數(shù)學(xué)作為一種重要的工具,深入到自然科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域,同樣也深入到化學(xué)的研究和教學(xué)中?無(wú)論在闡明物質(zhì)結(jié)構(gòu)?物質(zhì)組成的微觀方面,還是研究化學(xué)與環(huán)境關(guān)系的宏觀方面,特別在化學(xué)的定量實(shí)驗(yàn)和模型建構(gòu)中,數(shù)學(xué)知識(shí)都有廣泛的應(yīng)用?

一?平時(shí)注意有關(guān)數(shù)字的教學(xué)

數(shù)字給人以明確和具體的感覺(jué),在平時(shí)教學(xué)中注意數(shù)字教學(xué),將會(huì)有好的教學(xué)效果?例如分子是很小的,一滴水約含有1.7萬(wàn)億億個(gè)水分子,一滴水如果讓13億中國(guó)人來(lái)數(shù),以每分鐘數(shù)300個(gè)分子的速率進(jìn)行計(jì)算的話,數(shù)完一滴水中所含的水分子數(shù)需要830年左右,這就給學(xué)生在“小”的方面留下深刻的印象?0.623億億億個(gè)水分子加起來(lái)的質(zhì)量?jī)H為三分之一兩左右(1兩50g)?

在教授同分異構(gòu)體知識(shí)時(shí),C5H12有3種同分異構(gòu)體,C6H14有5種,C8H18有18種,C9H20有35種,C14H30有1858種,C40H82有62491178805831種,在介紹粒子間作用力時(shí),化學(xué)鍵鍵能一般為100kJ~600kJ,分子間作用力為20kJ左右?提出這些具體數(shù)據(jù),學(xué)生馬上就有“小”?“輕”?“多”?“強(qiáng)”的強(qiáng)烈印象,既能幫助理解,又能幫助記憶有關(guān)知識(shí),也能幫助答題?在教學(xué)過(guò)程中適當(dāng)補(bǔ)充一些具體數(shù)字以說(shuō)明問(wèn)題并不是枯燥無(wú)味的,而是具體的?生動(dòng)的?講海水中元素時(shí),在整個(gè)海洋中,溶解的鹽類(lèi)物質(zhì)達(dá)5億億噸之多,如果把這些鹽類(lèi)物質(zhì)全部提取出來(lái),均勻地鋪在陸地表面上,會(huì)形成150米厚的鹽層?通過(guò)這樣的講述學(xué)生就很容易理解海洋是資源的寶庫(kù)?

二?在有關(guān)晶體結(jié)構(gòu)的教學(xué)中注意建立空間觀念

學(xué)生在學(xué)習(xí)立體幾何時(shí)建立了良好的空間觀念,要引導(dǎo)他們應(yīng)用到有關(guān)的化學(xué)問(wèn)題中來(lái)?例如在晶體知識(shí)學(xué)習(xí)上,晶體具有規(guī)則的幾何外形,如何理解規(guī)則呢?其一,晶體的最小重復(fù)單位是晶胞,晶胞是有規(guī)則的立方體或是六方體,由于晶胞的無(wú)縫并置便構(gòu)成了晶體,因此晶體是有規(guī)則的外形?其二,金屬晶體有三種結(jié)構(gòu)型式:面心立方最密堆積A1?體心立方密堆積A2?六方最密堆積A3,由這三種堆積模型構(gòu)成的金屬晶體,它們的空間原子利用率的計(jì)算則一定要利用立體幾何建立的空間概念?其三,晶體化學(xué)式的計(jì)算要通過(guò)晶胞間“均分”來(lái)求解,這種“均分”思想中的1/8?1/6?1/4?1/2?1的理解一定要借助豐富的空間想象力,否則無(wú)法理解?其四,基于定量計(jì)算的空隙問(wèn)題?它計(jì)算的理論依據(jù)是離子填充的空隙既要滿(mǎn)足異種電荷盡可能高配位數(shù),同時(shí)又要使異種電荷離子間彼此接觸,這樣的結(jié)構(gòu)最為穩(wěn)定,可將其看成等徑圓球的密堆積處理?

三?注意用數(shù)學(xué)圖形來(lái)表示化學(xué)反應(yīng)的歷程

數(shù)學(xué)曲線是函數(shù)的圖像,用數(shù)學(xué)曲線圖形表示化學(xué)兩種數(shù)量關(guān)系是很直觀和明確的,特別對(duì)多離子共存溶液與某種離子反應(yīng)過(guò)程,如果以圖形表示出來(lái),會(huì)很容易理解其反應(yīng)的實(shí)質(zhì)的?例:向MgCl2?AlCl3和HCl的混合溶液中,逐滴加入氫氧化鈉溶液?用圖1所示圖像表示上述反應(yīng)的歷程一目了然(橫坐標(biāo)表示加入NaOH溶液的體積,縱坐標(biāo)表示生成沉淀的質(zhì)量),起始階段是表示氫氧化鈉與鹽酸中和的階段,曲線上升階段表示鋁離子?鎂離子與堿反應(yīng)生成氫氧化鎂?氫?氧化鋁階段,曲線下降階段表示氫氧化鋁被溶解的階段,最后出現(xiàn)“平臺(tái)”階段表示氫氧化鋁已被完全溶解的階段?學(xué)生通過(guò)這樣的學(xué)習(xí),很容易把知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)化,結(jié)構(gòu)化,達(dá)到學(xué)以致用的目的,而不是整天抱著書(shū)死背化學(xué)方程式,也只有這樣的學(xué)習(xí),思維才不會(huì)僵化?

四?注意用數(shù)學(xué)方法來(lái)解決化學(xué)問(wèn)題

1.用極值法來(lái)解決化學(xué)問(wèn)題

常溫下,向20L真空容器中通入amolH2SbmolSO2(ab都是正整數(shù),且都小于或等于5),反應(yīng)完全后,容器內(nèi)氣體可能達(dá)到的最大密度為多少?分析在固定的容器中,要使混合氣體的密度最大,必須是剩余的氣體的質(zhì)量最大,等物質(zhì)的H2S?SO2中二氧化硫氣體的質(zhì)量大,因此剩余的氣體必須是SO2,也就是說(shuō)二氧化硫所體剩余越多,氣體的密度就最大,從化學(xué)方程式來(lái)看,只要求H2S的量要最少,而要SO2氣體量要最多,取它們的極值即可:1molH2S?5molSO2?依題意得到:氣體密度最大可能為14.4g/L?應(yīng)用極值法求解溶解一定量合金所需酸的最低濃度,求混合氣體的最大平均分子量,求某一反應(yīng)放出最大熱量,求化學(xué)平衡中某一物質(zhì)剩余最大可能量和某一物質(zhì)最高轉(zhuǎn)化率等等?

2.用十字交叉法解決化學(xué)問(wèn)題

十字交叉法適合帶有平均值的二元混合體系的相關(guān)計(jì)算?它是二元一次方程組的簡(jiǎn)化形式,把乘除運(yùn)算轉(zhuǎn)化為加減運(yùn)算,給計(jì)算帶來(lái)很大的方便?此法所得到的比值通常為物質(zhì)的量之比或質(zhì)量之比甚至是體積比(不包括溶液體積),它在化學(xué)學(xué)科中也有用武之地?

3.用討論法解決化學(xué)問(wèn)題

討論法它是用于不定方程的求解,方程式的個(gè)數(shù)少于其中所含未知的個(gè)數(shù),它可能有無(wú)限的解,但真正確合題意的答案卻是有限的?甚至是唯一的?討論法的不定方程解法應(yīng)用于有機(jī)化學(xué)計(jì)算居多,多見(jiàn)于有機(jī)化合物分子式的確定,其隱含條件通常為求知數(shù)取值范圍為正整數(shù)?五?注意用數(shù)學(xué)集合知識(shí)來(lái)說(shuō)明化學(xué)化學(xué)知識(shí)集合是現(xiàn)代數(shù)學(xué)知識(shí),應(yīng)用它也能解決一些化學(xué)知識(shí)?

如四大化學(xué)類(lèi)型與氧化還原反應(yīng)?非氧化還原反應(yīng)關(guān)系,氧化還原反應(yīng)與非氧化還原為全集(矩形圖),中圓形為氧化還原反應(yīng),氧化還原反應(yīng)的補(bǔ)集為非氧化還原反應(yīng)?氧化還原反應(yīng)與化合?分解反應(yīng)有交集部分,而置換反應(yīng)是氧化還原的子集,這與復(fù)分解反應(yīng)是非氧化還原反應(yīng)的子集是一樣的?近幾年的理綜試卷也表明,自然科學(xué)的各學(xué)科知識(shí)的橫向聯(lián)系比較密切,它是是互相滲透?息息相關(guān)的,在平時(shí)教學(xué)中,注意應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)于平常的化學(xué)教學(xué)中,能增加教學(xué)的科學(xué)性?嚴(yán)謹(jǐn)性?趣味性,有利于中學(xué)生把化學(xué)知識(shí)學(xué)活學(xué)好,有利于培養(yǎng)社會(huì)主義建設(shè)的合格人才?

本文來(lái)自：逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaozhong/1124801.html

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