高中化學教材中金屬性與非金屬性的正確表述

翟春玉

摘? 要：高中化學作為高中課程中的主要學科之一，對高中生的整體成績有著極大的影響，其中各種性質定義之間關系密切卻又存在一定的差異。但由于以前的化學教材中對于一部分物質的表述不夠清晰，導致了學生在學習過程中產生了一定程度的阻礙，所以，該文主要以矛盾之一的金屬性與非金屬性展開討論，探討其中存在的問題與不足，并提出些許建議。

關鍵詞：高中? 化學? 金屬性? 非金屬性

中圖分類號：G64 ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2020）05（c）-0099-02

物質結構理論作為一項化學教學的基礎定義，貫穿了整個高中化學，在高中課程中占據了一席之地。在高中化學教材必修（一）中，最能夠體現物質結構理論的核心效用，對于學生學習化學、研究化學有著非同一般的意義，能夠為學生了解物質的結構提供良好的基礎。但是化學教材中對于某些定義與性質的解釋太過于絕對，在一定方面局限了學生思考問題的能力，無論是物理還是化學，所有的理論模型幾乎都不可能完整地描述出全部的真實情況，理論是基于假設之下成立的。所以，下文將分析現今我國高中化學教材中存在不全面的部分，并呼吁相關部門加以修正。

1? 金屬性與非金屬性的規律

金屬性與非金屬性的基本定義是：原子是不是容易丟失，或獲得電子的特性。如果元素輕易地就能夠丟失電子，則叫作金屬性強;與此相反，如果能夠輕易地得到電子，就稱為非金屬性強。

在教材中對于這兩方面的描述是：“在同一周期中， 各元素的原子核外電子層數相同，從左到右核電荷數依次增多， 得電子能力逐漸增強[1]”。通過課本中的內容反映出了元素的變化規律，但是對于遞進過程中的部分元素有可能發生的不規律變化卻沒有表述。對于元素丟失電子的能力可以使用電力能的變化對比，相同的周期內，電力能是隨著原子序數的變化而變化，如果原子序數增加的話，電力能也隨之增加。可是能量一樣的軌道電子填充出現全空（ns2 np0）、半滿（ns2 np3）和全滿（ns2 np6）等。這些元素的電離能相較于前后而言，可能會高于后者元素。在同族元素中，電離能與原子序數一同變化，可是從第6部分的鑭系元素開始，由于受到了其收縮性質的波及，這一部分的原子與前期同族元素的半徑基本相同，電離能可能較前面一期元素來講略有升高。6期元素從鉿到鉛與一般規律相反，故可以認為Pb的金屬性比Sn弱。

原子獲取電子的能力還與其親和能有一定的關系，基態氣態原子得到一個電子形成氣態陰離子所釋放出的能量稱為原子的第一電子親和能，親和能變小，元素原子獲得電子的能力就會升高，與此同時，其非金屬性增強。一般情況下，原子的第一親和能多數都是負數，僅最外電子亞層已全充滿的稀有氣體原子（ns2 np6）和ⅡA族原子（ns2）等必須吸收能量才能加合電子， 故其第一電子親和能為正值[2]。而電子的親和能力強弱同時受到兩個方面的影響：一是原子核的引力;二是與核外電荷的擯棄。不論在什么地方，主族內的電子親和能與原子半徑的變化成正比，能夠隨著原子半徑的變大而變大，原子核對電子的引力減小，所以電子的親和能由左至右呈現逐步遞減的情況。在主族中由上至下呈現出遞減的狀態。所以，同期和同族元素的電子親和能都不存在極其規律的變化，由于各個方面的影響，其中會發生與常規規律相駁的情況。電子親和能最小的元素無法在每部分二周期的元素內出現，反而是從三周期或者四五周期開始出現。如第二周期元素F、O就比和三周期同族元素Cl、S的電子親和能大，是通過添加一個電子從而產生陰離子量減小所引發的，所以對于F原子非金屬性最強這種說法無法得到證實[3]。

2? 判別金屬性與非金屬性的強弱

由上文分析可知，判別金屬性與非金屬性的強弱，能夠通過電力能或者親和能來進行判斷。

教材中對于金屬性與非金屬性有著不甚明確的定義，其中主要表述了金屬性的強弱與單質和酸置換氫能力的大小有關，還有其與最高價氧化物的水化物—氫氧化物的堿性高低有一定的聯系。若是單質與酸或者水極容易發生反應得到氫，那么證明這這種元素的氫氧化物堿性較大，所以金屬性就較強，與之相反則金屬性較弱。而元素非金屬性的強弱判斷，主要依靠最高價氧化物水化物的酸性大小，或跟氫氣生成氣態氫化物的難易程度以及氫化物的穩定性來判斷。若是其水化物的酸性較大，那么這種元素的非金屬性較強，反之則弱。

根據教材中所表述的定義可以發現，其中沒有將單獨原子與原子反應后化合物的變化規律加以區分。但是事實上，元素單質置換氫的過程主要是其在產生水合離子的能力高低，與其金屬性的強弱沒有直接必然的聯系。通過上文分析可知，比較金屬性與非金屬性的強弱，可以用標準電極電勢來判斷，電極電勢越小，金屬活動性越強，反之則越弱。由于金屬活動性與電勢的變化有關。所以，一般情況下，金屬活動性與金屬性成正比，但是僅僅限于一般情況而言。

堿金屬電離能排序是Li最大到Cs最小，標準電極電勢卻是從Na到Cs逐漸遞減，可是Li的標準電極電勢低于比Cs，這是因為Li的半徑相對來說比較小，易與水分子結合生成水合離子而釋放出較多能量所造成的。

3? 關于元素金屬性與非金屬性準確表述的參考

由于各個方面的局限性，高中化學課本對于上文所概述的問題沒有辦法一一進行對比修改，但是，在現今的高中化學課本中需要體現出這些定義的議論性，真理是一種相對的學術觀念，它無時無刻不在發生變化，通過科學家以及相關人士的不斷研究，我國高中化學課本也隨之不斷地完善，但是其中仍舊存在諸多不確定的化學定律，這些具有不確定性的定義在一定程度上影響了學生對于化學問題的思考方向，并且某些設定會對學生的延伸性思考產生局限。以此文金屬性與非金屬性為例，上文通過幾種案例說了在高中化學教材中對其定義不嚴謹的幾個方面，這些問題對于學生的影響是無法忽視的。所以，在不改變整體框架的前提下，需要在高中化學教材中對金屬性與非金屬性的變化規律與強弱遞進的性質描述中添加“可能”“一般情況下”“普遍”等詞語。拒絕既定的性質定義，將其表述為一般情況下可能會發生的事件，而不是必然會出現的現象。由于化學知識的體系較為龐大，所涉及到的化學變化過于抽象，化學理論的決定基本完全依賴于相關實驗，理論上的知識對于未知的預測能力有限，所以其中所發生的各種現象不能使用過于嚴謹的表述，這樣能夠為學生思考化學問題提供相對較大的空間，能夠使其突破定義的桎梏，調動起學生的學習興趣，為化學學習留有一定的懸念，能夠促進學生在探索真理方面的積極性，從而實現高效教學。

4? 結語

根據上文所述，由于高中化學教學需要學生有一定的邏輯思維能力，能夠對于金屬性與非金屬性在書本中的定義展開思考，分析其中不嚴謹的部分，并且加以驗證，對于這些定義不全面、語言描述存在漏洞的部分進行著重探討，選擇合適的表述方式對具有不確定性質的定義進行修改，避免學生根據書本中所寫的內容進行思考，從而對其思維能力的發展產生了局限性。高中化學作為一門與實際生活息息相關的學科，其中所涉及到的性質定義不計其數，學生在學習過程中需要對其規律進行深度思考，該文通過對金屬性與非金屬性的性質進行了分析研究，以實踐證實了其不足之處，所以，希望日后在高中化學教材編寫方面能夠針對此類問題進行整改，以此豐富學生的教材內容，推動我國教育事業的蓬勃發展。

參考文獻

[1] 孫元成.金屬性的比較與高中化學多知識模塊的銜接探析[J].延邊教育學院學報，2018，32（5）：129-131.

[2] 汪傳飛.高中化學教學中元素金屬性和元素非金屬性強弱比較的研究[J].西部素質教育，2016，2（8）：167.

[3] 石華軍.基于化學史教育的化學教學設計研究與實踐[D].山東師范大學，2013.