各种车的仪表盘图片:化学中的辩证法 - Qzone日志

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[转] 化学中的辩证法

转载自 天蓝蓝 海蓝    转载于2010年06月03日 23:05 阅读(4) 评论(0) 分类： 个人日记 举报     辩证唯物主义的一些观点、方法使我们在学习、生活和工作中受益匪浅，它能帮助我们形成正确的唯物主义世界观，能发展我们的辩证思维，能提高我们分析和解决问题的能力，能加深我们对化学知识的理解和掌握。化学辩证思维能力又叫化学理性思维能力，它是反映化学现象或化学概念的矛盾、联系、转化、运动和发展的能力。要把握化学事物的本质特征和内在联系，认识物质及其组成、结构、性质和变化，离不开化学辩证思维活动。因而，化学辩证思维能力对科学的化学认识的形成具有十分重要的意义。因此在化学教学中必须十分重视对学生进行辩证思维能力的培养。
涉及辩证思维的化学知识在教材中分布零散及隐蔽性较强，需要化学教师深入思索，认真分析，不断挖掘，才能在课堂教学中自然而然地加以发挥，渗透给学生。笔者根据多年的教学实践，总结出中学化学教学中辩证思维主要有以下几个方面：
一．联系的观点认识化学世界
物质世界是由无数互相联系、互相依赖、互相制约、互相作用的事物所形成的统一整体。任何事物都不是孤立的，一切事物都处于普遍联系之中，每一事物都这样或那样地同周围其它事物互相联系着。化学学科中也普遍存在着各种各样的联系。认识事物之间的普遍联系将大大提高我们的教学效率。德国化学家韦勒用了4年的时间，用氰和氨等首次合成了尿素，第一次在历史上证明了有机物可以用普通化学方法从无机物制得，说明了无机物和有机物之间的联系。化学变化深刻地揭示出了化学物质之间的相互转化，在教学中我们常常都会把所学知识按
点线面体的网络系统进行概括、比较和提高。如：钠及其化合物的相互转化关系可以用如下知识网络进行总结。

               Na2O                NaCl                    Na2SO4

Na                    NaOH                 Na2CO3                      NaHCO3

           Na2O2
元素周期表揭示了元素的结构、位置和性质之间的联系，特别是在元素及其化合物部分的学习中，我们常利用结构决定性质，性质反映结构，性质决定用途，用途反映性质，这条思路来进行教学，引导学生抓住事物之间的这种必然联系，才能掌握与记忆相对零碎的元素和化合物部分知识。如在对比第二周期元素单质氮气、氧气和氟的化学活泼性时，从元素的价电子结构得出双原子分子间的共价键数目从氮气到氟分别为3、2、1，键能依次减少，化学反应活泼性依次增强，这些性质决定了“氮气可以作为化学反应保护气”而“氟一般情况下作为强氧化剂”的用途。另外在讲单质、氧化物、酸、碱、盐之间的相互关系及其在一定条件下相互转化；烃、卤代烃、醇、醛、酸酯的相互关系及其在一定条件下的相互转化；合成氨工业适宜条件的确定（包括压强、温度和催化剂三者对反应速率和化学平衡的影响及相互制约，以及实际生产中设备、原料和操作技术的限制）；原电池和电解池中化学能与电能的相互转化等都是培养学生树立事物间相互联系、相互制约的重要内容。
化学学科与其它学科之间也存在着广泛的联系，物理、数学的许多方法和手段被大量应用于化学中，化学与物理、生物等学科在很多知识点上有千丝万缕的联系。如：电化学与物理中的电学，高分子化合物与生物中的相关内容等等。在讲述这些知识的时候要积极引导学生找到学科间联系的切入点，找到两块知识之间的纽带，从而使学生更加全面地认识化学世界。
二．量的积累可以引起质的飞跃
量变和质变是事物发展的两种状态。量变是一种逐渐地不显著的变化，是事物数量上的增加或减少，而不是根本性质的变化；质变是根本性质的变化，是事物从一种质的形态向另一种质的形态的突变和飞跃。事物的运动变化，总是从量开始，量的增加或减少，在一定范围内不会引起质的变化，但超过了一定范围，将引起质的变化：旧物质消失，新物质生成，也即发生了化学变化。量变引起质变，质变又可以引起新的量变，量变和质变的相互转化是事物发展的普遍规律。量变是质变的准备，但绝不能代替质变。唯物辩证法的这个观点在化学中体现得特别明显。如：元素和化合物的性质（化学性质和物理性质）递变过程中经常出现从量变到质变的转化。我们知道同主族元素从上到下金属性增强，非金属性减弱。如第五主族元素从上到下的这种变化完成了从非金属元素（氮、磷）、准金属元素（砷）、金属元素（锑、铋）的转变，说明了由量变到质变的过程。冰在吸收热量后逐渐转化为水，进一步吸收热量还可以转变为水蒸气，物质这三种状态的转变也反映了由量变到质变的过程。物质的组成与化学变化中同样体现了由量变到质变的过程。如：同位素形成的单质在性质上的差异，同素异形体（如：O2、O3）性质的差异，同种元素的单质和离子性质的差异，有机物中同系物、同分异构体的性质的差异及典型元素的原子结构、核外电子排布、性质等随核电荷数的增加呈周期性变化的规律。浓硫酸与稀硫酸、浓硝酸与稀硝酸在性质上的差异，滴定过程中的“滴定突跃”现象。由相同元素组成的化合物中，由于相互化合的原子个数不同，使化合物的性质相差很大。如：二氧化硫与三氧化硫、一氧化碳与二氧化碳之间化学性质就完全不同。我们经常看到，在化学反应中同样的两种物质之间的反应，会因反应物用量比的不同而生成不同的产物。如：氢氧化钠与三氯化铝之间的反应，在氢氧化钠的物质的量不超过三氯化铝的物质的量3倍时，发生反应为：AlCl3＋3NaOH＝＝Al（OH）3  ＋3NaCl；如果氢氧化钠的量超过三氯化铝的量４倍时，发生的反应则为：AlCl3＋4NaOH＝＝NaAlO2＋3NaCl＋2H2O。
三．内因与外因的辩证关系
因果关系是客观世界普遍联系和相互制约的表现形式之一。自然界和社会中的任何一种或一些现象都会引起另一种或另一些现象的产生，反过来，任何现象的产生也都是由其他的现象所引起的。现象的因果关系具有客观性和普遍性。而在事物发展中，内因与外因同时存在，缺一不可。内因是事物发展变化的根据，是事物发展的源泉，决定着事物的性质和发展方向；外因是事物发展变化的必要条件，能够加速或延缓事物变化的速度。外因通过内因而发生作用。化学反应能否发生，反应是否剧烈等方面，内因起决定作用，但在反应物一定的情况下，反应速率的大小，反应进行的程度等则由外因起主要作用。如内因起决定作用的有：金属钠常温下与氧气反应，碳在高温下与氧气反应，而金与铂在高温下也不与氧气反应；氢氧化铝的两性是由它本身的两种自电离决定的；化学物质的结构决定其性质，而化学物质的性质又决定这些物质的制备和用途。由外因起作用的有：铁被氧化到＋２价还是＋３价，由氧化剂的强弱决定；浓硫酸和无水乙醇混合加热得到乙醚还是乙烯，由反应温度决定；确定化学反应速率大小及化学平衡的移动由外界条件决定。由外界条件不同引起化学反应现象和结果的不同的情况在化学上是极其普遍的。在教学中要引导学生十分重视外界条件对化学反应的影响，学会“随机应变”。
四．矛盾的对立统一
矛盾是普遍存在的，矛盾无时不在，无处不存，无论在自然界还是在社会生活中，矛盾存在于一切事物的发展过程中。对立和统一是矛盾的两个根本属性。矛盾的对立属性又称斗争性，矛盾的统一性又称为同一性。矛盾的同一性是指矛盾着的对立面相互之间内在的、有机的、不可分割的关系，体现为对立面之间互相吸引和互相转化的趋势；矛盾的斗争性是指矛盾着的对立面之间互相排斥、互相反对、互相限制、互相否定的特点。矛盾的同一性和斗争性是互相联结、不可分割的，任何一个矛盾总是既具有同一性，又具有斗争性。
在化学教学中我们常借用这种思维方法来分析问题，得出结论。如：离子键的形成过程可以这样描述，当阴、阳离子相互接近时，异种离子之间的吸引力起主要作用，但是，当阴、阳离子靠近到一定程度时，阴、阳离子中的原子核之间及核外电子之间的排斥作用就突出来了，最终结果是构成了吸引作用和排斥作用相互抗衡的状态，即形成了离子键，其它化学键（共价键、配位键等）的形成也是原子核与原子核之间，电子与电子之间，原子核与电子之间的排斥作用与吸引作用对立统一的结果；可逆反应化学平衡的建立是正、逆两个过程对立统一的结果。可以说化学上充满了这种矛盾的对立统一体。如：物质的分解与化合，氧化与还原反应，阴离子与阳离子，溶解与结晶，电解质与非电解质等内容，都充分体现了在化学知识中普遍存在对立统一这个唯物辩证法的基本规律。
五．主要矛盾和次要矛盾
在分析、解决问题时，只有抓住其中的主要矛盾，才不至于偏离方向。如：为什么同主族元素的金属性从上到下依次增强？要解决这类问题，就要考虑到主要矛盾是什么。元素的金属性即元素原子的失电子能力，它取决于原子核对外层电子吸引力的大小，而吸引力的大小由元素原子的有效核电荷数和原子半径两个因素决定，有效核电荷数越大，原子半径越小，原子核对外层电子的吸引力就越大，该元素的金属性就越弱。同族元素从上到下有效核电荷数增大，原子半径也增大，它们对元素金属性的影响是相反的，在这种情况下，我们主要考虑到电子层数的增加对原子半径的影响较大，就可以判断主要矛盾是原子半径的影响，从而可以得出元素金属性依次增强的结论；同周期元素从左到右有效核电荷数增大，原子半径减小，它们对元素金属性的影响是相同的，都导致元素金属性依次减弱。
这条思路在解释一些特殊的实验数据或结果时特别有用，我们可以先把各种影响因素列出来，然后从实验结论中去推出是正向影响因素占主导地位，还是反向因素占主导地位。如：冰醋酸逐滴加水稀释的过程中其导电能力变化如下图所示：



导电力






a         加水量
首先要明确决定醋酸溶液导电能力大小的因素是离子浓度的大小，而在稀释过程中影响离子浓度的因素有两个：一是稀释使醋酸电离度增大，离子数增加，导电力增强；另一是随着水量增加使溶液体积增大，离子浓度减小，导电力减弱。在a之前,加水稀释是电离度增大占主导地位，所以离子浓度增大，导电力增强；在a之后,电离度增大幅度逐渐减小,水量增加导致溶液体积增大占主导地位，所以离子浓度减小，导电力减弱。
抓主要矛盾能使我们从纷繁复杂的体系中找到解决问题的金钥匙。教学中要及时引导学生学会去粗取精、去伪存真，及时找到主要矛盾，从而讯速解决问题。
六．矛盾的普遍性和特殊性
化学物质之间的共性与个性充分体现了矛盾的普遍性与特殊性之间的关系。如：一般情况下，酸与酸或酸性氧化物、碱与碱性物质之间不能发生化学反应，但是，当氧化还原或络合作用等反应发生时，情况就不同了，如：
        2H2S＋SO2＝＝3S   ＋2H2O
        Cu(OH)2＋4NH3?H2O＝＝[Cu(NH3)4](OH)2
一般情况下强酸可制弱酸,弱酸不能制强酸，但特殊条件下弱酸也可制强酸，如：
            H2S＋CuSO4==CuS   ＋H2SO4
一般情况下，增大体系的总压力会使化学平衡向气体分子数减小的方向移动,但是通过往密闭容器中通入惰性气体方式增大体系压力，化学平衡并不发生移动。金属单质常温常压下一般为固体，但金属汞例外。卤化银一般是难溶的，但氟化银是可溶的。事实上，化学中的每一条结论、定义、定律都有其局限性，或多或少存在一些例外情况。在教学中要引导学生既要掌握一般规律（共性），又要记住并掌握一些常见的例外情况，前者有利于我们“举一反三”，丰富我们的知识范围，后者有利于我们形成全面、严谨的思维习惯。
总之化学教学内容充满辩证唯物思想，对学生辩证思维能力的培养要体现在化学教学的方方面面。这不仅对学生现时的学习帮助很大，对于他们的观点、方法、为人处世以及今后的成长和事业的发展都有深远的意义。 分享给好友转到我空间复制网址

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