對中學化學教學中的易錯點分析

李周平

摘 要：中學化學知識規律性強，但規律并不是適合所有的知識，學生在做題時盲目地套用規律，反而使有些規律性的知識成了學生的易錯點。

關鍵詞：鍵能；穩定性；晶格能；雜化；焰色反應

高中化學知識繁多零雜，學生學習化學知識感覺到沒有頭緒，教師在教學中為了減輕學生的學習負擔，將這些復雜的知識總結成一條條規律，便于學生學習。但是由于學生在學習的過程中對這些規律的本質掌握不到位，這些規律性的知識反而成了學生在學習化學過程中的易錯點。下面筆者將學生在高中化學學習中用規律判斷造成的易錯點歸納如下。

一、σ鍵和π鍵穩定性的比較

根據共價鍵的成鍵原理，形成σ鍵時軌道之間是以“頭碰頭”的形式重疊，重疊程度要比以“肩并肩”形成π鍵的重疊程度大，重疊程度越大，形成的共價鍵就越穩定，共價鍵的鍵能就越大。在有機化合物中，碳和碳可以形成C—C單鍵，也可以形成C═C雙鍵，還可以形成C≡C三鍵，C—C單鍵鍵能[1]為347kJ·mol-1，C═C雙鍵鍵能為614kJ·mol-1，C≡C三鍵鍵能為839kJ·mol-1，根據鍵能數據看到C═C雙鍵鍵能不是C—C單鍵鍵能的2倍，小于C—C單鍵鍵能的2倍；C≡C三鍵的鍵能也不是C—C單鍵鍵能的3倍。由于C═C雙鍵中有一個σ鍵和一個π鍵，C≡C三鍵中有一個σ鍵和兩個π鍵，由這些數據得到的結論是：σ鍵比π鍵的鍵能大，σ鍵比π鍵穩定。通常表現的性質是烯烴和炔烴容易斷裂π鍵發生加成反應。如乙烯、乙炔可以使溴水或溴的四氯化碳溶液褪色生成溴代物。高中學生接觸最多的是C—C單鍵、C═C雙鍵和C≡C三鍵，因此錯誤地認為所有的σ鍵都比π鍵穩定的結論。

在N原子之間成鍵時，N≡N三鍵鍵能為942 kJ·mol-1，N—N單鍵鍵能為247kJ·mol-1，N≡N三鍵鍵能是N—N單鍵鍵能的3.8倍，在N原子之間形成N2時，π鍵比σ鍵穩定。

二、NaCl和MgCl2熔點的比較

根據離子晶體熔點的比較規律，離子晶體的晶格能越大，熔沸點就越高。晶格能和離子所帶的電荷和離子半徑的大小有關，離子所帶的電荷越多，離子半徑越小，晶格能越大，離子晶體的熔點就越高。根據影響晶格能的因素，在NaCl和MgCl2中，Na+的半徑大于Mg2+的半徑，Na+所帶的電荷小于Mg2+所帶的電荷，判斷得到的結論是NaCl的熔點小于MgCl2。資料表明NaCl的熔點是801℃，MgCl2熔點是714℃，根據數據可得MgCl2熔點低于NaCl的熔點。原因是NaCl和MgCl2的陰陽離子個數比不同，二者的堆積方式不同，MgCl2的堆積方式不如NaCl緊密。又由于半徑越小，離子所帶電荷越多，則離子產生的電場強度就越大，其極化能力就越強，使得離子發生變形而產生電子云重疊程度增大，鍵的極性減弱[2]，使晶體類型發生了微弱的變化，所以NaCl的熔點高于MgCl2。

三、石墨與金剛石穩定性及熔點的比較

金剛石屬于原子晶體，俗稱鉆石，是自然界中硬度最大的單質。學生認為金剛石硬度最大，它的熔點就越高，故錯誤地認為金剛石比石墨穩定。但事實上是石墨比金剛石熔點高，石墨比金剛石更穩定。原因是金剛石的晶體結構中C原子采用sp3雜化，每個C原子與周圍的4個C原子成鍵，原子間的作用力是C—C共價鍵，鍵長為0.154nm，而在石墨中C原子采用sp2雜化，還有一個p軌道上存在一個未成對的電子，每個C原子與周圍的3個C原子成鍵時，這些p軌道上的電子以“肩并肩”的形式形成一個大π鍵，從而使石墨中的C—C鍵的鍵長比金剛石中C—C鍵的鍵長短，石墨中C—C鍵的鍵長是0.142nm，鍵長越短，鍵能增大，因此石墨比金剛石穩定，石墨的熔點比金剛石熔點高。

四、金屬鈉是否能置換出金屬鉀

根據金屬的活動性順序，鈉的金屬性不如鉀的強，金屬之間的置換一般是活潑的金屬置換不活潑的金屬，從這個規律不能判斷鈉可以置換出金屬鉀。金屬之間的置換有兩個方面：在水溶液中活潑的金屬置換不活潑的金屬，在熔融狀態時是高沸點的置換低沸點的。雖然鈉的活潑性不如金屬鉀強，但是鈉的沸點比金屬鉀的高，所以在熔融狀態時金屬鈉能置換金屬鉀。工業上就是利用鈉的沸點比鉀高而制備金屬鉀。

五、焰色反應是物理變化還是化學變化的判斷

焰色反應是高中化學對鈉、鉀等金屬元素檢驗的一種重要的方法。由于焰色反應在實驗過程中需要用鉑絲蘸取待測物在酒精燈火焰上灼燒來判斷元素的存在，學生錯誤地認為在酒精燈火焰上灼燒出現了不同顏色的火焰是發生了化學變化。實際上是由于在灼燒的過程中金屬元素的原子或離子外層電子吸收能量，電子從基態躍遷到激發態。由于激發態不穩定，電子又要從激發態到基態，從高能級到低能級躍遷的過程中要釋放能量，這些能量以光的形式釋放出來，就形成不同頻率的光，從而形成不同顏色的光。在整個過程中只有電子的躍遷，故焰色反應是物理變化。

參考文獻：

[1]王磊.普通高中課程標準實驗教科書·化學物質結構與性質（選修）[M].濟南：山東科學技術出版社，2011：36.

[2]蘭建祥.中學化學中的十二個問題[J] .中學化學教學參考，2009（4）：44-46.