自偶电离概念对中学化学教学的影响
时间:2025-09-29 15:24 来源:未知 作者:化学自习室 点击:次 所属专题: 自偶电离
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电离概念是中学一个基本概念,用以区分电解质和非电解质、共价化合物和离子化合物。其中电离的结果产生自由移动的离子。从高一学生掌握物质分类开始,一直到高二深入学习电离平衡的观念,这个概念始终贯穿整个高中化学,可以说是高中化学基本概念的一个基石。
最近刷到一个视频讲:氨其实是电解质,虽然程度很小,但液氨中实实在在的产生了离子。这个观念在大学讲是很普通的,但是在高中尤其是高一学生刚刚入门化学,却显得有点突兀。这让我想起了鲁迅先生笔下的孔乙己老师的一句名言:“回字有四样写法,你知道么?”
1、自偶电离的概念:“Autoionization” 或 “Self-ionization” 。“Auto-”或“Self-”表示“自身”,“ionization”表示“电离”。最早是研究水溶液中电解质与水分子间传质过程时提出的,例如水的电离:2H₂O ⇌ H₃O⁺ + OH⁻。1905年德国化学家Franklin在研究非水溶液时提出非水溶液也存在类似水自身电离的情况,将阿伦尼乌斯的经典酸碱理论演变成“溶剂理论”。这个理论中认为:①酸:在溶剂中能产生该溶剂特征阳离子(即溶剂化质子)的物质;②碱:在溶剂中能产生该溶剂特征阴离子的物质。因此我们可以认为自偶电离是在经典酸碱理论适应化学发展的过程中产生的一个概念。任何的理论和概念都是有他的适用范围的,在高中基础阶段,直接用自偶电离概念来评价或修正阿伦尼乌斯的电离理论是不恰当的。
这正如“回”字有多种写法,在启蒙阶段,首要任务是掌握最通用的一种。脱离学情,生硬地从大学教材中截取概念是一种“揠苗助长”
2、与高中化学的关联
(1)电解质的定义:高一阶段是学生构建基本化学认知的关键期,此时引入自偶电离概念会模糊电解质的核心定义。待学生牢固建立基础后,可在习题中将其作为背景信息进行考察,但新授课时应避免过度引申。
(2)离子化合物和共价化合物的区别:关于这两个概念,从微观讲是要看粒子种类和作用力的类型。高中常用“熔融状态是否导电”来区分离子化合物和共价化合物。这是一个抓住了主要矛盾的、有效的教学模型。离子化合物熔融后产生大量自由离子,导电性强;而典型共价化合物(如蔗糖)熔融后几乎不导电。
如果引入自偶电离概念,那液氨、液态醋酸、纯硫酸、N₂O₄(l)、SO₃、BrF₃这些都能导电了。那还怎么去区分离子化合物和共价化合物?
也有一种观点:区分离子化合物和共价化合物也是僵化的概念教育。这就像吃了第4个烧饼后饱了,回头说前面吃的三个烧饼是错的。直接吃第四个烧饼多好。
高中阶段的区分方法是一个有效的模型,它抓住了主要矛盾(离子键与共价键的本质差异)。自偶电离导致的微弱导电性是次要现象,在高中引入会使模型复杂化,反而不利于学生建立清晰概念。教学的循序渐进(“入格”)比过早展示所有复杂性(“出格”)更重要。
很多化学大家是重视基础教育的,重视化学教学中的“入格”与“出格”。而不是拿着后来的研究成果去否定前面的基础。
(3)碳酸氢根的自偶电离:这一点目前已经被高中化学所采纳。NaHCO₃和CaCl₂溶液混合在适当的浓度范围内生成沉淀和气体,可以用HCO₃⁻的自偶电离来解释(自偶电离的平衡常数较大造成的)。在高三模拟题中也常见到。
概念的演进是化学发展的缩影。教学必须遵循认知规律,在合适的阶段讲授合适的内容。夯实基础,方能建起高楼。在高中阶段坚守教学主次,是对学生负责的体现。
这正如“回”字有多种写法,在启蒙阶段,掌握最通用、最基础的一种是关键;待到学识渊博,再了解其源流演变,方能融会贯通。在高中基础阶段引入大学概念,犹如让初学者同时记忆四种写法,难免会混淆主次,增加不必要的负担。

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