要回答“普通化學(xué)中必須包括什么內(nèi)容?”這個問題，我們就需要知道對于理解和正確評述現(xiàn)代化學(xué)，哪些是最重要的基本化學(xué)觀念。我們必須記住普通化學(xué)課絕不僅是(或不應(yīng)該僅是)作為培養(yǎng)未來職業(yè)化學(xué)家、生物學(xué)家、物理學(xué)家、地質(zhì)學(xué)家、工程師、藥劑師、環(huán)境保護工作者的基礎(chǔ)課，而實際上對每一個有教養(yǎng)的公民來說，都必須懂得化學(xué)。因此，這門課應(yīng)當(dāng)能適應(yīng)自然科學(xué)、工程和藥學(xué)等系學(xué)生的需要，使他們了解化學(xué)家對物質(zhì)世界是怎樣想的?今天的化學(xué)家在做些什么?化學(xué)能回答哪些問題?我們應(yīng)該向?qū)W生們展示在他們所選學(xué)的領(lǐng)域以及日常生活中化學(xué)的重要性。
我稱這些基本概念為：“化學(xué)中的主要觀念”。這里列出6種概念，它們構(gòu)成現(xiàn)代化學(xué)的基礎(chǔ)。我相信每一所高中和大學(xué)的初級化學(xué)課，應(yīng)當(dāng)包含這些觀念，整個課程應(yīng)圍繞著它們構(gòu)建起來。當(dāng)然每個觀念的深度則取決于各該課程的水平和目標(biāo)而定。應(yīng)當(dāng)指出的是我在這里提到的是在一般大學(xué)的普通化學(xué)課中對這些
觀念應(yīng)當(dāng)論述的最低程度。當(dāng)前存在于一些大一化學(xué)課中過重負擔(dān)的問題，部分是由于介紹某些概念時過分詳盡，超過了切合學(xué)生對課程實際需要水平的緣故。
原子，分子，離子
現(xiàn)代化學(xué)是從道爾頓和原子、分子概念開始的。元素是一種僅由同一類原子組成的物質(zhì)�；衔飫t是由兩種或兩種以上的原子按一定比值結(jié)合在一起的。為了明白原子是怎樣結(jié)合到一起形成分子的，我們應(yīng)進而提到盧瑟福和一個原子是由中心的原子核與環(huán)繞它的電子構(gòu)成的概念。從電離能和光電子譜的數(shù)據(jù)可以
知道這些電子是分能層(或殼層)排布的，從而引入帶正電荷的原子實和圍繞著它的價電子殼層的概念。
化學(xué)鍵：是什么使原子在分子和晶體中結(jié)合在一起
所有的化學(xué)鍵都是由存在于帶正電荷的原子實和帶負電荷價電子間的靜電引力形成的。靜電引力是化學(xué)中僅有的重要引力。軌道重疊并不能直接說明化學(xué)鍵的形成，因為，像我們常常所讀到的那樣，持這種說法，僅是一種模型，它因很有用而主要是化學(xué)系學(xué)生們學(xué)習(xí)的。但我不認為對于所有初學(xué)者是一種更本質(zhì)的說法，我們可以不需要它即能對化學(xué)得到一很好的理解。當(dāng)然，許多化學(xué)家還會不時地利用它。但它會干擾，著力去認識構(gòu)成鍵的真實原因，即原子核與電子間的靜電引力。在初級化學(xué)課中還需要討論更重要、關(guān)系更密切的課題。更有甚者，軌道模型會帶給學(xué)生不正確的看法，認為學(xué)化學(xué)很難、抽象，僅是對初學(xué)者難以解說清楚、弄懂的概念基礎(chǔ)上的數(shù)學(xué)研究。我們可以簡明地描述離子鍵是由于離子間的靜電引力形成的，而共價鍵則是共用電子對對兩個原子實間的引力形成。相對應(yīng)的路易斯結(jié)構(gòu)式可以告訴我們一個原子可以形成多少個鍵。根據(jù)我的看法，這些概念對于在初學(xué)階段討論化學(xué)鍵問題是足夠的了。
分子的幾何形狀：三維化學(xué)
從勒貝爾和范霍夫時代開始，分子的幾何形狀概念已成為化學(xué)的重要內(nèi)容。其重要性隨著X-射線結(jié)晶學(xué)的進展而得到增強。在現(xiàn)代化學(xué)中了解了分子的形狀對于更廣泛地理解某些專題，例如：生命分子及其功能，工業(yè)催化劑如沸石和固態(tài)表面以及高分子合成等。我們對分子形狀的了解加上對其控制的能力，現(xiàn)在可以合成幾乎所有符合特殊需要的任何形狀的分子：如可以捕集特定離子的籠狀物，具有能連接一種特殊類型分子的特別形狀的分子(這種分子間的連接被稱為相互間“識別”)，可以傳導(dǎo)電流具有導(dǎo)線功能的長鏈分子，等等�，F(xiàn)在，化學(xué)家能創(chuàng)造這種復(fù)雜多樣分子是令人矚目的，也說明了關(guān)于化學(xué)的一種很重要的觀念，即在研制新材料方面，化學(xué)是一種富有創(chuàng)造力的科學(xué)�；瘜W(xué)家們能制出此前并不存在的新分子。盡管上述新觀念因為可以使學(xué)生了解化學(xué)是一種實際、有用、合乎需要而不是枯燥、純理論、純數(shù)學(xué)、抽象的科學(xué)，而有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性；但在初級化學(xué)中它并未受到重視。我們有一個非常簡單的理論模型，即價層電子對互斥理論模型，它對論述簡單分子的形狀以及甚至很大分子的大多數(shù)性能均提供了基本的原理。對于初等水平的化學(xué)．我們就不必再作更多的探究了。雜化軌道理論是化學(xué)課中在這部分經(jīng)常討論到的，是屬于軌道模型的一個側(cè)面。了解雜化軌道概念對于化學(xué)系的學(xué)生來說是重要的，但對于一般學(xué)生來說并不是必需的�，F(xiàn)在的分子模型的方案使學(xué)生更易于理解并熟悉各種分子的形狀。
動力學(xué)理論
關(guān)于動力學(xué)理論，我并不是指pv=nmC=nRT公式的導(dǎo)出，對于化學(xué)課來說，它并不是重要的內(nèi)容，而更重要的是在絕對溫度0K以上原子和分子進行的永恒的無序運動：溫度越高分子運動得越快。將上述概念與分子間作用力?由于核與電子間的靜電引力?則可以對氣態(tài)、固態(tài)、液態(tài)存在的理解提供解
釋。原子的永恒運動說明不僅分子在空間運動，而且它們自身也不是靜止的，而是還具有轉(zhuǎn)動和振動，我們能運用這些概念去介紹紅外光譜及其應(yīng)用，例如用于識別有機物分子。
化學(xué)反應(yīng)
現(xiàn)在讓我們研究有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的概念�；瘜W(xué)反應(yīng)的發(fā)生是由于反應(yīng)物分子在移動中相互間發(fā)生激烈的碰撞足以使化學(xué)鍵斷裂，從而發(fā)生各原子間的交換，同時產(chǎn)生了新的分子。也可以是一個分子的振動，激烈到足以破壞其化學(xué)鍵，形成更小的分子。這些闡述構(gòu)成了對化學(xué)反應(yīng)簡明但卻是基本的解釋。更進一步探究，我們引入活化能概念，從而可以解釋為什么一些反應(yīng)進行得很迅速，而另一些反應(yīng)在室溫下，其速率幾乎是難以測出的緩慢。這些就是使學(xué)生理解化學(xué)反應(yīng)如何發(fā)生所需的最低限的知識。至于所有那些通常較詳盡的闡述?建立反應(yīng)速率的曲線圖，反應(yīng)級數(shù)，反應(yīng)定律及其積分公式等等，相對于上述的基本概念來說，都是次要的。那些較詳盡的闡述對于化學(xué)系的學(xué)生是重要的，但我懷疑在初級化學(xué)課中，學(xué)生學(xué)習(xí)它們是不是必要的。
然而對于化學(xué)反應(yīng)來說，卻還有許多是應(yīng)當(dāng)提到的，可能是由于在6個主要觀念中，化學(xué)反應(yīng)是最重要的，因為各種各樣的化學(xué)反應(yīng)是化學(xué)的核心。從煉金術(shù)時代起，試圖了解化學(xué)反應(yīng)一直是化學(xué)家的首要目的�，F(xiàn)在我們已經(jīng)認識了許多不同類型的反應(yīng)，但在其中特別應(yīng)指出的兩類，即酸堿和氧化還原反應(yīng)，在全部無機、有機和生物化學(xué)反應(yīng)中，它們是十分重要的，因此，我確信在初級化學(xué)課中應(yīng)給予足夠的重視。但是不能僅簡單地從定義即質(zhì)子的轉(zhuǎn)移和電子的轉(zhuǎn)移上，就能對它們作到徹底的了解。而對它們的介紹應(yīng)是讓學(xué)生通過在實驗室中親自觀察實際反應(yīng)的進行，或者求其次，也要參加演示教學(xué)實踐和收看錄像。這兩種反應(yīng)類型再加上一些其它的類型如生成沉淀的反應(yīng)以及有機化學(xué)中的加成反應(yīng)、取代反應(yīng)等；可以使我們了解學(xué)習(xí)化學(xué)中所用到的數(shù)以千計的反應(yīng)的本質(zhì)。關(guān)于忽視化學(xué)反應(yīng)研究的部分原因是認為這些內(nèi)容在初級化學(xué)課中是屬于描述化學(xué)的，因而認為是枯燥的。當(dāng)然單純描述性的，確實枯燥，但當(dāng)今化學(xué)的發(fā)展已遠遠超越了單純描述的階段；了解反應(yīng)的實質(zhì)，并在特定的目標(biāo)下應(yīng)用它們，已是化學(xué)家理應(yīng)設(shè)法做的事。多數(shù)工業(yè)以及純理論的化學(xué)關(guān)注新物質(zhì)如材料、塑料、藥物的合成，以及選用更好的方法，包括價格重便宜、更符合環(huán)境要求的方法等來制備現(xiàn)在已知的物質(zhì)。那么，在化學(xué)世界里，什么是最令人鼓舞的成就?那就是制備諸如某些稀有氣體和富勒烯等新分子。因此，理應(yīng)更加重視許多富有想象力的化學(xué)家所從事的很了不起的事業(yè)，從而在制造更多新分子的道路上繼續(xù)前進。這樣就可以向?qū)W生們顯示化學(xué)會對啟發(fā)創(chuàng)造性和想象力提供無窮的機會。
首頁上一頁12下一頁末頁共2頁
本文來自：逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/gaozhong/286960.html
相關(guān)閱讀：高中化學(xué)學(xué)習(xí)方法有哪些 如何提高化學(xué)成績