧酸都是羥基酸這一特征進(jìn)行類比,則不難得出其正確結(jié)構(gòu)為H-O-Cl。那么分子中所有原子在一條直線上嗎?對于這一問題的研究可類比熟悉的水分子,水分子是“角形”結(jié)構(gòu),由此可推出HClO分子的空間構(gòu)型。

    參考文獻(xiàn)

    [1] 李偉. 類比思維在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究[D]. 東北師范大學(xué),2009

    [2] 張文廣,王祖浩. 化學(xué)中的類比思維[J]. 化學(xué)世界,2007,(7)

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