深度學(xué)習(xí)視角下孤電子對(duì)數(shù)計(jì)算方法的建構(gòu)

趙旭東

(云南省巍山縣第二中學(xué))

一、問(wèn)題提出

二、中心原子孤電子對(duì)數(shù)計(jì)算的深度學(xué)習(xí)

(一)辯證看待孤電子對(duì)數(shù)計(jì)算公式的優(yōu)點(diǎn)和缺陷

(二)理解公式的化學(xué)意義、原理,遷移擴(kuò)展

1.不會(huì)確定HCN、CH2O分子中孤電子對(duì)數(shù)的原因分析

學(xué)生不會(huì)確定HCN、CH2O分子中孤電子對(duì)數(shù)的原因,表象:公式用不上;深層次的原因:不理解公式的化學(xué)意義、原理;更深層的原因:缺乏深度學(xué)習(xí)的意識(shí)、沒(méi)有發(fā)生深度學(xué)習(xí)。

2.孤電子對(duì)數(shù)計(jì)算公式的化學(xué)意義和原理

“a”:A的價(jià)層電子數(shù);

“x”:與A成鍵的B有x個(gè);

“b”:B用掉的A的價(jià)層電子數(shù)(B達(dá)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)還需要的電子數(shù),A用自己的價(jià)層電子無(wú)條件滿足);

“-”:減去。

此公式立足于與中心原子A成鍵的B原子達(dá)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)還需多少個(gè)電子,這些電子都由A給出,遇到以下兩種情況就會(huì)出問(wèn)題:萬(wàn)一A沒(méi)有那么多價(jià)層電子,就會(huì)出現(xiàn)負(fù)值;如果B不僅與A成鍵,還與其他原子成鍵,仍然按與B成鍵的電子只來(lái)源于A處理,那么用此公式計(jì)算與客觀事實(shí)不符。

3.孤電子對(duì)數(shù)計(jì)算公式的遷移擴(kuò)展

怎樣遷移擴(kuò)展呢?先從教材入手。

圖1

綜上,形成離子時(shí)失去(得到)的電子,既可以看成中心原子失去(得到),也可以看成該離子中某一個(gè)原子失去(得到)。

以上分析,最有價(jià)值的是利用成鍵時(shí)中心原子價(jià)層電子的使用情況確定孤電子對(duì)數(shù),這為孤電子對(duì)數(shù)計(jì)算方法的擴(kuò)展提供了借鑒。由此推測(cè),只要清楚非ABx型分子中心原子成鍵時(shí)用掉的電子數(shù),就能計(jì)算出未參與成鍵的電子對(duì),進(jìn)而就能計(jì)算出孤電子對(duì)數(shù)。

(2)CyABx型分子中心原子孤電子對(duì)數(shù)計(jì)算原理及公式

對(duì)于ABx型分子,利用乘法原理進(jìn)行逆向思維,將公式中“xb”換成加法,見(jiàn)圖2。

圖2

(3)多中心原子的分子(離子),各中心分別計(jì)算

(4)用取代觀點(diǎn),化繁為簡(jiǎn)

(5)巧記代表性和特殊性物質(zhì),用好類比推理

圖3

圖4

三、啟示

本文利用深度學(xué)習(xí),從成鍵時(shí)各原子價(jià)層電子的使用情況,厘清中心原子孤電子對(duì)數(shù)的計(jì)算原理,促使學(xué)生建構(gòu)新的計(jì)算方法。建構(gòu)這些計(jì)算方法,不僅需要付出時(shí)間,還需要付出精力,是否值得讓學(xué)生去做?從高考考查的必備知識(shí)、關(guān)鍵能力、學(xué)科素養(yǎng)來(lái)看,值得去做也必須去做。只有在學(xué)習(xí)過(guò)程中“究其所以然”,即深度學(xué)習(xí),才能適應(yīng)高考的要求。學(xué)生在深度學(xué)習(xí)中,獲得的思維能力的提升是死記硬背、機(jī)械刷題永遠(yuǎn)不可能達(dá)到的。深度學(xué)習(xí)能讓學(xué)生體驗(yàn)到成功的喜悅,這份喜悅又能作用于深度學(xué)習(xí),從而形成良性循環(huán)。站在立德樹(shù)人的高度上,教師必須促成學(xué)生深度學(xué)習(xí)。