解讀“廣義水解”增強學生“電性效應”的運用能力

吳文中 何淼 陳越峰

摘要：通過對有“HO”參加的化學反應（廣義水解）現象的研究和解讀，找出其共性特征，挖掘出化學反應最基本卻最容易被忽視的原理——“電性效應”。引導高中生將“電性效應”思想廣泛運用到有關化學反應的學習和應用中去，旨在提高學生學習化學的效率和化學學科素養。

關鍵詞：本質特征；電性效應；廣義水解；學科素養

文章編號：1005-6629（2016）2-0074-05

中圖分類號：G633.8

文獻標識碼：B

許多化學反應都有水的參與，本文將從“HO”這個簡單反應物出發，研究有“HO”參加的化學反應本質，繼而真正理解化學反應本質，感悟化學反應的特性。“廣義水解”泛指有“HO”參加的化學反應，是指包含鹽類水解、鹵代烴水解、酯的水解、糖和蛋白質水解等所有有“HO”參加的化學反應，如：CaO和HO反應、Na和HO的反應等，即從廣義上講，水解反應指水被（任何一種）化學物質分解的一切反應。

許多學者從鹽類水解或非典型性水解等角度做過這方面的工作，但并沒有形成一個可以讓師生提供一種能系統、準確地解決這類問題的理想方案。本文將通過解讀“電性效應”原則，闡述如何開展日常教學活動把該思想滲透到化學反應的學習中去的理論、策略，從而顯著提高學生學習化學的效率，讓學生更有效地去理解化學反應的本質，避免學生對化學用語的死記硬背，提高學生的化學學科素養。（注：本文所講的“電性效應”原則并非泛指所有反應的反應機理，而是對高中生從現有知識角度上考慮的一種比較普遍的現象的總結）

1 問題提出

問題1：NaHCO溶液與NaOH溶液反應的離子方程式。

問題3：甲硅烷（SiH）能和水反應嗎？

學生會類比甲烷與水的反應而往往得出不能反應的錯誤結論。

以上幾個問題產生的原因是什么？現僅以問題3為例進行分析，則可見一斑。

甲硅烷（SiH4）能否與水反應這個問題對學生都是瞬間帶電的，甚至是單原子也在某一瞬間由于電子的高速運動，在某—方向上都是帶正電或負電的。

2.4 一些常見反應的反應機理

有機化學中的親電反應就是指缺電子（對電子有親和力）的試劑進攻另一化合物電子云密度較高（富電子）區域引起的反應。

有機化學中的親核反應就是電負性高的或者電子云密度較大的親核基團向反應物中的帶正電的或者電子云密度較低的部分進攻而引起的反應。

顯然，從寬泛角度上說，親電反應和親核反應嚴格遵循了“電性效應”。無機化學反應同樣如此，不再贅述。

3 實踐探索

3.1 以常見的“廣義水解”反應為突破口，理解和運用“電性效應”

以上問題，并非同時出現在高中化學教學中，其跨度最大為近2年，鑒于此，對“電性效應”思想的滲透不是一蹴而就的，是長期和潛移默化形成的。

3.2 滲透“電性效應”思想的實施策略

對化學現象和化學本質的理解，學生的認識是一個從感性認識逐漸到理性認識的過程。初中學生對化學的理解，顯然是通過對實驗的興趣開始的，通過書寫一些化學方程式，慢慢建立起對化學這一學科的初步認識。學生對化學本質上的理解是模糊的、大致的、感性的，化學學科素養也是粗淺的。一步登天地把“電性效應”思想灌輸給學生顯然是魯莽的，也是無效的。以研究HO參與的化學反應為突破口，可以起到事半功倍的作用，從而能廣泛地去理解其他沒有HO參與的化學反應的本質，培養學生的化學學科素養。

3.2.1 實施時間表和線路圖

通過多年課堂教學實踐和對有HO參與的化學反應的分析，歸納其普遍的、共有的特點，逐漸建立“電性效應”思想，并在高中化學教學中不斷滲透和應用，設計如圖1。

3.2.2 以復分解反應為研究對象提出問題，并解讀反應本質，初步感悟“電性效應”

在蘇教版《化學1》的新課開始階段，教師可以抓住某個契機，組織如下教學：

當教師第一次提出這樣的問題時，許多學生會會心一笑，覺得這個問題很滑稽且無意義。

但教學過程卻需要這樣的“笑果”，教師可以多角度分析以上發生反應的“本質”，讓學生初步感知、了解化學反應的本質，使學生明白，化學方程式實際上是不需要“死記硬背”的。

教師從學生（剛初中畢業的學生）的一個非常熟悉的典型的復分解反應出發，提出問題，讓學生學會依據問題思考，感受到化學反應是存在著某種內在的關聯的。

3.2.3 以有HO參與反應的化學反應為研究對象，初步建立“電性效應”的觀念和思想

當教師組織Cl和水反應的教學時，大多數教師可能會采用實驗探究的方法，來說明Cl和水反應是可以發生的，并可以說明產物中存在HCl溶液以及一種新的物質，但假如只到此為止，學生對該反應的理解還是淺顯的，對為什么Cl和水反應得到HCl溶液和HClO是一知半解的。

假如能解讀以下過程：

即從“電性效應”的高度去理解化學方程式，則對化學反應的本質就會有一個初步的感知和認識。（當然，在解讀該反應過程時，教師事先需要充分的“預備知識”，即離子鍵和共價鍵的大概知識，由于該部分內容學生還沒有接觸到，因此以上解讀也完全可以放在復習該知識的時候來討論）

通過以上的教學過程，我們的目的并不是要求學生掌握化學反應中的“電性效應”的有關思想，而是讓學生知道這么一個基本的化學原理，熟悉有HO參與反應的基本特點。

3.2.4 逐漸長期解讀各種有HO參與的化學反應，使“電性效應”思想不斷強化和建立

“電性效應”思想的滲透和應用，是一個長期的教學過程，并不是通過幾節課或短時間內就能建立起來的思想，也不可能像“平衡移動”思想是通過《化學反應原理》一書的系統講解和實踐建立的，這里需要教師耐心、隨機、細水長流般地建立起來。感悟到“電性效應”并不困難，但要建立“電性效應”的思想以及“電性效應”在化學思考中應用難度是很大的。因此，需要用“電性效應”思想不知不覺地影響學生，讓學生在不斷的學習過程中自覺、熟練地運用。

無機化學中的鹽類水解就是典型的平衡移動思想和“電性效應”思想充分結合的教學點，有機物中的絕大多數取代反應，如鹵代烴的水解、苯和硝酸的硝化反應、酯化反應、酯的水解、多糖以及蛋白質的水解等等都是“電性效應”思想建立的好題材。

在教學過程中，教師可以配以典型的有關水解的習題，以強化學生對“廣泛水解”意義的理解，加深對“電性效應”的理解與運用。

3.3 “電性效應”思想在無機化學“廣義水解”中的滲透和運用

依據多年的教學實踐，現在列舉如下部分：

（1） BrCl和水的反應的產物判斷。

（2）NaO和水反應后加入酚酞變紅色，振蕩后紅色褪色的原因分析。

（3）CaO和水的本質；CO和水反應的本質等。

（4）NaH和水反應的產物判斷。

（5）MgN和水反應得到兩種堿的分析。

有人認為，本題的電解現象，違反了陽極陰離子放電的規律，認為陰極表面，NO無法靠近，因此不可能得到電子，事實上，反應過程不但包含了電化學過程也存在一般的氧化過程，并沒有違背“電性效應”，恰恰相反，很好地體現了化學反應中的“電性效應”。

本實驗也充分說明，化學反應，包括電解或原電池反應，也一樣體現了，比學反應過程中普遍存在的“電性效應”。

4 結語

以HO參與反應的化學反應為研究載體，能很好地去理解和體會“電性效應”思想，從而學會自覺熟練運用，提高化學學科素養。

高中化學教學中，有許多思想的建立和運用，如氧化還原反應思想、由強到弱的思想、平衡及平衡移動思想、守恒思想以及實驗為主的思想等都很重要，唯獨“電性效應”思想很容易被人遺忘，假如教師都能去關注并付之于實踐，其效果必然顯著和有效。