高中化學教材、教學中有關(guān)結(jié)構(gòu)化學的幾個問題之我見

黃亞偉

高中化學教材、教學中有關(guān)結(jié)構(gòu)化學的幾個問題之我見

黃亞偉

（江蘇省泰興中學江蘇泰興215400）

文章就目前高中化學教材中結(jié)構(gòu)化學部分提出了若干問題，希望引起注意和探討。

高中化學；教材教學；結(jié)構(gòu)化學；問題探討

高中化學教材選修3《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》，全國有3個版本。本文提出了選修3《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》中的幾個問題，進行如下探討。

一、晶體結(jié)構(gòu)問題

以石墨晶體中的化學鍵以及作用力為例，石墨晶體的化學結(jié)構(gòu)屬于層狀結(jié)構(gòu)，每個同層內(nèi)的碳原子都采用sp2雜化，并和周圍鄰近的三個碳原子形成δ鍵。每個碳原子還在pz軌道上側(cè)面重疊，形成π鍵；但是各個層之間的碳原子則是靠范德華力吸引結(jié)合在一起，所以稱它為“混合鍵型晶體”［1，2］，或者“混合型晶體”［3］。人教版及蘇版教材稱之為“混合晶體”，從概念探究這一稱呼似乎不太準確。而且人教版教材還有這段描述：“石墨晶體中，既有共價鍵，又有金屬鍵，還有范德華力，……是一種混合晶體?！边@段話的描述值得商榷。石墨可以導電，這個性質(zhì)和金屬很像，如果由此就推斷石墨晶體中有金屬鍵，未免欠妥，很容易模糊概念。

此外關(guān)于金屬鍵的定義，眾多專家并未達成一致的公認，但是基本的觀點類似。所謂金屬鍵指在金屬晶體中，若干個帶正電荷的正離子和若干個帶負電荷的電子之間的強烈相互作用，使正離子與電子膠合在一起，形成金屬晶體，而這種作用稱為金屬鍵［4～6］。換個說法，若說石墨中的π鍵有類似于金屬晶體中金屬鍵的性質(zhì)，這種觀點還是可以接受的。但從另一方面看來，這兩者之間的區(qū)別仍然較大。金屬鍵的特點之一是無方向性和飽和性，但是石墨中的π鍵則不能完全描述為無方向性。而且石墨晶體導電只能在同一層碳原子之間進行流動，碳原子層間則無法流通，所以有些學者將石墨的這類鍵稱為中間鍵型［7］。

二、分子極性的判斷問題

關(guān)于分子極性的判斷問題，人教版教材認為所有鍵的極性的向量和是否為零作為判斷依據(jù)，是可行的。而蘇教版則認為應以分子正負電荷的重心是否重合作為判斷依據(jù)，這亦是可行的。筆者認為根據(jù)對稱元素（對稱軸、對稱面）之間的相交情況，可以判斷分子是否具備極性。這個判斷可以解釋為：“若分子之中只有2個對稱元素僅僅相交于一點，那么分子的偶極矩便為零，即非極性分子，否則便是極性分子。［8］”

但是，魯科版在對這個判斷進行闡述時，卻忽略了最為關(guān)鍵的“僅僅”二字。魯科版的表述為：“利用對稱性很容易判斷分子是否有極性：當一個分子的對稱元素（對稱軸、對稱面等）相交于一點，則這個分子沒有極性。［1］”筆者認為，在教材編寫中，應該更加嚴謹，“僅僅相交于一點”和“相交于一點”完全是不同的概念。

三、共價鍵方向性問題

共價鍵具有方向性和飽和性，這是不爭的事實。然而蘇教版中有這么段描述：“s軌道與s軌道重疊形成的共價鍵無方向性?！边@個結(jié)論難以令人信服，甚至會給廣大師生產(chǎn)生錯誤的認知，即有的共價鍵有方向性有的則沒有?；瘜W中所描述的s軌道是球形對稱的，和現(xiàn)實中的無方向的球體完全不是一回事。

眾多文獻研究表明，原子軌道線性組合對稱的條件都要非常明確地指出s軌道只能與s軌道、pz軌道、軌道重疊形成σ鍵，而不能和px、py、dxy等形成軌道重疊。所以在平時的教學過程中，一定要注重強調(diào)共價鍵具有方向性和飽和性。

以上看法是否正確，歡迎專家和廣大教師共同討論。

［1］王磊主編.普通高中課程標準實驗教科書：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（選修）［M］.濟南：山東科學技術(shù)出版社，2006：86

［2］潘道皚，趙成大，鄭載興.物質(zhì)結(jié)構(gòu)［M］.北京：高等教育出版社，1989：558

［3］郭用猷.物質(zhì)結(jié)構(gòu)基本原理［M］.北京：高等教育出版社，1984：470

［4］何福城，朱正和.結(jié)構(gòu)化學［M］.北京：人民教育出版社，1979：270

［5］唐作華，萬家義，毛治華.基礎結(jié)構(gòu)化學［M］.成都：四川大學出版社，1994：414

［6］吳國慶主編.普通高中課程標準實驗教科書：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（選修）［M］.北京：人民教育出版社，2007：76

［7］申泮文.無機化學［M］.北京：化學工業(yè)出版社，2002：478

［8］北京師范大學、華中師范大學、南京師范大學無機化學教研室編.無機化學（上冊）［M］.北京：高等教育出版社，2002：100

1008-0546（2013）11-0083-01

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