元素化合價教學探討

一、元素化合價的重要性

化學式是化學教學中最基本的化學用語，只有學好了化學式，才能學好化學方程式，才能讓學生更有興趣地持續(xù)學習化學。化學式是一種用化學元素符號和數(shù)字組合表示物質(zhì)組成的式子。如NaCl、MgCl2、HCl、H2O分別表示氯化鈉、氯化鎂、氯化氫和水等。如果僅要求學生記住幾種常見物質(zhì)的化學式并不是很難的，但隨著學習的深入，涉及的物質(zhì)越來越多，如果沒有正確理解元素的化合價，就不能用科學的方法掌握化學式的書寫。

二、初步了解化合物形成的機理

以NaCl為例子，探究NaCl的形成過程。

提出問題：為什么氯化鈉是一個鈉原子結(jié)合一個氯原子而不是兩個鈉原子結(jié)合一個氯原子呢？

復習：讓學生分別畫出鈉原子、氯原子和氖原子、氬原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖。

穩(wěn)定電子層結(jié)構(gòu)理論的建立：

（1）氖氣和氬氣是比較穩(wěn)定的物質(zhì)，這是一個客觀事實。它們都是由原子直接構(gòu)成的。

（2）以氖原子和氬原子的核外電子排布示意圖為例說明：通常狀況下，原子能穩(wěn)定存在的核外電子排布特征是最外電子層上有8個電子(當最外電子層為第一電子層時，穩(wěn)定結(jié)構(gòu)是2個電子)。

鈉原子和氯原子穩(wěn)定性分析：

（1）以金屬鈉與水劇烈反應的實驗說明：鈉原子通常情況下是很不穩(wěn)定的。

（2）以鈉原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖分析通常情況下鈉原子不能穩(wěn)定存在的原因。鈉原子有三個電子層，最外電子層上僅有1個電子，極易失去最外電子層上的1個電子而形成穩(wěn)定電子層結(jié)構(gòu)（即使其次外電子層變成最外電子層），從而使失去1個電子的鈉原子穩(wěn)定存在。

（3）以氯原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖分析通常情況下氯原子不能穩(wěn)定存在的原因。氯原子有三個電子層，最外電子層上有7個電子，極易獲得1個電子而形成穩(wěn)定電子層結(jié)構(gòu)（即使最外電子層變成8個電子），從而使獲得一個電子的氯原子也變成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)而存在。

鈉原子和氯原子形成穩(wěn)定化合物機理分析：

通過原子結(jié)構(gòu)示意圖（或電子式），直觀形象化地展示氯化鈉形成的過程。

由示意圖分析，只有當1個鈉原子和1個氯原子結(jié)合時，才能使鈉原子和氯原子都恰好形成穩(wěn)定電子層結(jié)構(gòu)而穩(wěn)定存在。形成的Na+和Cl-通過靜電引力形成了穩(wěn)定的氯化鈉分子。

三、元素化合價概念的建立

從NaCl形成的分析過程可知：原子與原子間結(jié)合形成化合物時，必須按照一定數(shù)目比才能形成穩(wěn)定的化合物。

提出問題：原子與原子間結(jié)合形成化合物時，是按照什么樣的數(shù)目比關(guān)系形成穩(wěn)定化合物的？

化合價概念引入：

（1）把某個原子在化學反應中能夠提供或獲得電子的數(shù)目定為該元素的化合價數(shù)值。

（2）把提供電子的元素的化合價定為正價。

（3）把獲得電子的元素的化合價定為負價。

因此，鈉元素的化合價就是+1，寫成Na+1，鎂元素的化合價就是+2，寫成Mg+2，氯元素的化合價就是-1，寫成Cl-1。依照這樣的方式去尋找其他元素的化合價，就可以得出課本83頁中的表4-6一些常見元素和根的化合價。需要說明的是，由于初中階段知識的局限性，一些較大的原子在形成化合物時得失電子的情況比較復雜，所以有些元素出現(xiàn)了多種化合價。至此，化合價概念正式引入。

找規(guī)律：通過對NaCl、HCl、H2O等物質(zhì)中元素化合價變化規(guī)律的分析可知：在化合物中，各元素化合價的代數(shù)和為零。再通過數(shù)學上的最小公倍數(shù)法，于是便可得出在化合物中各種元素的原子個數(shù)比的數(shù)目關(guān)系。當元素以單質(zhì)形式存在時，由于不存在化合的問題，因此，單質(zhì)中元素的化合價定為零。

四、學習效果檢查

1．試確定下列元素的化合價。

A.K B.Ca C.O D.F

2．寫出下列物質(zhì)的化學式。

A.氧化鉀 B.氧化鈣

C.氟化鉀 D.氟化鈣

3．試確定下列氯元素的化合價。

A.NaCl B.Cl2

C.NaClOD.NaClO2

(責任編輯 廖銀燕）