化学之大美_我的精神家园_新浪博客

一.化学之大美

 

1.化学语言的简洁性之美:用最简洁的符号传递详细的化学信息,描述复杂的化学行为;从化学式到电子式到立体结构式等等,无不体现着化学的发展历程。我们不妨以" 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l),H=-571.6KJ/moL"(氢气燃烧的热化学方程式)这一化学语言为例,看看它所传递的化学信息该有多少: 

    物质变化:氢氧反应生成新物质水;

    能量变化:反应中部分化学能转化为热量;

    数量关系:氢气与氧气按2:1xx反应,水分子中氢氧原子按2:1结合,2摩尔氢气xx反应放出571.6KJ热量;

    守恒关系:反应前后氢原子与氧原子的各自数目保持不变;

    物质状态与熵变:反应物均为气态,生成物为液态,反应熵变小于0;

    化学键变化:反应中断开氢氢键和氧氧键,生成新的氧氢键;

    电子变化:反应中氢氧元素化合价出现变化......

    上面那么多复杂的文字解释却可以用" 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l),H=-571.6KJ/moL"这样一个热化学方程式来表达,我们不能不惊叹化学语言的简洁与巧妙.

 

2.分子原子的秩序与结构之美:秩序与结构,这是宇宙缔造生命的密码所在;这在有机化学中体现最为明显,在那些复杂的有机结构中散发的是一种庄严的秩序美和结构美;同分异构是其中最典型的例子。

    我们知道蛋白质是生命的物质基础,下面我们不妨分析一下从普通原子到功能各异的生理蛋白,看这期间充满了多少秩序与结构之美:

    基本组成元素主要是碳氢氧氮等,其中碳氧原子要按恰当的秩序与结构才能形成羧基,而氮氢原子同样要按恰当的秩序与结构才能形成氨基,而羧基和氨基非要按恰当的秩序与结构连在同一个碳原子上才能形成阿尔发氨基酸,若干阿尔发氨基酸再按恰当的秩序与结构(一个氨基与另一个羧基脱水)才能形成肽链,而肽链之间还要按恰当的秩序与结构形成氢键,并再按恰当的秩序与结构在空间盘旋才能形成具有三维空间结构的蛋白质......

 

3.守恒的普遍性之美:从原子守恒到能量守恒再到电荷守恒,这些都是化学反应所遵守的;从原子守恒的观点看,资源危机只不是地壳中元素的分布与聚集出现了问题而已。

 

4.平衡的统一性之美:一般化学平衡,电离平衡,水解平衡,溶解平衡等,它们共享统一的平衡移动原理(勒夏特列原理),并都可以用平衡常数进行定量分析。

 

二。化学教学之警惕:

中学阶段甚至大学初级阶段不应过分追求化学理论体系与结构完整性,因过分追求纯理论而削弱元素化合物部分教学的行为也是不明智的,因为离开了具体而生动的化学物质和化学现象,化学学习就接近于一场故弄玄虚的文字符号游戏,这对学生的学习兴趣是极为不利的。再者,过分追求理论体系的完备,容易让让人觉得知识已到尽头,会导致固步自封,不利于化学的创新与进展。

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