化學學習中的理科思維的培養

茍國維+楊同剛

【摘要】在當今高考模式中，學科間相互滲透性越來越凸顯，化學學科在加強與物理、生物等學科間在實際問題上聯系的同時，更應注重工具學科 理科思維在化學科中的滲透與運用。

【關鍵詞】化學教學 數學思維方式 實際應用

【中圖分類號】G633.8 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）03-0255-01

一、數學的矢量合成法在判斷分子的極性中的應用

我們知道分子的極性有無的判斷依據是：（1）鍵的極性，（2）分子的空間構型。當我們知道分子的空間構型時，巧用數學中矢量合成法可迅速判斷分子的極性。矢量合成為零是非極性分子；矢量合成不為零是極性分子。

1.已知分子空間構型，判斷分子極性

例1.已知二氧化碳的分子構型為直線型，該分子有無極性？

解析：因為在二氧化碳分子中，碳氧雙鍵是極性的，相當一個力，又因為二氧化碳分子有兩根碳氧雙鍵，相當兩個力，方向相反，大小相等，矢量合成為零，所以二氧化碳分子是非極性分子。

如圖示例：

2.已知分子極性，推斷分子空間構型

例2.PtCl2（NH3）2成平面正方形結構，它可以形成兩種固體：一種是淡黃色，在水中溶解度小；另一種是黃綠色，在水中溶解度較大；請在以下空白處畫出這兩種固體分子的幾何構型圖。

二、極限思維在化學學科中應用

a.極端思維在推斷混合物組成的應用 組成極端

所謂組成極端，即在組成上假設為理想的極端情況，得到一些信息和數據，再與題面信息和數據進行比較，從而作出正確判斷。

例3.某堿金屬及其氧化物（R2O）組成的混合物，質量為4.0g，將該混合物與水充分反應后蒸發，結晶，得干燥的固體5.0g，求混合物組成。

實際上該混合物既有堿金屬，又有其氧化物，所以該堿金屬的相對原子量介于28～68之間，處于此間的堿金屬只有鉀（K），故混合物由K和K2O組成。

采用組成極端思維，判斷混合物組成，條理清楚，思維清晰，達事半功倍之效。

b.極端思維在求取值范圍中的應用—量的極端

所謂量的極端，即將研究對象在量上假設為理想的極端情況，從而解題，常有極大量和極小量等。

實際氣體是H2和Cl2的混合氣體，無論以何種比，只要混合氣體總體積為adm3，消耗NaOH的量應位于之間。所以D是錯誤的。

三、數形結合思維在化學中的應用

例6.用NaOH溶液滴定20.0mL鹽酸，滴定過程中溶液PH值變化如圖所示，則NaOH溶液物質的量濃度是（ ）

解析：根據酸堿中和原理，當NaOH和鹽酸恰好完全反應時有C（NaOH）·V（NaOH） = C（HCl）·V（HCl），根據該計算公式，必須有三個已知條件才能求出NaOH的起始濃度。現在試題給出了二個顯條件，其一V（HCl）=20.0mL，其二是當達到滴定終點時消耗V（NaOH） =40.0mL，還缺乏一個條件C（HCl），而且還缺少這個數據，無法解決問題，所以不少同學盲目選擇D選項。實際上C（HCl）這個條件是隱蔽給出的，隱蔽在圖形的起點上，因曲線經過坐標原點，在該點溶液PH=0，即C（HCl）=0.1mol/L，因此不難求解。

綜上所述，在化學教學中加強數學方法在化學中的應用，尤其是數學思維在化學中的應用更為重要，不僅體現數學的基礎性、指導性，體現學科間的相輔相成、協同發展，更重要的是體現知識的互通性、整體性。對于學生優化思維，拓展解題思路，開闊解題視野，提高解題能力是非常有益的。