關(guān)于分子有無極性問題的探討

王克超

一直以來，關(guān)于分子有無極性的問題都是我們高中化學(xué)課堂教學(xué)的重難點(diǎn)內(nèi)容。很多高中生在對(duì)分子有無極性進(jìn)行判斷的時(shí)候無法準(zhǔn)確把握，造成這種情況的主要原因是學(xué)生普遍缺乏抽象思維能力以及空間想象能力。很多高中生面對(duì)該問題的時(shí)候往往采用非常笨拙的方法：對(duì)某些分子有無極性進(jìn)行死記硬背。這樣就造成面對(duì)某些復(fù)雜問題的時(shí)候不能舉一反三，更不能融會(huì)貫通。本文主要分析和總結(jié)了中學(xué)化學(xué)教學(xué)中判斷分子有無極性的三種方法，并分別指出這三種方法存在的優(yōu)缺點(diǎn)以及判斷分子有無極性時(shí)方法的選擇。

一、“力的合成”分析法

在人教版高中化學(xué)選修部分的《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》中對(duì)分子有無極性進(jìn)行了這樣的論述：當(dāng)分子中的各個(gè)鍵的極性的向量的總和為零的時(shí)候，那么我們就可以判斷這個(gè)分子是非極性分子。反之，我們則可以判斷其為極性分子。根據(jù)這句話我們就可以引導(dǎo)學(xué)生用共價(jià)鍵的極性向量總和，即其合力是不是為零對(duì)分子有無極性進(jìn)行判斷。這種判斷方法比較易于操作和執(zhí)行。但是，在具體判斷的時(shí)候會(huì)涉及分子的空間構(gòu)型，這一點(diǎn)是非常關(guān)鍵的。諸如高中生日常接觸的分子，對(duì)于這些分子的空間構(gòu)型學(xué)生很容易記住，對(duì)于這些分子是否有極性也很容易判斷，比如CS2、H2S、C2H4等。而對(duì)于平時(shí)很少接觸的分子，學(xué)生對(duì)它們的空間構(gòu)型就不夠了解了，因此也很難判斷這些分子是否有極性，比如SO3、H2O2等。尤其當(dāng)學(xué)生面對(duì)一些空間構(gòu)型較為復(fù)雜的分子的時(shí)候，他們則更難判斷和計(jì)算。所以說，我們運(yùn)用分子的極性鍵的向量和來判斷該分子是否有極性，既有其優(yōu)點(diǎn)，也存在一定的局限性。不過這種判斷方法是從學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)出發(fā)，有利于培養(yǎng)學(xué)生利用原有的知識(shí)儲(chǔ)備來解決化學(xué)實(shí)際問題的意識(shí)。

二、“重心”分析法

除了上述論述之外，在蘇教版高中化學(xué)選修教材的《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》當(dāng)中亦有相關(guān)的論述：假如分子的負(fù)電荷重心與分子的正電荷重心可以重合的話，那么我們可以判斷該分子為非極性分子；假如分子的負(fù)電荷重心與分子的正電荷重心不能重合的話，我們則可以判斷該分子為極性分子。這段描述對(duì)于很多高中生來說是很難理解的，因?yàn)槠涿枋鲞^于抽象。為了讓高中生可以更好地理解該段描述，我們教師需要對(duì)上述內(nèi)容中所提及的重心進(jìn)行重點(diǎn)詮釋。物理學(xué)科對(duì)于重心是這樣定義的：在一個(gè)重力場(chǎng)當(dāng)中，物體處于任何方位時(shí)所有質(zhì)點(diǎn)的重力的合力都通過的那一點(diǎn)就是物體的重心，而對(duì)于規(guī)則且密度均勻的物體來說，它的重心就是幾何中心。由上述論述我們可以判定負(fù)電荷的重心即為帶負(fù)電荷微粒的空間構(gòu)形的幾何重心；而正電荷的重心即為帶正電荷微粒的空間構(gòu)型的幾何重心。以分子二硫化碳為例，該分子是一個(gè)典型的直線型分子，其中的兩個(gè)氧原子所帶的電荷為負(fù)電荷，而碳原子正是正電荷的重心所在。假如把這兩個(gè)氧原子用一條直線連在一起，那么可以判斷在該直線的中點(diǎn)位置即為負(fù)電荷的重心，這個(gè)重心與碳原子是重合的，所以我們可以判斷二硫化碳分子是非極性分子。當(dāng)然這種判斷方法也有其弊端。比如當(dāng)高中生不能準(zhǔn)確判斷出該分子的空間構(gòu)型的時(shí)候，他們也就無法準(zhǔn)確判斷出該分子是否有極性。

三、“電子式”分析法

當(dāng)然，判斷分子是否有極性的方法并不僅僅只有上述兩種。在具體的教學(xué)實(shí)踐當(dāng)中，還有教師發(fā)現(xiàn)可以通過分子電子式或者是分子結(jié)構(gòu)式的書寫來對(duì)分子是否有極性進(jìn)行判斷。以分子XYm為例，該分子當(dāng)中Y為配位原子，而X則是中心原子。假如Y的價(jià)電子和X的價(jià)電子全部可以成對(duì)，那么此時(shí)所形成的XYm分子就可以判斷其為非極性分子；反之，我們則可以判斷其為極性分子。不過，對(duì)于CHCl3、CH2O這類多原子分子來說，其中的Y與Z原子是配位原子，而X則是中心原子。即使中心原子與配位原子的價(jià)電子可以全部成對(duì)，但它們?nèi)匀皇菢O性分子。相對(duì)于上述兩種判斷方法來說，這種判斷方法對(duì)于高中生來說更容易掌握，且判斷起來準(zhǔn)確、快速。不過，唯獨(dú)針對(duì)C2H6、C6H6O等分子就很難作出判斷了。

總而言之，上述三種方法各有優(yōu)點(diǎn)也各有弊端，在具體對(duì)分子的有無極性進(jìn)行判斷的時(shí)候需要酌情進(jìn)行把握和使用。選擇合適的方法對(duì)分子有無極性進(jìn)行判斷才是最重要的。只要高中生可以有效地掌握上述幾種判斷方法，具體問題具體對(duì)待，一定可以準(zhǔn)確判斷出相應(yīng)分子是否有極性。

參考文獻(xiàn)

[1]盛宏濤.有關(guān)化學(xué)鍵、分子極性的常見錯(cuò)誤辨析[J].中學(xué)生數(shù)理化（高一版），2008（3）.

[2]劉德忠.化學(xué)新教材備課案例非極性分子和極性分子[J].課程教材教學(xué)研究（中教研究），2002（2）.

[3]鄭新春.鍵的極性與分子極性判斷的探究[J].數(shù)理化學(xué)習(xí)（高中版），2009（3）.

[4]吳建國.“化學(xué)鍵與分子結(jié)構(gòu)”學(xué)習(xí)導(dǎo)引[J].高中數(shù)理化（高一版），2007（3）.