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一起学化学

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化学教育中的哲学问题  

2014-01-18 09:15:23|  分类: 化学眼看世界 |  标签: |举报 |字号 订阅

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                                                              质量互变规律的教育

  “化学可以被称为研究物体由于量的构成的变化而发生质变的科学”,化学教学中的大量事实都能充分地揭示质量互变规律的客观性和真实性,因而能较方便地向学生进行质量互变规律的教育。

  任何一种物质总是具有质和量的两方面的属性。物质的量和质是不可分的,如水的分子量、密度、沸点等量的属性,就是属于水这个具有一定组成、结构和化学性质的物质的量,水这种物质也总是具有上述一定量的质。所以说,任何量总是属于一定质的量,任何质也总是具有一定量的质。化学教学中不仅要重视物质质的方面,也要重视它们量的方面。物质的量变达到一定限度,就会引起物质的质变,没有量变也就没有质变。在化学中,物质量变引起物质质变的形式有多种,常见的有下述几种形式。

          ⑴由构成物质微粒数量上的变化而引起物质质变的形式。结合元素周期律与元素周期表、二氧化硫与三氧化硫、氮的多种含氧化合物、有机化合物的同系物等教学内容,都能较好地向学生揭示物质量变引起质变这一客观规律。

         ⑵由物质结构能量上的变化引起的质变是“量变引起质变”的另一种形式。这种形式在化学中有各种表现。无机物中的同素异形体,如金刚石与石墨,它们虽然是由同种元素的原子构成的,但是由于它们晶体内的原子结合方式、空间取向是不同的,即因能量的不同而引起它们在许多性质上也是不同的。在有机化合物中同分异构物的存在是相当普遍的,这些化合物的分子在原子种类与数目上是相同的,只是由于分子内各原子的排列次序或空间取向不同,即因能量上的变化而引起的质变。这些都为揭示物质的结构状态及其相对应的能量状态的改变引起物质质变的规律性提供事实依据。

        ⑶物质状态间的转变、化学反应中的量变与质变,也是量变引起质变的一种形式。物质三种状态间的转变是由温度这一量变而引起的,如在一大气压下,低于0℃、(包括0℃在内)时液态水就能转化成固态冰;高于100℃(包括100℃在内)时液态水就转变成气态水蒸气。对于化学反应中的量变引起质变,要从反应物分子的能量方面给以解释。当分子具有的能量达到活化分子的高度,物质才能发生质变。许多化学反应都是在加热或同时有催化剂存在的条件下才能发生。给反应物加热是使活化分子的数目发生量变,使用催化剂是降低活化能,也是为了提高活化分子的数目,它们都是通过活化分子数目的量变,来实现物质质变的目的。

        不仅量变能引起质变,质变也能引起新的量变。例如,石墨在高温、高压的条件下能转变成金刚石,这是量变引起的质变。金刚石在密度、硬度、熔点、导电率以及晶体内部结构的量都与石墨不同,这又是质变引起的新的量变。又如,化学反应的生成物与反应物具有不同的质,不同的质又具有不同的量,这表现在它们在组成、结构等方面的量是不同的。物质的量变和质变是互相转化的,量变导致质变,质变又引起新的量变

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