高中化學(xué)教材中金屬性與非金屬性的正確表述

翟春玉

摘? 要：高中化學(xué)作為高中課程中的主要學(xué)科之一，對(duì)高中生的整體成績有著極大的影響，其中各種性質(zhì)定義之間關(guān)系密切卻又存在一定的差異。但由于以前的化學(xué)教材中對(duì)于一部分物質(zhì)的表述不夠清晰，導(dǎo)致了學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生了一定程度的阻礙，所以，該文主要以矛盾之一的金屬性與非金屬性展開討論，探討其中存在的問題與不足，并提出些許建議。

關(guān)鍵詞：高中? 化學(xué)? 金屬性? 非金屬性

中圖分類號(hào)：G64 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2020）05（c）-0099-02

物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論作為一項(xiàng)化學(xué)教學(xué)的基礎(chǔ)定義，貫穿了整個(gè)高中化學(xué)，在高中課程中占據(jù)了一席之地。在高中化學(xué)教材必修（一）中，最能夠體現(xiàn)物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論的核心效用，對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)、研究化學(xué)有著非同一般的意義，能夠?yàn)閷W(xué)生了解物質(zhì)的結(jié)構(gòu)提供良好的基礎(chǔ)。但是化學(xué)教材中對(duì)于某些定義與性質(zhì)的解釋太過于絕對(duì)，在一定方面局限了學(xué)生思考問題的能力，無論是物理還是化學(xué)，所有的理論模型幾乎都不可能完整地描述出全部的真實(shí)情況，理論是基于假設(shè)之下成立的。所以，下文將分析現(xiàn)今我國高中化學(xué)教材中存在不全面的部分，并呼吁相關(guān)部門加以修正。

1? 金屬性與非金屬性的規(guī)律

金屬性與非金屬性的基本定義是：原子是不是容易丟失，或獲得電子的特性。如果元素輕易地就能夠丟失電子，則叫作金屬性強(qiáng);與此相反，如果能夠輕易地得到電子，就稱為非金屬性強(qiáng)。

在教材中對(duì)于這兩方面的描述是：“在同一周期中， 各元素的原子核外電子層數(shù)相同，從左到右核電荷數(shù)依次增多， 得電子能力逐漸增強(qiáng)[1]”。通過課本中的內(nèi)容反映出了元素的變化規(guī)律，但是對(duì)于遞進(jìn)過程中的部分元素有可能發(fā)生的不規(guī)律變化卻沒有表述。對(duì)于元素丟失電子的能力可以使用電力能的變化對(duì)比，相同的周期內(nèi)，電力能是隨著原子序數(shù)的變化而變化，如果原子序數(shù)增加的話，電力能也隨之增加?？墒悄芰恳粯拥能壍离娮犹畛涑霈F(xiàn)全空（ns2 np0）、半滿（ns2 np3）和全滿（ns2 np6）等。這些元素的電離能相較于前后而言，可能會(huì)高于后者元素。在同族元素中，電離能與原子序數(shù)一同變化，可是從第6部分的鑭系元素開始，由于受到了其收縮性質(zhì)的波及，這一部分的原子與前期同族元素的半徑基本相同，電離能可能較前面一期元素來講略有升高。6期元素從鉿到鉛與一般規(guī)律相反，故可以認(rèn)為Pb的金屬性比Sn弱。

原子獲取電子的能力還與其親和能有一定的關(guān)系，基態(tài)氣態(tài)原子得到一個(gè)電子形成氣態(tài)陰離子所釋放出的能量稱為原子的第一電子親和能，親和能變小，元素原子獲得電子的能力就會(huì)升高，與此同時(shí)，其非金屬性增強(qiáng)。一般情況下，原子的第一親和能多數(shù)都是負(fù)數(shù)，僅最外電子亞層已全充滿的稀有氣體原子（ns2 np6）和ⅡA族原子（ns2）等必須吸收能量才能加合電子， 故其第一電子親和能為正值[2]。而電子的親和能力強(qiáng)弱同時(shí)受到兩個(gè)方面的影響：一是原子核的引力;二是與核外電荷的擯棄。不論在什么地方，主族內(nèi)的電子親和能與原子半徑的變化成正比，能夠隨著原子半徑的變大而變大，原子核對(duì)電子的引力減小，所以電子的親和能由左至右呈現(xiàn)逐步遞減的情況。在主族中由上至下呈現(xiàn)出遞減的狀態(tài)。所以，同期和同族元素的電子親和能都不存在極其規(guī)律的變化，由于各個(gè)方面的影響，其中會(huì)發(fā)生與常規(guī)規(guī)律相駁的情況。電子親和能最小的元素?zé)o法在每部分二周期的元素內(nèi)出現(xiàn)，反而是從三周期或者四五周期開始出現(xiàn)。如第二周期元素F、O就比和三周期同族元素Cl、S的電子親和能大，是通過添加一個(gè)電子從而產(chǎn)生陰離子量減小所引發(fā)的，所以對(duì)于F原子非金屬性最強(qiáng)這種說法無法得到證實(shí)[3]。

2? 判別金屬性與非金屬性的強(qiáng)弱

由上文分析可知，判別金屬性與非金屬性的強(qiáng)弱，能夠通過電力能或者親和能來進(jìn)行判斷。

教材中對(duì)于金屬性與非金屬性有著不甚明確的定義，其中主要表述了金屬性的強(qiáng)弱與單質(zhì)和酸置換氫能力的大小有關(guān)，還有其與最高價(jià)氧化物的水化物—?dú)溲趸锏膲A性高低有一定的聯(lián)系。若是單質(zhì)與酸或者水極容易發(fā)生反應(yīng)得到氫，那么證明這這種元素的氫氧化物堿性較大，所以金屬性就較強(qiáng)，與之相反則金屬性較弱。而元素非金屬性的強(qiáng)弱判斷，主要依靠最高價(jià)氧化物水化物的酸性大小，或跟氫氣生成氣態(tài)氫化物的難易程度以及氫化物的穩(wěn)定性來判斷。若是其水化物的酸性較大，那么這種元素的非金屬性較強(qiáng)，反之則弱。

根據(jù)教材中所表述的定義可以發(fā)現(xiàn)，其中沒有將單獨(dú)原子與原子反應(yīng)后化合物的變化規(guī)律加以區(qū)分。但是事實(shí)上，元素單質(zhì)置換氫的過程主要是其在產(chǎn)生水合離子的能力高低，與其金屬性的強(qiáng)弱沒有直接必然的聯(lián)系。通過上文分析可知，比較金屬性與非金屬性的強(qiáng)弱，可以用標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)來判斷，電極電勢(shì)越小，金屬活動(dòng)性越強(qiáng)，反之則越弱。由于金屬活動(dòng)性與電勢(shì)的變化有關(guān)。所以，一般情況下，金屬活動(dòng)性與金屬性成正比，但是僅僅限于一般情況而言。

堿金屬電離能排序是Li最大到Cs最小，標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)卻是從Na到Cs逐漸遞減，可是Li的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)低于比Cs，這是因?yàn)長i的半徑相對(duì)來說比較小，易與水分子結(jié)合生成水合離子而釋放出較多能量所造成的。

3? 關(guān)于元素金屬性與非金屬性準(zhǔn)確表述的參考

由于各個(gè)方面的局限性，高中化學(xué)課本對(duì)于上文所概述的問題沒有辦法一一進(jìn)行對(duì)比修改，但是，在現(xiàn)今的高中化學(xué)課本中需要體現(xiàn)出這些定義的議論性，真理是一種相對(duì)的學(xué)術(shù)觀念，它無時(shí)無刻不在發(fā)生變化，通過科學(xué)家以及相關(guān)人士的不斷研究，我國高中化學(xué)課本也隨之不斷地完善，但是其中仍舊存在諸多不確定的化學(xué)定律，這些具有不確定性的定義在一定程度上影響了學(xué)生對(duì)于化學(xué)問題的思考方向，并且某些設(shè)定會(huì)對(duì)學(xué)生的延伸性思考產(chǎn)生局限。以此文金屬性與非金屬性為例，上文通過幾種案例說了在高中化學(xué)教材中對(duì)其定義不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膸讉€(gè)方面，這些問題對(duì)于學(xué)生的影響是無法忽視的。所以，在不改變整體框架的前提下，需要在高中化學(xué)教材中對(duì)金屬性與非金屬性的變化規(guī)律與強(qiáng)弱遞進(jìn)的性質(zhì)描述中添加“可能”“一般情況下”“普遍”等詞語。拒絕既定的性質(zhì)定義，將其表述為一般情況下可能會(huì)發(fā)生的事件，而不是必然會(huì)出現(xiàn)的現(xiàn)象。由于化學(xué)知識(shí)的體系較為龐大，所涉及到的化學(xué)變化過于抽象，化學(xué)理論的決定基本完全依賴于相關(guān)實(shí)驗(yàn)，理論上的知識(shí)對(duì)于未知的預(yù)測(cè)能力有限，所以其中所發(fā)生的各種現(xiàn)象不能使用過于嚴(yán)謹(jǐn)?shù)谋硎?，這樣能夠?yàn)閷W(xué)生思考化學(xué)問題提供相對(duì)較大的空間，能夠使其突破定義的桎梏，調(diào)動(dòng)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為化學(xué)學(xué)習(xí)留有一定的懸念，能夠促進(jìn)學(xué)生在探索真理方面的積極性，從而實(shí)現(xiàn)高效教學(xué)。

4? 結(jié)語

根據(jù)上文所述，由于高中化學(xué)教學(xué)需要學(xué)生有一定的邏輯思維能力，能夠?qū)τ诮饘傩耘c非金屬性在書本中的定義展開思考，分析其中不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牟糠?，并且加以?yàn)證，對(duì)于這些定義不全面、語言描述存在漏洞的部分進(jìn)行著重探討，選擇合適的表述方式對(duì)具有不確定性質(zhì)的定義進(jìn)行修改，避免學(xué)生根據(jù)書本中所寫的內(nèi)容進(jìn)行思考，從而對(duì)其思維能力的發(fā)展產(chǎn)生了局限性。高中化學(xué)作為一門與實(shí)際生活息息相關(guān)的學(xué)科，其中所涉及到的性質(zhì)定義不計(jì)其數(shù)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中需要對(duì)其規(guī)律進(jìn)行深度思考，該文通過對(duì)金屬性與非金屬性的性質(zhì)進(jìn)行了分析研究，以實(shí)踐證實(shí)了其不足之處，所以，希望日后在高中化學(xué)教材編寫方面能夠針對(duì)此類問題進(jìn)行整改，以此豐富學(xué)生的教材內(nèi)容，推動(dòng)我國教育事業(yè)的蓬勃發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫元成.金屬性的比較與高中化學(xué)多知識(shí)模塊的銜接探析[J].延邊教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2018，32（5）：129-131.

[2] 汪傳飛.高中化學(xué)教學(xué)中元素金屬性和元素非金屬性強(qiáng)弱比較的研究[J].西部素質(zhì)教育，2016，2（8）：167.

[3] 石華軍.基于化學(xué)史教育的化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)研究與實(shí)踐[D].山東師范大學(xué)，2013.