化学元素的原子质量范文

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[4] 全国科学技术名词审定委员会.全国科学技术名词审定委员会公布112号元素的中文名称.中国科技术语，2011（5）.

[5] 张青莲.原子量的测定和修订.化学通报，1986（10）.

[6] Michael E.Wieser，Tyler B.Coplen.Atomic weights of the elements 2009（IUPAC Technical Report）.Pure and Applied Chemistry，2011（2）.

[7] 钱秋宇.化学元素的原子量.大学化学，2011（6）.

[8] 张青莲.漫谈原子量的质谱法测定.大学化学，1995（6）.

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氢在自然界中存在的同位素有：氕（氢1，H）、氘（氢2，重氢，D）、氚（氢3，超重氢，T）。

氢是原子序数为1的化学元素，化学符号为H，在元素周期表中位于第一位。其原子质量为1.00794u，是最轻的元素，也是宇宙中含量最多的元素，大约占据宇宙质量的75%。氢通常的单质形态是氢气。它是无色无味无臭，极易燃烧的由双原子分子组成的气体，氢气是最轻的气体。

（来源：文章屋网 ）

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1、铜的绝对原子质量保留四位小数是63点5449，所以使用63点5和64都可以，只是精度的不同。

2、铜元素是一种金属化学元素，也是人体所必须的一种微量元素， 铜也是人类最早发现的金属，是人类广泛使用的一种金属，属于重金属。它的化学符号是Cu，原子序数是29，是一种过渡金属。

（来源：文章屋网 ）

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一.时代背景比较

19世纪化学发展迅速，法国哲学家伽桑狄受古希腊原子学说的影响，强调原子的大小和形状的原子论及机械哲学。波义耳有机械论宇宙观，认为物质和运动是宇宙的基本质料。通过大量化学实验，他深信万物是复杂的，不能用亚里士多德的“四元素”或医药化学家的“三元素”全部概括，自然界一定存在许多元素，结合生成各种复杂的物质，通过适当的分解方法，最后都变成元素。波义耳明确阐述科学的元素概念，虽有局限性，但与之前元素说完全区别开来，一扫化学研究中的神秘主义，为近代化学的发展指明方向。波义耳指出，实验和观察方法是形成科学思维的基础，化学应当阐明化学过程和物质结构，必须依靠实验来确定基本规律，他把严密的实验引入化学研究，使化学成为一门实验科学打下基础。随后拉瓦锡确定了质量守恒定律，使化学从定性研究方法和观点向定量研究发展。化学家们以弄清物质的组成及化学变化中反应物生成物之间量的关系为目的，将化学与数学方法结合，由此建立了一系列基本的化学定律，如当量定律、定比定律等。进一步揭示这些定律之间的内在联系。约翰.道尔顿研究的最值一提的是关于气体方面研究所得到的理论以及引发的一系列关于原子的理论。做气体实验时遇到了难以用当时已有的理论或者规律解决的问题。首先采用物理方法解释，解释不了混合气体研究内容呈现的规律和结论。其次运用古代原子论也无法解释。在大量实验事实基础上，大胆地猜想并且提出了轰动全世界的“道尔顿原子论”，震撼整个化学界，给化学界开创了新纪元，至今被奉为经典。随着科学家们研究工作的开展，道尔顿原子论的缺陷日渐凸显，传播越发困难。盖吕萨克由实验事实及反复验证提出气体实验定律，它的准确性更加说明道尔顿原子论的不足。道尔顿不肯承认盖吕萨克的说法。两种理论出现矛盾。阿伏加德罗将两者理论结合起来稍加发展提出属于自己的新理论--分子论。它的传播由于理论的不够精确性同样受到阻碍，同时仍然有很多顽固派科学家受旧的理论的束缚，支持道尔顿理论。后来康尼查罗对原子论发展作出突出贡献，独辟蹊径地研究化学史来论证原子- 分子论，体现了逻辑和历史的统一，更加准确和有说服力。毕竟顽固派势力强大，传播受阻，当时的科学技术也无法证明其准确性。在新一代科学家努力下，原子-分子论才为人接受。继而才发展到现代原子-分子理论。

二.研究方法的比较

道尔顿扬弃以古希腊科学家德谟克利特为代表的古代原子论研究气体物理性质和气象研究时大胆假设出原子论内容。曾假定各种物质包括气体在内都是由同样大小的微粒构成。进而研究空气的组成、性质和混合气体的扩散与压力。为了解开混合气体的组成和性质之谜，道尔顿日益重视气体和混合气体的研究，得出结论：各地大气都是由氧、氮、二氧化碳、水蒸气四种主要成分的无数微粒或终极质点混合而成。而气体的混合是因为相同微粒之间产生排斥扩散。“混合气体的总的压力等于各组分气体在同样条件下各自占有某容器时的压力的总的加和”的气体分压定律。某种气体在容器里存在的状态与其他气体的存在无关。若用气体具有微粒的结构去解释很简单，由此推论出物质的微粒结构即终极质点的存在是不容置疑的，由于太小把显微镜改进后也未必能看见。他选择古希腊哲学中的“原子”来称呼这种微粒。空气就是由不同种类、不同重量的原子混合构成的，确认原子的客观存在。而如果原子确实存在，那么根据原子理论来解释物质的基本性质和各种规律，就需要把对原子的认识从定性上升到定量的阶段。道尔顿的首篇化学论文《关于构成大气的几种气体或弹性流体的比例的实验研究》从氧和亚硝气（即氧化氮）的结合去探讨原子之间是怎样相互去化合的，并从中发现这几种原子间的化学结合存在着某种量的关系。道尔顿在分析甲烷和乙烯两种不同气体的组成时，发现它们都含有碳、氢这两种元素，在这两种气体中，当含炭量相同时，甲烷中的含氢量恰好是乙烯中含氢量的2倍。类似的情况普遍存在：甲乙两种元素能够相互化合且生成不同的化合物，这些化合物中，实验表明跟一定重量的甲元素相化合的乙元素的质量互成简单的整数比。于是，发现倍比定律。从原子的观点来看，某元素不仅可以和另一元素的一个原子进行化合，也可以和两个或三个原子化合。得到的结果与一定质量的某元素相互化合的另一元素的质量就必然成简单的整数比：1：2、1：3或2：3等。在原子观点的启迪下，道尔顿发现并解释了倍比定律，同时倍比定律的发现又成为他确立原子论的重要奠基石。道尔顿为了建立更加完善的原子论观点和验证气象研究方面特别是大气性质方面的成果得出的结论：“不同元素的原子重量和大小是不一样的”。他联想到了倍比定律及德国化学家里希特的当量定律，既然原子按一定的简单比例关系相互化合，若对一些复杂的化合物进行分析，把其中最轻的元素的重量百分数同其他的元素的重量百分数进行比较，就可得出一种元素的原子相对于最轻元素的原子的重量倍数，从物质的相对重量，推出物质的原子的相对重量即我们现在所说的相对原子质量。尽管由于他对一些复杂原子（分子）的错误认识及当时条件的限制，他测定的原子量误差很大，但人们对物质结构的一个基本层次——原子的的认识真正建立在科学的基础上了。受当时科技水平的限制，他的理论偏于理论性，无法用科学仪器检测来验证其准确性。但道尔顿原子论关于原子的描述和原子量的计算工作是项意义深远的具有开创性的工作，第一次把纯属猜测的原子概念变成一种具有一定质量的、可以由实验来测定的物质实体。1808年，法国化学家盖- 吕萨克通过多次实验结果及几番论证发现并提出气体实验定律，即“ 各种气体在相互起化学作用时常以简单的体积比相结合”。在此同时还发现：不但气体间的化合反应是以简单体积比的关系相作用，而且在化合后，气体体积的改变与发生反应的气体体积间也有明了的关系。由此他大胆地提出推论：“在同温同压下相同体积的不同气体都含有相同数目的原子”。这个推论表面上似乎是支持道尔顿的原子论，实际上却把道尔顿原子论推向了新的困境。阿伏加德罗在道尔顿基础上结合盖-吕萨克的理论假说提出了新的学说分子论，也由于理论的局限性遇到极大的困境。1811年，他发现阿伏伽德罗定律，即在标准状态下（0℃，1个标准大气压，通常是1.01325×10^5Pa），相同体积的任何气体都含有相同数目的气体分子，与气体内部化学组成和物理性质无关。它对化学的发展特别是原子质量的测定工作起了重大的推动作用。此后，又发现阿伏伽德罗常数，即1mol任何物质的分子数都约为6.023×10^23个分子。当时没有引起化学家们注意，以致在原子与分子、原子质量与分子质量的概念上继续混乱了近50年。直到他死后2年，科学家康尼查罗指出他应用了阿伏伽德罗理论可怡解决当时化学中的很多问题。在1860年在卡尔斯鲁厄重新宣读了阿伏伽德罗的论文，之后阿伏伽德罗的理论才被许多化学家所接受。在1871年，V.迈尔应用阿伏伽德罗的理论从理论上成功地解释了蒸气密度的特性问题。后来康尼查罗是通过研究化学史来论证原子- 分子理论的。解决了道尔顿原子论无法说明的领域。也将原子论发展到原子-分子理论。冲破了阿伏伽德罗理论的困境。但他也始终是把原子分子理论的微观起点停留在了原子层面，没能更推进一步。随着科技的发展，原子结构模型猜想也不断地演变：1904年汤姆生提出原子模型“葡萄干面包式”，1906年-1908年卢瑟福通过α粒子散射得出类似太阳系的原子模型，1913年玻尔提出了模型原子外电子做圆周运动，1924年法国科学家德布罗意提出光粒二相性再由薛定谔等人一起提出和发展量子力学模型，其中伦琴射线的发现，α粒子衍射法的运用，原子研究进入了更加微观的结构，质子，中子，电子相继发现。海森堡，海特勒，伦敦等科学家也都作出了巨大贡献，又一原子论新纪元在化学史上拉开帷幕。

三.具体内容的比较

道尔顿原子论：1.元素是由非常微小、不可再分的微粒即原子组成，原子在所有化学变化中不可以再分，并且保持着自己的独特性质。2.同一种元素的所有原子的质量、性质都是完全相同的。不同元素的原子质量和性质也是各不相同的，原子的质量是每一种元素的基本特征之一。3.不同的元素在化合时，原子之间以简单整数比的方式结合。被后人发现存在缺陷性，譬如说原子可以再分，分为质子，中子，电子等，同一种元素的原子有的性质不一样，如C-12有同素异形体金刚石，石墨而C-13则应用在同位素示踪，跟踪化学反应等运用在不同的领域。阿伏加德罗在结合道尔顿和盖吕萨克的理论基础上他提出了自己的假说，而原子-分子论的代表康尼查罗在阿伏加德罗假说的基础上，重申求物质分子量的一个实用的方法--蒸气密度法。他在原子学说的基础上，突破性地提出了从分子量求原子量的方法，后被称为康尼查罗法。他指出某些金属和非金属的分子量是不可能求得的，道明阿伏加德罗假说与杜隆- 培蒂定律的联系，还指出原子量和当量的区别和联系。康尼查罗论证了无机化学和有机化学的同一性。确立了书写化学式的具体原则。可谓是将原子论细化到具体。更加准确也更加实用，被更多的人们所接受，继而传播到全世界。康尼查罗对化学发展做出的贡献远不止在原子论上，是多方面的涉及。如今科技日新月异，从原子核电子的发现到现今夸克等更小为力的发现都是现代原子-分子论的集体发展。而道尔顿原子论与现代原子分子理论的关系凸显，道尔顿原子论是大基础，后者是顺科学传播受阻而发展起来的。所以道尔顿原子论和现代原子分子论两者是密切关联，发展的关系，是辩证统一的哲学关系。

四.真理性及缺陷性比较

道尔顿原子论是建立在拉瓦锡单质论基础上，在已发现氧、氢、氮等实际存在的原子之后提出的。在此之前还没有确立科学的单质论，只认识到空气原子，水原子等非实际存在原子，而道尔顿的原子论是直接结合定比定律和倍比定律等实验法则而产生的，导入定量描述的原子量概念，是原子观念和实验事实的结合，是科学的原子论学说。道尔顿的原子论在理论上解释了一些化学基本定律和化学实验事实，揭示了质量守恒定律、当量定律、定比定律、倍比定律的内在联系，使化学由定性描述发展到了定量描述，使它成为可验证的学说。道尔顿的原子论揭示了质量是化学元素基本特征的思想，是不自觉地运用量转化为质的规律，而后导致化学元素周期律的发现。各种化学现象、化学元素以及化学定律之间存在着内在的联系，这种联系为原子论所揭示，对当时占统治地位的形而上学的自然观又是一次有力的冲击，因而原子论的建立不仅在科学上，而且在哲学上也具有重大意义。道尔顿原子论是在化学史上继往开来的崭新一页。所提出的新概念和新思想，成为当时化学家们解决实际问题的重要理论。首先用它清晰地解释了当时正被运用的定比定律、当量定律。同时这一理论使众多的化学现象得到了统一的解释。特别是原子量的引入，原子质量是化学元素基本特征的思想，引导着化学家把定量研究与定性研究结合起来，把化学研究提高到新的水平。从此化学脱去了思辨哲学的外衣，而成为自然科学的重要学科。事实证明，如果没有原子论，化学仍将仍旧是一堆杂论无章的观察材料和实验的配料记录。道尔顿的原子论使人们冲破长期束缚思想的经院哲学、机械论哲学，不仅把化学引上科学之路，而且由搜集、记录材料为特征的经验描述阶段逐步过渡到整理材料、找出材料间内在联系的理论概括阶段，它为化学开辟了新时代。革命导师恩格斯评价说，“在化学中，特别感谢道尔顿发现了原子论，已达到的各种结果都具有了秩序和相对的可靠性，已经能够有系统地，差不多是有计划地向还没有被征服的领域进攻，可以和计划周密地围攻一个堡垒相比。”至今科学家们受到道尔顿原子论的启发也很大。而原子-分子论是在它上面发展起来的也作出了巨大贡献，弥补了道尔顿原子论的缺陷，是继承和发扬道尔顿原子论，意义深刻。目前仍然在快速发展之中。“夸克”的发现意味着原子论面对更多新的挑战。未来原子论的发展亟待当今科学家去思考与探究。历史的车轮永远会往前滚去，发展是必然的趋势。

参考文献：

[1]张家治：《化学史教程》，太原，山西教育出版社，2006年版

[2]盛根玉：《现代化学进展》，上海师大人文学院，《上海师大学报》

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人工合成新元素，必须让两个原子量较小的原子相互撞击，使它们的原子核融合，从而得到原子量较大的新原子。其过程如同让一颗行星撞击到另一颗行星的内部，会产生极大的能量，不仅非常危险，而且成本高昂。目前，全世界只有六七个实验室具备这方面的技术和设备。

随着合成的新元素的原子序数的增大，这项工作变得越来越艰难。人工合成的新元素大多为放射性元素，随着元素序号的增大，它们的半衰期也越来越短。比如，第100号元素镄（Fm）的半衰期约为20个小时，而第114号元素（Fl）的半衰期约为2.6秒。要证明新元素被成功合成，必须在其极短暂的半衰期内确定其质子数，而这恰恰是极其困难的。

合成新元素还需要一点“运气”。从理论上来说，人工合成的新原子的质子数应等于两个相互撞击的原子的质子数之和，但事实并非如此。1996年，科学家们用锌原子束（Zn，质子数30）轰击铅靶（Pb，质子数82），合成了第112号元素哥白尼（Cn），此后又尝试用铀和钙、钚和氩、锔和硫等来合成Cn，因为这三组元素的质子数之和都为112。然而，除了用铀和钙合成了Cn的同位素之外，其他尝试都失败了。

2004年，俄罗斯核子联合研究所和美国劳伦斯・利弗莫尔国家实验室合作，用含有20个质子的钙离子（Ca2+）轰击含有95个质子的镅原子（Am），四次合成了一种新原子。这些新原子很不稳定，在几微秒后就衰变成第113号元素（暂名Uut），之后又进一步衰变成第105号元素钅杜（Db）。

根据人工合成元素的原理，科学家认为这就是第115号元素（暂名Uup）的原子。但是由于没能在该原子衰变前测出它的质子数，所以第115号元素没有获得国际纯粹与应用物理联合会（IUPAP）和国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）的认可。

不过科学家们并没有放弃。2013年8月下旬，瑞典隆德大学核物理学家德克・鲁道夫领导的团队用同样的方法合成了Uup原子。这强有力地表明，两个团队均成功地在实验室合成了这个新元素。之后，他们根据“不同元素会发射该元素原子特有能量的X射线”的原理，测量出这种新原子的X射线辐射水平，发现它与理论上的第115号元素相同。这也为证明第115号元素的成功合成提供了新证据。

接下来， IUPAP和IUPAC的专家小组将会对实验的各个方面进行反复验证，比如，实验能否重复、结论是否正确等。一旦确认实验成立，第115号元素即可获得官方命名，并在元素周期表上“安家落户”。

【练一练】

2013年8月27日，英国广播公司报道，瑞典科学家发现了115号元素存在的新证据。已知115号元素的一种核素为X，下列有关115号元素的叙述，正确的是

A. 115号元素在元素周期表中位于第八周期

B. 115号元素的这种核素中，中子数与核外电子数之差为174

C. 115号元素原子与12C原子质量之比为11512

D. 115号元素最高可显+5价

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质子数就是质子的数量。原子核中质子数决定其化学性质和它属于何种化学元素。

质子是一种带 1、6 库仑正电荷的亚原子粒子。质子比中子稍轻，质子属于重子类，由两个上夸克和一个下夸克通过胶子在强相互作用下构成。

质子数的计算转换方法：质子数等于核电荷数、质子数等于核外电子数、质子数等于原子序数、质子数等于相对原子质量减中子数。

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氢相对原子质量是1。氢是一种化学元素，在元素周期表中位于第一位。氢通常的单质形态是氢气。是无色无味无臭，极易燃烧的由双原子分子组成的气体，氢气是最轻的气体。

氢气(H2)最早于16世纪初被人工合成，当时用的方法是将金属置于强酸中。1766~81年，亨利·卡文迪许发现氢气是一种与以往所发现气体不同的另一种气体，在燃烧时产生水，这一性质也决定了拉丁语"hydrogenium"这个名字("生成水的物质"之意)。常温常压下，氢气是一种极易燃烧，无色透明、无臭无味的气体。

（来源：文章屋网 ）

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[桥段]

人们常说毒药是相对剂量而言的。的确，人体在摄入过量的任何物质之后都会发生不良反应，最终导致其自身的毁灭。我们甚至会因为摄入过多的氧气或水而中毒。太多的氧气会损伤大脑。我们知道吸氧气过量曾导致早产儿和深海潜水员死亡；一个极度口渴的人如果突然喝下大量的水，就会导致体内盐类失衡，从而使心肌停止工作。

1869年，俄国化学家门捷列夫编制出第一张元素周期表。按照相对原子质量由小到大排列，将化学性质相似的元素放在同一纵行，揭示了化学元素之间的内在联系，成为化学发展史上的重要里程碑之一。随着科学的发展，元素周期表中未知元素留下的空位先后被填满。

在过去的那些年代中，化学元素曾经使数以百万计的人中毒，并被一些人用作谋杀的工具。如今我们能够揭开前辈们费尽心机想要破解的秘密，并且了解到人类为了使自己的生活免受那些有毒元素的危害而作出的巨大努力，这本《致命元素：毒药的历史》即将带你进入这个曾经神秘莫测的世界。

自人类有史以来，毒药就用途广泛。毒药知识的线索可追溯至古代炼金术。这些炼金术士，在实验过程中最常用到的就是水银，也就是液态的汞。在有关炼金术的理论中，许多人都相信水银可以转变为黄金，所以汞被认为是将贱金属转化为黄金的关键。而当时人们还没有认识到加热汞产生蒸气的毒性。这种巨毒的汞蒸气对许多炼金术士，甚至业余炼金爱好者都产生了有害影响，其中就包括人类历史上最伟大的科学家牛顿。

从炼金术谈起，约翰·埃姆斯利引出了第一个要谈论的有毒化学元素汞。汞无处不在，令我们防不胜防。人类平均每天汞摄入量为成人3微克，婴幼儿约1微克。它们主要来自我们所呼吸的空气以及饮用的水。汞中毒有两种类型：慢性和急性。慢性中毒者会出现疲惫、全身无力以及双手震颤等生理症状。这些症状是由汞对中枢神经系统产生作用而引起的。更为严重的是心理症状，包括易怒、抑郁以及总是认为别人在迫害自己。根据牛顿在炼金笔记上的记载，他曾长期暴露在含汞的环境中，其一生都表现出明显的精神病倾向，后人推测汞中毒可能是导致其精神不稳定的一个因素。

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中图分类号：G63 文献标识码：A 文章编号：1673-9132（2016）31-0142-02

DOI：10.16657/ki.issn1673-9132.2016.31.092

初中化学是初中义务教育阶段的重要课程，是一门以实验为主的自然学科。学习化学有利于初中生养成正确的思维习惯和实践能力，引导初中生认识化学、技术、社会、环境的相互关联，理解科学的本质，提高初中生的科学素养。新课程改革的不断深入，给初中化学教学带来了新的机遇，化学教师要善于把握学情，选择具有差异化和针对性的教学内容，创设高效的课堂氛围，激发初中生的学习兴趣，让初中生全身心地投入到化学学习中，进而形成创新精神和探究意识。但是在实际教学中还存在一些问题，严重限制了初中化学教学效率，比如化学教师教学观念落后，教学方式单一；初中生学习化学没有方法，往往事倍功半；化学实验教学不能发挥作用，有的化学教师利用口述和演示取代学生亲自试验等。因此，如何正视初中化学课堂教学现状，构建高效的初中化学课堂，提升初中生的化学素养，就成为了每一名初中化学教师应该思考的问题。本文根据笔者的实际化学教学经验，主要探讨构建高效化学课堂的策略。

一、 创设学习情境，激发学习兴趣

要想初中化学课堂真正实现高效，就需要化学教师努力提高教学水平，改变传统的应试教育理念，积极探究新型教学方式，创设有利于初中生学习的情境，激发初中生的学习兴趣，让每一个学生都能够以愉快的心情面对化学，都能够得到平等的学习机会，从而树立终身学习意识。比如讲《化学元素与人体健康》时，要让学生了解人体的元素组成，无机盐能够调节人体的新陈代谢，促进身体健康，有的还是构成人体组织的重要材料；了解某些元素（如钙、铁、锌等）对人体健康的重要作用；了解人体中元素的存在形式，知道常量元素与微量元素。因此在教学时我创设了生活化的教学情境，我通过讲解化学史的方式向初中生介绍的发展史，对人体的危害，告诫学生要远离，还用吸烟者的肺部病理照片教育学生吸烟有害健康，也可从近几年出现的酒精中毒、工业用盐中毒、变质食物中毒等事件中提取有用的教学素材。为了丰富初中生的知识面，我还让学生在课前收集商标或说明书中关于人体所需元素和主要功能的介绍，在班级中与同学共同分享，以达到共同进步的教学目标。通过创设教学情境，给初中生提供了更加宽阔的成长空间，他们可以在情境中增强认识，拓展能力。

二、 运用信息技术，拓展学习资源

现代化信息技术的普及，使初中化学教学更具有权威性和科学性，化学教师可以利用多媒体技术制作电子课件，可以利用大屏幕给学生播放教学视频或者实验演示等，为实现高效的化学课堂奠定基础。同时，利用信息技术辅助教学还能够不断地拓展学习资源，促进师生关系和谐发展，启发学生的探究意识。比如讲《原子的构成》时，这部分内容是教学的重点，也是考试的易考点，教学的重点是通过对史料、教材图表的观察分析，了解原子的构成。初步了解相对原子质量的概念，并会查相对原子质量表。教学的难点是掌握核电荷数、核内质子数和核外电子数的关系，相对原子质量概念的形成。因此，在教学时我利用信息技术将原子的结构图以幻灯片的形式展示给学生，这样便于初中生更加清晰直观地了解原子，观察原子的运动过程。然后我会让初中生探究为什么原子不显电性？当得失电子时，又为何变成带电的微粒？通过多媒体教学的方式把微观世界变成了宏观世界，让学生知道正是由于它们的运动，才使原子结构发生变化，才有了离子化合物与共价化合物。而且利用信息技术还可以给学生查找一些教材上没有的学习资源，不断拓宽学生的视野，帮助学生健康成长。

三、重视实验教学，提高实践能力

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在学习元素周期表时，我是这样引入课题的：俄国化学家门捷列夫在担任彼得堡大学教授期间，为了系统讲好无机化学课程，仔细研究各种元素的物理性质和化学性质，他用一些厚纸剪成象扑克牌一样的卡片，然后把各种化学元素的名称、相对原子质量、氧化物已经各种物理性质与化学性质分别写着卡片上，用各种不同的方式去摆那些卡片，最后当他把这些元素按照相对原子质量递增的顺序排列时，他兴奋地叫了起来：我发现规律了！经过后人的不断修改与完善，就得到我们现在所使用的元素周期表。下面我们一起来学习元素周期表的结构。

2.化学史可以激发学生的学习兴趣

兴趣是一种伴随着注意而引起的从事学习的积极倾向和感情状态，是激发学生主动学习的催化剂。古人说:“知之者不如好知者，好知者不如乐知者”。学习不仅是一种智力活动，更是一种情绪体验过程，对于好学、乐学之人，他会从学习中体会到无穷的乐趣，其学习效率一定很高。因此，培养学生的学习兴趣是十分重要的。在化学课本的每一章节，一般都有与之相应的化学故事，那些寓知识性、趣味性的化学故事，不仅可以告诉学生知识的由来，驱散学生的思想杂念，使他们在轻松愉快中学到化学知识，不知不觉中步入神奇的化学殿堂，改变学生认为化学枯燥、无味、难记难学的错误看法，提高学习兴趣和求知欲，同时，还可以使学生觉得身边处处皆学问，使学生认识到许多我们现在看来很自然地已作为事实接受下来的规律，而在当年人们一无所知，是化学家们经过艰苦地探索总结出来的，化学确实是一门科学。这样就可端正学生的学习态度，从小树立学好化学、为化学献身的远大志向。

在学习化学电源的发展史时，我提前给每个学习小组分配任务：收集生活中常用的电池并予以展示、讲解；讲解干电池；讲解铅蓄电池；讲解锂电池；讲解氢氧燃料电池：具有发展前景的化学电源。任务布置下去后，同学们积极性非常高，上网、去阅览室、在家里翻箱倒柜——正式上课时，我让每个小组派代表上讲台予以讲解，同学们讲的非常认真、细致，包括电池是怎样制得、电池的正负极材料、电极反应式、电池的优缺点等。不仅仅这节课，我发现在以后的化学学习中，同学们的学习积极性得到了很大的提高。

3.化学史可以增强学生的爱国主义情感

爱国主义教育不能空谈，需要有良好的载体。在化学中这方面的例子很多。如讲到煤、石油、天然气内容时，指明我国是世界上最早发现和使用这些宝贵能源的国家。讲到铁和硫酸铜溶液发生置换反应时，就可以介绍我国古代的湿法炼铜术。学习天然纤维与造纸工业，应当讲公元前的西汉就已经发明造纸，东汉的蔡伦改进了造纸术，8世纪后才开始外传，13世纪传入欧洲。学习硝酸钾时，可以整理联想到古代的四大发明之一——黑火药。还有古代的青铜冶炼、炼铜、炼铁技术，制作陶器、烧制瓷器等等，在世界上都占领先地位。

在学习钠的重要化合物时，我给学生讲了化学家侯德榜的故事：侯德榜在国外学成之后毅然回国发展化工企业，制出了“红三角”牌纯碱。他面对帝国主义者在制碱技术上的封锁，写成《制碱工业》出版，在世界化工界引起轰动。日本帝国主义发动，日方逼其合作。侯德榜坚定地说：宁可给工厂开追悼会，也绝不同侵略者合作！这样的故事无疑增强了学生的爱国主义情感，使他们树立将来报效祖国的志向。

4.化学史可以帮学生树立辩证唯物主义思想

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2假设产生的逻辑机制

科学家究竟是如何提出假设的？经验主义者认为，科学发现是一个归纳的过程，所谓的假设也就是由归纳而产生的。现代科学哲学研究表明，我们不可能从事实归纳出任何可能的假设，因为如果没有假设的指导，人们就不知道应该收集哪些事实。换言之，即使是归纳也应是以假设为前提。演绎一般被认为不能产生假设，因为演绎推理是从一般到个别，如果前提为真，其结论也为真，即演绎推理并不会产生新的命题。因此，假设既不是通过归纳，也不是通过演绎推理产生的，而是科学家发明出来的，包含直觉、顿悟等非理性因素。科学家提出的假设是否要遵循一定的逻辑机制［5］？目前科学哲学界的共识是，提出假设具有一定的逻辑模式，皮尔斯提出的溯因推理是产生假设的唯一逻辑操作。溯因推理是由结果推出原因的一种推理方式，它的触发条件是事实与预期不符，如新事实、异常事实的出现。其逻辑形式可用如下模式表示：一个令人惊讶的现象A被观察（推理的前提和诱因）找到一个假设B（省略了另外的前提———已有的知识和理论），它能作为A的原因并解释它，使得A变为不惊讶。因此有充足的理由去推敲B，使它成为可能的假设［6］。

3化学问题中提出假设的具体思维过程

假设悄无声息地通过科学家的有意识和无意识在问题解决中起着关键的作用。在这些问题解决中都是从待解释的事实开始，科学家分析对比事实而发明出假设。尽管大多数人不是科学家，但科学家推理产生假设的思维过程具有示范意义。化学界所熟悉的元素周期律的发现史从假设的视角看就是一个完美的典范。随着科学技术的不断发展，到19世纪60年代，化学家发现的化学元素增加到63种。化学元素间性质的巨大差异严重困扰着化学家，使得他们难以发现众多元素间的内在规律，更不用说发现新的化学元素。门捷列夫在书写元素符号及对应的相对原子质量数据时（见表2），发现N、P、As或O、S、Se或F、Cl、Br等组内，性质彼此相似，立即产生假设，元素的性质是不是表现在它们的原子量上？能不能根据它们的原子量建立元素体系？接着就走向这个体系的试验［7］。1869年3月，门捷列夫发表了论文《元素性质和原子量的关系》，其基本观点是：按照原子量的大小顺序而排列起来的元素，它们的性质呈现明显的周期性，甚至元素的化合价也是一个接一个按照它们原子量的大小形成算术的序列。根据门捷列夫发现元素周期律的案例，我们可以想象，门捷列夫面临乱的知识寻求一个一般的原理，必定在已有的认知结构中思考了多种相似的经验现象，然后选择最合适的一种作为问题的假设提出。事实上，门捷列夫最初力图到原子价中寻求这一原理。门捷列夫在《化学原理》第一部著作中，按照1价的氢，2价的氧、3价的氮、4价的碳的顺序进行叙述，最后再回到1价的氟。第二部则从另一种1价的元素碱金属开始［8］。由此可知，在现象与假设之间存在一条可以逾越的鸿沟，那就是从已有知识和理论中寻找相似的经验现象或理论，并借用其中的因果解释而提出假设。科学假设提出的整个溯因过程可以用图1来描述：其具体思维步骤为：（1）科学假设的产生过程从分析问题，探讨其中的因果关系开始；（2）推理者在已有的知识结构中寻找与当前问题相似的经验事实；（3）探讨各种相似经验事实的因果解释；（4）把各种经验事实与当前的问题情境进行对比比较；（5）借用经验事实的因果解释，提出假设；（6）选择合理的最合适的假设。图中“”表示问题情境和经验知识间的对比。由此可见，假设产生的溯因推理程序看似简单，其实包含复杂的思维过程，如探索、比较、综合和选择等操作。我们不能把上述诸多环节狭隘地理解为类比推理过程，如寻找相似经验这个环节，除类比推理外还包括运用已有知识创造性想象出与问题情境相似的结构模型，如凯库勒的苯分子结构的发现。其中，非理性的灵感、直觉也发挥重要作用［5］。

4化学教学中运用假设的常见形式

4．1类比式假设

类比式假设是根据2个或2类对象所具有的某种或某些共有的相似要素或特征，推出其中一个（类）研究对象可能具有另一个（类）研究对象所具有的属性或部分属性而形成假设。［例1］（2009年海南高考题）门捷列夫在描述元素周期表时，许多元素尚未发现，但他为第四周周期的3种元素留下了空位，并对它们的一些性质做了预测，X是其中的一种“类硅”元素，后来被德国化学家文克勒发现，并证实门捷列夫当时的预测相当准确。根据元素周期律，下列有关X性质的描述中错误的是（）A．X单质不易与水反应B．XO2可被C或H2还原为XC．XCl4的沸点比SiCl4的高D．XH4的稳定性比SiH4的高从已有的知识经验知道Si具有不易与水反应、SiO2可被C或H2还原、SiCl4是分子晶体等性质。在此题信息中X具有与Si相似的性质，进而推出X具有与Si类似的性质。

4．2归纳式假设

运用归纳法提出和建立假设是一种从特殊、个别事实、所获得的认识或规律，提高到一般的认识和规律的方法。［例2］（2008年广东高考题）醇在催化剂作用下氧化成醛的反应是绿色化学的研究内容之一。某科研小组研究了钯催化剂在氧气气氛中对一系列醇氧化成醛反应的催化效果，反应条件为：K2CO3、363K、甲苯（溶剂）。此题要求学生对给出含有苯环不同结构的醇及其氧化反应数据等信息进行分析，归纳出由于此类醇中苯环上的取代基及与羟基相连的碳链长短不同，单位时间内醛的产率也不同，进而总结出在钯催化剂作用下的一般规律［9］。

4．3演绎式假设

演绎假设是一种将一般认识、规律或原理运用于特殊、个别范围内所产生的必然性推理结果的假设。［例3］CuSO4受热分解生成氧化铜和气体，受热温度不同，生成的气体成分也不同。根据物质化学变化前后元素守恒，气体成分可能含有SO2、SO3和O2中的一种、二种或三种。根据氧化还原反应中化合价的升降规律，所得气体的成分可能只含有SO3一种，或可能含有SO2、O2二种，或含有SO3、SO2和O2三种。在此题信息中，CuSO4受热分解生成的气体，尽管有3种可能的假设，但是都需要符合基本的氧化还原反应规律。

4．4分类式假设

依据化学现象和资料的某些重要特征，分析整理形成假设，进行分类假设的验证。［例4］将水加入盛有过氧化钠固体的试管中，待形成溶液，滴加少量酚酞溶液，溶液先变红，半分钟内褪为无色，原因是什么？溶液褪色可能是生成的H2O2的作用，也可能是溶液中NaOH的浓度过大。溶液中出现的现象是先出现红色后褪色。红色出现的原因是酚酞与碱作用的结果，红色褪去的原因是酚酞发生变化或碱发生变化，其中酚酞变化是由于被可能生成的H2O2氧化所致。

4．5模型假设

模型假设是为了更好地解释某些物质的性质或化学实验现象，依据客观事实而进行模型构建。如气体摩尔体积模型、晶体模型、化学平衡的中间状态模型等。［例5］原子结构模型的演变，是从质量守恒定律、定组成定律等的发现，导致1803年道尔顿原子模型提出；但在解释盖•吕萨克气体体积定律时遇到困难，由1874年克罗克斯观察到阴极射线现象，导致1904年汤姆逊模型提出；随后卢瑟福的α质点散射实验，提出了“行星系式”原子模型，但这个模型与原子长期稳定发生了矛盾。玻尔根据原子辐射出的能量是不连续的线状光谱的实验事实，提出了原子的壳层同心模型；目前又进一步完善为电子云模型等。

5化学教学中学生假设能力的培养策略

5．1树立新型的教育观和学生观

化学教学应该立足于学生的发展，包括能力的提高、良好习惯的培养和健全人格的形成等。课堂教学中问题的设计，关键不在于问题的本身，而在于学生探索知识的兴趣的培养、方法的培养和品格的形成。教师的作用在于创造条件、教给方法。心理学研究表明：只有在充满民主和谐氛围下的教学才会使学生得到心灵的解放，他们的思维才会活跃。因此，教师要树立教学相长的观念，对学生提出的疑难问题，要与学生共同研究切磋，对学生求真质疑的举动应该给以充分的肯定和赞赏。

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文章编号：1008-0546（2014）12-0012-04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.12.005

在初中化学阶段，对于“元素观”的基本理解是：世界上的物质都是由元素组成的，元素是组成物质的基本成分，100多种元素组成了世界上数千万种物质;通常我们见到的物质千变万化，只是化学元素的重新组合，在化学反应中元素不变，包括元素种类不变、质量守恒;每一种元素对应于一类原子，由于原子不易发生变化，所以元素不易发生变化;元素的化学性质与核外电子特别是最外层电子数有关;元素周期表是对元素的种类、原子结构排布等周期性变化的直接体现形式。“元素观”以这种直观的形式呈现，使得观念的构建具有可操作性，可以帮助教师更有针对性地进行教学设计，引导学生在深刻思考和反思体验中形成化学基本观念。

在化学课程标准（2011版）中也写道：教材在编选概念原理知识内容时，应重视以化学基本观念为线索，将化学基本观念渗透在教材内容中，通过具体化学知识和概念的学习，促进学生化学学科思想和基本观念的形成。这些基本观念又是通过各级主题和具体的课程内容来支撑和建构的。因此，应充分认识到本标准中的“课程内容”不仅规定了学生学习的具体课程内容，而且要求利用这些具体内容帮助学生形成上述核心化学观念。元素观是化学学科观念之一，人教版九年级化学教材中对元素观的构建是循序渐进，螺旋上升的过程。第三单元课题3《元素》是元素观构建的起点教学，也是元素观体现较为集中的一个课题，上好本课题对构建元素观起着至关重要的作用。在《元素》两个课时的教学中对元素观构建关键设计如下：

一、温故而知新，引出元素的概念

教学片断一：

[教师]二氧化碳、氧气分别由什么构成？

[学生]二氧化碳分子、氧分子。

[教师]二氧化碳分子、氧分子分别由什么构成？

[学生]二氧化碳分子由碳原子、氧原子构成，氧分子由氧原子构成。

[展示]二氧化碳分子、氧分子的球棍模型。

[教师]这两种分子中都含有哪种原子？

[学生]氧原子。

[教师]二氧化碳分子和氧分子中的氧原子的质子数分别是多少？

让学生回看教材53页表3-1。

[学生]都是8。

[教师]把质子数是8的这些氧原子统称为氧元素。

[教师]把质子数是1、6、11......称为什么元素？

[学生]氢元素、碳元素、钠元素......

[教师]元素是质子数（即核电荷数）相同的一类原子的总称。

[教师]原子是由质子、中子和电子构成，那么元素的概念能否描述为：元素是中子数相同的一类原子的总称或元素是电子数相同的一类原子的总称呢？

多媒体展示以下两个表格：

[学生]三种碳原子的质子数相同都是6，而中子数分别为6、7、8不同;三种氧原子的质子数相同都为8，而中子数分别为8、9、10不同。以上两个表格中数据充分说明，元素是中子数相同的一类原子的总称的说法是错误的。

[教师]请对照教材54页图3-12部分原子结构示意图和回忆离子的形成过程，列举出钠原子和钠离子的质子数、电子数是多少？

[学生]钠原子和钠离子质子数相同都是11，而电子数分别为11、10不同。

[教师]请再举出氧原子和氧离子的质子数、电子数是多少？

[学生]氧原子和氧离子质子数相同都是8，而电子数分别为8、10不同。

[教师]用以上两个实例说明元素是电子数相同的一类原子的总称的说法也是错误的。

设计意图：元素概念是第一课时教学中的一个难点，因为它比较抽象，而且对于“元素是质子数（即核电荷数）相同的一类原子的总称”这一概念学生在没有同位数知识准备时，难以理解，学习元素概念的困难还在于实际应用中与原子混淆。为解决以上难点，我在“教学片断一”中通过设置问题链――逐层分析――得出概念――思维辨析的教学方式，让学生自然地接受元素，并加深对元素概念理解，为元素观的初步建立打下基础。

二、讨论见真知，得出元素守恒观

教学片段二：

[多媒体]讨论，在下列化学反应中，反应物与生成物相比较，分子是否发生了变化？原子是否发生了变化？元素是否发生了变化？

硫 + 氧气 二氧化硫

S O2 SO2

过氧化氢 水 + 氧气

H2O2 H2O O2

[学生]分子发生了变化，原子的种类不变，元素也不会改变。

设计意图：元素观中还包含在化学变化前后元素不变的元素守恒观点，这一观点是元素观的核心点之一，但由于在第三单元课题1分子、原子的学习中，学生已经具有了在化学变化前后原子种类不变的铺垫，本课时又学习了元素的概念，因此对这一观点的学习，是重点但不再是难点了，再者本课时对该观点只是初步学习，因此该观点本课时不宜过度拓展，因为在第四单元利用电解水实验探究水的组成和第五单元课题1《质量守恒定律》的教学中会通过电解水实验分析和水分解的微观过程的动画示意，再进一步深入学习，因此在“教学片段二”中我直接让学生对照实例讨论，初步构建化学变化中原子的种类不变，元素也不会改变的元素观这一核心观点。简明扼要，直击要害。

三、联系微观、实际，突出元素物质观

教学片段三：

练一练

下列说法是否正确，不正确的请加以改正。

1. 水是由一个氧元素和两个氢元素构成。

2. 二氧化硫分子由硫元素和两个氧元素组成。

[学生]1. 水由氧元素和氢元素组成或水由水分子构成......

2. 二氧化硫由硫元素和氧元素组成或一个二氧化硫分子由一个硫原子和两个氧原子构成......

[教师]从宏观角度，物质由元素组成，从微观角度，物质由分子、原子和离子等微粒构成，分子由原子构成。上述的两个习题中提到了分子、原子、元素、物质等概念，它们之间有什么关系呢？请同学们用标箭头的方式把它们之间的关系表示出来。

[实物投影]展示学生的结果。并让他们相互讨论纠错。

[多媒体]：

1.二氧化碳由 组成。

2.二氧化碳由 构成。

3.二氧化碳分子由 构成。

设计意图：虽然学生知道了元素的概念，但对它的认识是表面的、空洞的，那么如何让元素直观和丰满起来呢？那就必须让元素与物质联系起来，在学生已知分子、原子和离子等微观粒子构成的物质的基础上，我注重联系微粒观和生活实际，在“教学片断三”中我采用练习――总结――对比――再练习的方法，让元素与物质联系起来，变得直观具体，看得见也能摸得着。通过讲解、训练和对比，初步构建元素观中的元素组成物质，已发现的100多种元素组成了世界上几千万种物质这一观点。

教学片断四：

[教师]活动一：调查元素在地壳中、空气中、海洋中、生物细胞中、宇宙中等处的分布情况。

[学生]争先恐后的回答并相互补充。

[教师]总结。

地壳中：O、Si、Al、Fe...... 空气中：N、O...... 海洋中：O、H、Cl、Na...... 生物细胞中：O、C、H、N、Ca...... 宇宙中：H、He......

[教师]活动二：调查食品、补品、饮料、调味剂等物质的元素组成情况。

[学生]争先恐后的回答并相互补充。

[教师]展示一：

展示二：

产品名称：自然食用盐

配料表：食盐、碘酸钾、抗结剂

钙（以Ca计）mg/kg≥500

镁（以Mg计）mg/kg≥1000

钾（以K计）mg/kg≥300

碘含量（以I计）20-50mg/kg

净含量：400g

分装者名称：福建福州盐业分公司

[教师]引导学生分析，说明元素存在于物质中，它就在我们身边。当我们身体大量缺少某种元素时，就会生病。我们每天都必须均衡的摄取各种营养元素。最好是从食物中去获得。俗话说得好“药补不如食补”。

[多媒体]1.儿童、青少年缺乏维生素及矿物质元素的症状;

2. 微量元素对人体的作用及适宜摄入量;

3. 一些微量元素的食物来源。

设计意图：在学习元素分布情况时，没有采用教师介绍或阅读记忆的方式而是设计成“教学片断四”中的研究性学习，分小组分任务调查元素的分布情况和收集食品、补品、饮料、调味剂等标签，在小组收集资料和汇总的过程中，让学生切身的感受到元素存在真实性，让元素在学生的脑海中丰富和生动起来，真正意识到元素存在于身边的物质中，巩固元素的物质观。

四、结合元素周期表，探索元素规律观

教学片断五：

[教师]请同学们翻开教材中的元素周期表仔细观察，元素周期表有多少个横行？多少个纵行？

[学生]7个横行，18个纵行。

[教师]一个横行叫做一个周期，一个纵行叫做一个族（8、9、10三个纵行共同组成一个族），元素周期表有7个周期和16个族。

[探究]1.参见教材60页图3-17和61页表3-3，在元素周期表中逐一查询这些元素的有关信息（如它们在周期表中的位置、元素符号、相对原子质量，等等）并将其中标明的元素按照一定的标准进行分类（如含量的多少、属于金属元素还是属于非金属元素等）。

2. 考察每个周期开头的是什么类型的元素，靠近尾部的是什么类型的元素，结尾是什么类型的元素。说明元素之间存在着怎样的规律性联系？

[学生]每个周期的开头是金属元素，靠近尾部是非金属元素，结尾是稀有气体元素。

[教师]除第一周期外，其它周期从金属元素过渡到非金属元素，最后以稀有气体元素结尾，呈周期性变化。

设计意图：通过《元素》第一课时学习，学生对元素的概念、应用和存在有了一个初步的认识，在学生的脑海中已有了常见的一些元素，但是是个别、零碎和局限的。如何让元素系统呢？《元素》第二课时中对元素周期表教学是让元素有序系统的关键一环。初中化学对元素周期表的教学要求是很低的，新课标中要求是：能根据元素的原子序数在元素周期表中找到指定的元素。因为要求低，教师容易忽略该内容的教学，教学中往往是一带而过。只是不利于元素观构建的。元素周期表和周期律是元素观重要组成部分。上好这一课，让元素有序、规律化，是构建元素观的关键点之一。在“教学片断五”中我采用观察、讨论――汇报总结――再探究的教学方法，在课标教学要求范围内的基础上，让学生对元素周期表、周期律有一个初步认识，从宏观角度初步构建元素的规律性观点。

教学片段六：

[多媒体]

以上是1-3周期的元素原子结构示意图，请观察：

1.每一个横行（周期）排列特点。

2.每一个纵行（族）排列特点。

3.每个周期原子结构呈现哪些周期性变化？

[学生]每个周期原子电子层数相同，每个族原子的最外层电子数相同。

每一个周期从左到右，最外层电子数、质子数（或核电荷数）依次增加・・・・・・

设计意图：初中阶段对元素周期表的教学如果只停留“教学片断五”的层面，那么学生对元素周期表的认识只是表面的、浅层的。既然学生已经有了原子结构的基础，我认为可以从原子结构的层面再认识元素周期表，再总结出微观层面的周期律，这样学生对周期表的认识上升一个层次。也从微观角度初步构建规律性观点。

化学基本观念不是具体的化学知识，也不是化学知识的简单组合，它是学生通过学习化学课程后在头脑中提炼的，在考察相关的化学问题时所具有的基本概括性认识。它决定着学生对化学知识的深入理解和灵活应用，对提高学生的科学素养具有重要价值。因此对一种化学观念的构建要有一个完整规划体系。人教版九年级化学教材对元素观的呈现形式是：让学生掌握基本实验技能和空气、氧气的性质和变化的基础上进入微观世界，让学生接受微粒、认识各类微观粒子，帮助学生建立起比较扎实的微粒观，再基于原子概念提出元素概念，逐步构建元素观。这种构建思路是：分子和原子―原子―原子结构―离子―元素―物质分类―化合价―质量守恒定律。再通过化合价、依据化学式和化学反应中的相关计算，帮助学生对元素的认识从定性走向定量。因此对元素观的构建不是仅依赖《元素》这两节课教学就能够完成的，这两节课的教学只是建立起元素观的基本雏形，在后续的教学和训练中还要不断的巩固和提升。

参考文献