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1、8 电子结构论文等差数列论文：由“一题多解”引发的化学思维突破摘 要：老师在教学中经常遇到学生带有普遍性问题，这时不要急于给学生答案，而应该组织学生探讨、研究，在方法上给予引导，这样看起来会耽误一些时间，影响一点教学进度，但真正地帮助了同学们在化学思维方面有所突破，会收到意想不到的效果。关键词：8 电子结构；共价键；同系物；等差数列；通项公式老师在教学中经常遇到学生带有普遍性问题，这时不要急于给学生答案，而应该组织学生探讨、研究，在方法上给予引导，看起来会耽误一些时间，影响一点教学进度，但真正地帮助同学们在化学思维方面有所突破，往往会收到意想不到的效果。在近期高三模拟考试中，有一道化学试题：已
2、知 p4o6 分子结构中每个原子均达到 8 电子的稳定结构，1 mol p4o6 中，共价键总数为多少？从得分情况看，很不理想，我在学生中进行了调查、了解，学生普遍回答：平时很少做这样题目，不知如何下手。针对这种情况，我帮助学生复习了价电子、电子式和共价键的概念，提出了一些解决问题的思路，并把学生分成 10 个小组展开讨论，意想不到的效果产生了，同学们不但能做出正确结果，而且有几种非常好的解法，借此一一奉献给大家，也许可以给同学们的学习带来一些帮助，给老师们带来一些思考。解法一：先算出 8 电子结构需总电子数：8（4+6）=80;再算价电子总数：（45）+（66）=56；再用两者之差除以 2
3、得共价键数：（8056）2=242=12，所以 1 mol 有 12 na 个共价键。解法二：因为 p 原子最外层电子数是 5，要满足 8 电子结构就需要 3 个电子，o 原子最外层电子数是 6，要满足 8电子结构就需要 2 个电子，p4o6 分子中有 4 个 p 原子,6 个o 原子要达到 8 电子结构，需要的电子总数：（43）+（62）=24，再除以 2 就等于 12，即 1 mol p4o6 中，含有 12 na 个共价键。解法三：为了满足 8 电子稳定结构，一个 o 原子要与2 个原子成键，一个 p 原子要与 3 个原子成键，正好 p4o6中，原子比例是 2 比 3，说明 p 原子只与
4、 o 原子成键，o 原子也只与 p 原子成键，因此在 p4o6 分子中，每个 o 原子成2 个共价键，6 个 o 原子共成 12 个共价键，或每个 p 原子成 3 个共价键，4 个 o 原子共成 12 个共价键，即 1 mol p4o6 中，含有 12 na 个共价键。解法四：先在纸上画出一个空间正四面体，4 个磷原子分别在正四面体的顶点上，磷原子与磷原子之间以单键相连，这样 4 个磷原子就形成了一个白磷（p4）分子，画好之后我们就可以发现每一个白磷分子之间就形成了 6 个磷磷单键，在每一个磷磷单键之间加一个氧原子，每加一个氧原子就形成了 2 个磷氧单键，一共参加了 6 个氧原子，1个 p4o
5、6 就形成了 12 个极性磷氧共价键，即 1 mol p4o6 中，含有 12 na 个共价键。解法五：大家知道一个正四面体有 4 个顶点，六条棱，我们只要发挥空间想象力，一个 p4o6 的分子，4 个 p 原子位于正四面体的顶点，6 个 o 原子位于正四面体的 6 条棱上，此时 p 原子、o 原子均已满足 8 电子结构，这样一来，每个氧各形成 2 个共价键，6 个 o 原子一共形成 12 个共价键。在 1 mol p4o6 中，含有 12 mol 共价键，即含有 12 na 个共价键。在化学教学过程中，我们经常遇到学生带普遍性错误，老师不能简单了事，而应该认真分析原因，组织学生研讨、探究，这
6、样，通常会收到奇效。这次研讨结束后，我又趁热打铁，请同学们思考c5h12，c2h6o，cnh2n+2，cnh2n+2om 各 1 mol，分别含有多少摩尔共价键？前两个问题学生基本上能够解决，后两个问题出错率比较高，原因是前两个分子简单，学生可以通过画出结构式，很容易得出正确结果（16 mol 和 8 mol） ，而后两个分子学生无法画出结构式，也就束手无策，这时我们老师也可以引导同学们利用观察法，寻找其内在规律，解决起来也非常简单，对于烷烃分子，一个分子所含共价键的个数，就等于氢原子数+碳原子数1，这样一来，1 mol cnh2n+2 的共价键数就可以口算为（3n+1） mol。其实我们也可
7、以利用同系物定义和数学归纳法来证明上面结论，因为 1 mol ch4 含有 4 mol 共价键，每增加一个 ch2，就多3 个共价键，于是我们利用等差数列通项公式：an=a1+（n-1）d=4+（n-1）3=3n+1，即 1 mol cnh2n+2 的共价键数为（3n+1） mol。同理可以判断只含单键的碳氢氧化合物，一个分子所含共价键的个数，等于氢原子数+碳原子数+氧原子数1，很显然，1 mol cnh2n+2om 的共价键数为（3n+m+1） mol，同学们也完全可以利用同系物定义和等差数列的通项公式证明。顺着这个思路，我们又让学生思考c5h10，c2h4o，cnh2n， cnh2nom 各 1 mol,分别含有多少摩尔共价键？只要学生真正理解了上面的方法，就很容易得到正确答案。 【参考答案：15 mol、7 mol、3n mol、 （3n+m） mol】只要时间允许，学生有兴趣，我们还可以继续设问，比如：若含有三键或含有氮原子又有什么样的规律？宋代朱熹说：“事必有法，然后可成，师舍是则无以教，弟子舍是则无以学。 ”因此，化学学习要有正确的学习方法，而“自主、合作、探究”就是一种有效而科学的学习方法，这也符合新课程改革的本质要求，老师就是要在教学过程中不断发现问题，引导学生思考问题，探究、拓展问题，达到真正解决问题的目的。
