“化合價(jià)”對(duì)提高高中化學(xué)解題效率的作用分析

陳藝君

摘?要：隨著教育改革的不斷推進(jìn)，高中化學(xué)教學(xué)質(zhì)量也在不斷提升，越來(lái)越多的化學(xué)教師開(kāi)始重視培養(yǎng)學(xué)生的解題能力。而化合價(jià)應(yīng)用作為學(xué)生必備的化學(xué)技能，對(duì)于學(xué)生明確解題思路，提高解題質(zhì)量和效率具有促進(jìn)作用，所以教師應(yīng)在課堂上加強(qiáng)傳授化合價(jià)的應(yīng)用方法。文章就化合價(jià)對(duì)提高高中化學(xué)解題效率的作用進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析，希望能對(duì)學(xué)生提升化學(xué)能力和素養(yǎng)有所幫助。

關(guān)鍵詞：化合價(jià);高中化學(xué);解題效率;作用;元素

一、 引言

化合價(jià)作為高中化學(xué)課程中的重點(diǎn)知識(shí)內(nèi)容，其在概念內(nèi)容理解、解題方法運(yùn)用、檢查解題答案等方面有較為廣泛的運(yùn)用。化學(xué)作為一門(mén)從微觀角度上研究物質(zhì)分子、原子的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、規(guī)律的科學(xué)，必然會(huì)涉及大量的計(jì)算內(nèi)容。而化合價(jià)則是高質(zhì)高效地解決這些問(wèn)題的關(guān)鍵要點(diǎn)，化合價(jià)應(yīng)用對(duì)于學(xué)生提升化學(xué)解題質(zhì)量和效率有極大促進(jìn)作用，所以學(xué)生必須要對(duì)其進(jìn)行更加深刻的認(rèn)識(shí)與理解，全面性地掌握化合價(jià)知識(shí)和用法。然而當(dāng)前很多學(xué)生對(duì)于化合價(jià)知識(shí)的掌握與運(yùn)用還不到位，所以教師需要加強(qiáng)對(duì)化合價(jià)教學(xué)的研究力度，以幫助學(xué)生深入掌握化合價(jià)知識(shí)，促進(jìn)學(xué)生形成適合自身化學(xué)素質(zhì)能力提升的學(xué)習(xí)方法和解題路徑。

二、 化合價(jià)相關(guān)概述

化合價(jià)是最簡(jiǎn)單、基礎(chǔ)的化學(xué)知識(shí)，亦是學(xué)好化學(xué)不可或缺的技能。它貫穿于整個(gè)高中化學(xué)課程，對(duì)于學(xué)生厘清化學(xué)概念、性質(zhì)、規(guī)律，從本質(zhì)上了解化學(xué)反應(yīng)真實(shí)情況具有積極的促進(jìn)意義。化合價(jià)是指一種元素的一個(gè)原子在與其他化學(xué)元素的原子進(jìn)行化合時(shí)所表現(xiàn)出來(lái)的性質(zhì)和特征。通常情況下，化合價(jià)的價(jià)數(shù)等同于該元素原子在進(jìn)行反應(yīng)且達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)后所得失的電子數(shù)。若該元素原子得到電子，則為“+”價(jià)，若該元素原子失去電子，則為“-”價(jià)。

此外，化合價(jià)是原子化學(xué)鍵能力形成的一種展現(xiàn)，它能夠體現(xiàn)兩個(gè)元素或多個(gè)元素在化合后表現(xiàn)出來(lái)的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)性質(zhì)。需要注意的是，通常來(lái)說(shuō)的單質(zhì)元素，其化合價(jià)為“0”。也就是說(shuō)當(dāng)元素以游離態(tài)的形式存在，在沒(méi)有與其他元素進(jìn)行化合時(shí)，不能體現(xiàn)其化合價(jià)性質(zhì)。

學(xué)生正確理解化合價(jià)內(nèi)涵，巧妙運(yùn)用化合價(jià)知識(shí)，可以清晰解題思路，甚至是簡(jiǎn)化解題過(guò)程，從而更加簡(jiǎn)潔、靈活地掌握解題方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)化學(xué)知識(shí)的靈活運(yùn)用。

三、 “化合價(jià)”在提高化學(xué)解題效率所發(fā)揮的作用

（一）判斷化學(xué)式書(shū)寫(xiě)正確與否

化學(xué)式是指利用化學(xué)元素符號(hào)和數(shù)字組合的方式將物質(zhì)結(jié)構(gòu)表達(dá)出來(lái)的式子，每種物質(zhì)對(duì)應(yīng)一個(gè)化學(xué)式，如氫氧化鈉（NaOH），二氧化碳（CO₂），四氧化三鐵（Fe₃O₄）等。當(dāng)然在判斷化學(xué)式書(shū)寫(xiě)是否正確時(shí)會(huì)有很多種方法，但利用化合價(jià)知識(shí)進(jìn)行判斷是一種更加直觀、簡(jiǎn)單的方法。

化學(xué)式中的化合價(jià)為“0”，它的本質(zhì)意義是正化合價(jià)數(shù)和負(fù)化合價(jià)數(shù)相等。在書(shū)寫(xiě)化學(xué)式時(shí)，都是將正價(jià)元素寫(xiě)在前面，負(fù)價(jià)元素寫(xiě)在后面，如CO₂、SO₂、SO₃等，這一點(diǎn)可以給學(xué)生很多啟示。而且也正是基于這種規(guī)律和方法，學(xué)生可以更加清晰地尋找解題思路。學(xué)生通過(guò)巧用化合價(jià)知識(shí)，能夠快速在化合價(jià)計(jì)算中建立等式，從而減少解題時(shí)間，提高解題質(zhì)量和效率。

以習(xí)題“某物質(zhì)M的最高化合價(jià)為+a，它的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物化學(xué)式中有b個(gè)氫原子，那么求該物質(zhì)最高價(jià)氧化物的水化物化學(xué)式”為例，在分析此題時(shí)，學(xué)生往往會(huì)被題干內(nèi)容繞得“云里霧里”，找不到具體的解題思路。而學(xué)生若熟練掌握化合價(jià)知識(shí)，那么這道題將會(huì)迎刃而解。在解題過(guò)程中，先建立關(guān)系式，首先設(shè)該物質(zhì)M最高價(jià)的氧化物對(duì)應(yīng)的水化物化學(xué)式為H_bM_xO_y，可以肯定的是bH⁺=M_xO_y^-b，又因?yàn)镸物質(zhì)的最高化合價(jià)為+a，所以-b=ax+（-2y），整理得ax=2y-b。然后M_x的價(jià)數(shù)也應(yīng)等于b（H^-），所以可知ax=b，再代入之前的式子可知原化學(xué)式為H_2b-aMO_b。通過(guò)抓住化學(xué)式正價(jià)數(shù)和與負(fù)價(jià)數(shù)和相等的原理，可以將化學(xué)式中所涉及的元素價(jià)數(shù)進(jìn)行整合，便可以聯(lián)立方程，以此算出化學(xué)式中各元素的原子個(gè)數(shù)。

對(duì)于利用元素原子結(jié)構(gòu)推導(dǎo)化合價(jià)和得出化學(xué)式的問(wèn)題，化合價(jià)知識(shí)也有很大作用。以習(xí)題“已知M原子最外層電子數(shù)為a個(gè)，N原子的最外層電子數(shù)為b個(gè)，且a是b的兩倍，那么如何表達(dá)MN化合物的化學(xué)式”為例，在分析此題時(shí)，首先推導(dǎo)化合價(jià)，需要考慮電子層達(dá)到穩(wěn)定后電子的排列形式。由于題意可知，M元素的化合價(jià)可以是-a或是8-a，N元素的化合價(jià)可以是-b或是8-b，由于核外電子層性質(zhì)及a是b的兩倍可知，該化合物的化學(xué)式應(yīng)為N_2bM_b，即簡(jiǎn)化為N₂M。

（二）依據(jù)化學(xué)式逆向求解化合價(jià)

化學(xué)式與化合價(jià)之間關(guān)系和互為求導(dǎo)的方法需要進(jìn)一步清晰。在實(shí)際做題和運(yùn)算過(guò)程中，若學(xué)生沒(méi)有深刻掌握化合價(jià)知識(shí)，很容易思維混亂，技巧使用“模棱兩可”的情況。因此，學(xué)生要充分認(rèn)識(shí)化合價(jià)概念的由來(lái)，認(rèn)識(shí)到元素的核外電子相互化合的數(shù)目決定這種元素的化合價(jià)，理解同一元素以不同質(zhì)量與不同元素進(jìn)行化合，其反應(yīng)所得到的化學(xué)物質(zhì)不一定相同，其化合價(jià)的體現(xiàn)也是不一定相同。比如常見(jiàn)的Mn，F(xiàn)e，N等元素，在化學(xué)反應(yīng)中會(huì)出現(xiàn)很多種化合價(jià)，而且反應(yīng)時(shí)所得到的物質(zhì)的性質(zhì)也有極大不同，如FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄、MnO₂、K₂MnO₄、KMnO₄等。基于這種情況，片面地利用所了解的化合價(jià)把握化學(xué)式就會(huì)存在困難，甚至?xí)泻芏嘈胁煌ǖ牡胤剑越處熞欢ㄒ寣W(xué)生從化學(xué)式中對(duì)每個(gè)元素的化合價(jià)進(jìn)行深入了解，以此把握化學(xué)式內(nèi)容。