元素化学论文范例6篇

元素化学论文

元素化学论文范文1

【关键词】高职高专 英语教学 多文化元素

一、高职高专英语教学的背景与现状

我国的职业教育一直以来坚持“以服务为宗旨,以就业为导向”的方针,目的是培养一线的技能型劳动者。职业英语教育也始终围绕这一目标和方向进行教学,培养学生的英语交际能力和表达能力等实际应用能力。而当前随着企业甚至整个社会对外交流的日益增多,对员工英语能力的要求也越来越高。但目前高职高专院校毕业生的英语交际能力却令人堪忧。大部分学生进入企业后,不具备企业要求的英语能力:机械设备专业的学生看不懂机器设备的英文说明书,无法顺利进行操作与维修;旅游专业的学生不敢开口说英语,何谈接待外国游客;文秘专业的学生看不懂英文信函,更不用说亲自书写。高职高专院校都开设有英语为必修课甚至专业的英语课,对于学生的英语水平也有一定的要求,但是在如此重视之下,我们学生的英语水平却每况愈下,究其原因,主要有两方面。

二、高职高专英语教学问题产生的原因

1.英语教学的课堂内容单一。虽然近年来由于多媒体教学手段的发展,英语课堂引入了音频视频及课件等各种多媒体教学方式,但最终呈现的依然是单一的课本内容,学生的兴趣也犹如昙花一现。同时,即使高职高专的英语教材一直在寻求突破,但始终是围绕职场这一学生尚未真正涉足的领域。不管教师多少遍不厌其烦地强调其重要性,依然是纸上谈兵,学生没有真正身临其境因而始终不得要领。更为糟糕的是,由于学校对学生英语水平有硬性的指标,导致英语的课堂教学出现应试教育的倾向,学生乃至教师为了满足学生毕业时对于英语水平要求的需要而增加练习以促成其顺利通过考试,这使得本来就稍嫌枯燥的英语课堂更归于沉闷。

2.学生英语基础弱,学习积极性不高。高职高专院校多为培养技能型人才,以理科生为主。这部分学生本来英语基础就薄弱,学习英语的兴趣与积极性不高,英语课堂教学的质量与效率难以得到提升。

通过调查发现大部分学生认为教师的教学过于平淡,教学内容与生活无关,缺乏与实际的联系,使他们兴趣缺缺。学生们希望教师的教学能联系生活实际,认为多文化的教学有利于英语学习。这表明,大部分学生有学好英语的想法,但由于他们底子薄,缺乏自信;教学内容与实际联系少,教学方法单一,不能很好地调动学生的积极性。学生希望英语学习能融合多种文化元素,有助于联系实际,提高学习兴趣。面对如此现状,将不同的文化元素引入英语课堂更具有实际意义。

三、英语教学中应用多文化元素

1.音乐元素的应用。欧美经典流行的歌曲,经久不衰,毕竟经典的歌曲总有它永恒的魅力,同时学生也大多喜欢欣赏甚至模仿经典的英文歌曲,在一些学生活动中总有学生选择演唱一些经典的英文曲目,而大多数学生都会偶尔冒出一两句英文歌词。在教学环节中,教师在课前放一首英文歌曲,目的主要是让学生课间得到放松,同时把他们的注意力吸引到英语课上来,提醒他们为英语课做好准备。如果不考虑英语歌词中英语单词的节奏与发音,歌词中还有一些有助于英语教学的精华。从学生的兴趣出发,借助学生对歌曲的喜爱,抓住学生记忆歌曲旋律和模仿歌词较快的特点,就可以帮助学生更好地理解和记忆英语单词或词组。

2.新闻元素的应用。学生都是新闻的敏感者,而如今移动网络技术的进步使得每个人包括学生无时无刻不在接收新闻。教师可以利用这一现状,使学生化被动为主动,让学生由新闻的被动接收者转变为新闻的主动评说者。在新课开始前,让学生展示其事先准备的与话题相关的新闻,并进行评说。一方面学生可以掌握最新时事,学习英语单词,化被动为主动;另一方面通过对于新闻的评说帮助学生树立正确的人生观,价值观。同时也可以引入新课的话题,有助于新课的学习。

3.影视元素的应用。影视元素在英语教学中的出现会给学生创造一个立体、直观、仿真的语言环境,使学生在不知不觉中深入其中的角色。抑扬顿挫的语音语调、精准优美的遣词造句都能使学生感受到英语学习的乐趣所在。当他们对某一片段或某一章节感兴趣时,就会主动地记忆、加工、模仿、利用,语言学习的意义也就体现出来了。语言学习的终极目标就是交流、交际,因此要强调引导学生进行口语和听力强化训练,这也是目前高职高专英语教学改革的重点所在。而原版的影视则最能带来地道的语言输入,让学生沉浸在积极的语言环境中,促进语言学习记忆的深加工,同时还有助于学生加深对英语国家文化的了解,提高学生的非语言交际能力。这一元素可以在新课进行中,结合话题适当穿行。教师也要作出正确的引导,使影视元素在课堂的应用中真正达到帮助学习的目的而不是只起到娱乐作用。

总之,英语教学中多文化元素的应用,是以教师为组织者和参与者,学生为中心来营造课堂氛围,为了让学生从有声、有形、有情的课堂中获取知识信息,从而学习和巩固所学的语言知识。如果教师能够抓住潮流的文化元素来组织课堂进行英语教学,既能调动学生学习英语的积极性,又能提高学生运用英语进行思维和表达的能力,使学生在学习语言时不仅记得牢,而且学的活,对有效提高英语教学效率与质量有着积极的作用。

参考文献:

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西方文化和东方文化是最具有代表性的多元化文化,西方文化主要以欧美为代表,东方文化则主要以中国为代表。中国在传统文化方面对西方有着重要的影响,比如早期西方资本主义的发展和壮大离不开中国四大发明的帮助。在现代,西方的文化也日益影响着我国,当今,中国人会穿西装、喝咖啡、去迪斯尼游乐园、过圣诞节等。当然,我们在引进西方先进文化的同时也要重视本民族的文化传统。比如,中国所举办的轰动世界的2008年奥运会,它的建设就将融合多元文化体现得非常到位。首先看鸟巢部分,奥运体育馆是由中国建筑设计研究院和瑞士工程公司联手打造;其次是水立方部分,水立方与鸟巢看上去一圆一方,这就体现了中国的传统思想即天圆地方;再看,现场的建筑使用的是世界一流的建材以及中国传统钢架,不仅节约了能源更保护了生态环境。由此可知,中国正积极的建设先进的当代中国文化,并坚持用开放的姿态欢迎世界文化的到来。

二、分析高校素描中的“留”

1.坚持对造型基本规律的研究

我国高校在传统的素描教学中,一直坚持研究素描造型的基本规律并对“结构”这一造型要素进行重点研究。结构于素描来说无异于骨骼于人的身体那么重要,它能够支配物象形状的本质特征,同时,结构还能够客观地反映出物象的组合秩序以及搭配关系。除此之外,它在分析和呈现“自然”方面也同样扮演着重要的角色。不管是东方美术或者是西方美术,美学家们都会追求表现结构这样一个真理。当然,结构绝不仅限于自然事物的结构,同时也包含了艺术作品的结构。

2.坚持严格的素描训练

当代的素描教学中往往会因为教师过于注重素描教学的风格多样以及个性化而导致其忽略掉素描教学应该严格训练这一关键点,进而陷入了一种教学上的误区。有些教师认为,在现代素质教育这个大背景下,素描教学应该摒弃机械化的教学方式。但是,反对机械化并不代表就可以否定掉传统的严格素描训练,只有做到严格训练,让学生有了量的积累才有可能达到质的飞跃,也就才有让学生自由发挥想象力以及创造力的可能。对学生进行有针对的严格培训,有助于帮学生奠定坚实的素描基础,为将来培养学生的创新能力以及丰富的想象力打下稳固的基础。

三、探索高校素描中的“变”

高校的素描教学中有我们值得留下和学习的东西,但同时我们要看到高校素描教学中存在着的弊端。在当今素质教育的背景下,传统的素描教学已慢慢地无法适应社会的发展,其弊端也开始慢慢凸显出来,这就需要在继承传统的素描教学优势的前提下对素描教学模式提出应该变革的以下若干点。

1.加强培养学生的文化素养

很多教师在传统的素描教学中过分强调技术训练的重要性,而教学内容基本比较枯燥和机械,一般只停留在笔触、明暗以及线条等这些名词的相关概念上,这样枯燥和乏味的教学无意中就让素描在学生心里减了分,以至于学生渐渐对素描失去了兴趣和动力,这样就不利于对学生进行一种长期的素描教学培养。所以,现代的素描教学理念是,教师在培养学生素描文化素养的时候要具有针对性,首先要让学生对素描文化有一个深刻的了解,比如,素描文化的产生和发展史、素描风格形成的过程以及素描风格与文化环境的关联等。其次还要对学生讲解艺术家们都是如何成才的,这个可以根据不同流派的素描大师来进行具体分析与研究。

2.对教学评价模式加以创新

在传统教学模式中,教师对学生的考核一般是在技术上,并且是由教师的单向评价和终结性评价为标准,这样一来,传统的教学评价模式就会具有很强的主观性,教学评价对素描教学的促进作用要充分发挥出来就显得十分困难。所以,要改变传统的素描教学模式就必须让教师积极转变教学评价的思想以及方式,不再一味地用自己的主观思想来评判学生的素描成绩,要多给学生一些自我反思和自我评价的机会,让学生具有更广阔的艺术创作空间,积极的保护学生在素描方面的个性化特点,同时更要保护好学生的自尊心和自信心,从而让学生不断地提高自身的素描素质。

3.使教学内容多样化

传统的素描教学内容一般被划定在写生上,而且教师在写生的任何一个阶段一般都离不开形体比例、形体结构、透视、明暗调子等这几项固有的内容,使得教学的内容陷入一种无限重复的死循环之中。但其实,如果改变素描教学的反复长周期练习的传统经验,而把素描教学分阶段进行,比如,在初级阶段学习内容以写生为主;中级阶段就以临写、改写、默写为主要的教学内容,其目的在于探索形式语言和绘画风格;高级阶段就是以培养学生的创作能力为内容,其目的在于培养学生在观念方面的表达能力。

4.加强引导学生的个性化

传统艺术是现代艺术发展的基础,从传统到现代这样一个漫长的发展历程中,我们所获得的艺术宝藏都是众多艺术家付出的心血。虽然说,传统艺术是现代艺术发展的基础,但是学生仅仅局限在传统素描的学习中那是绝对不够的,对于现代所讲究的素描教学而言,学生创造力的培养变得越来越重要。怎样培养学生的创造力成为现代教师在教学中要关注的重点内容。这就需要教师在教学活动中对学生有一种积极的引导作用,在课堂教学中仔细观察学生在素描学习中的“闪光点”并努力将学生引导到个性化创作的路线,实现学生在素描学习上的个性化追求。最终可以让学生的学习热情更加高涨,同时也保护了他们的艺术个性。

四、结语

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民族文化从文化审美的角度出发,凡是在民族融合、发展与演化的过程中,逐渐形成的,由民族内的人民集体创造、继承、再创等反应本族的文化精神、民族心理和风俗习惯,具有此民族特色的文化成果的统称。在民族历史文化积淀的长河里,民族特色这一支流永远夺目璀璨,激情四起。它所带来的美,不仅是特色,而且是根深蒂固的文化内涵。经过漫长的历史检验,这些民族特色逐渐成熟,民族特色之美逐渐被人士所接受认可。民族特色之美主要由文化内涵来诠释。通过民族文化与服装设计教学相融合,把民族特色之美融入到服装设计中,民族文化的内涵通过特定的纹样造型、结构、色彩等形式的表达,寓意着对美好生活的祝愿。 设计师将具有特定内涵的传统图案的装饰造型、 色彩及工艺等元素巧妙地融入在服装上,使民族元素在现代生活的审美中得以升华。

2 民族文化素养在服装设计教学中的培养

服装设计是服装与服饰设计专业的核心课程之一,在全球化背景下,要求学生对不同地域的文化有所认知,有针对不同民族文化知识进行设计的能力,在教学大纲中属于专业必修课。目前,国内服装设计院校大多数以培养学生的服装创意设计方面的能力培养,侧重学生设计技能及创新思维的训练,侧重服装应用性人才的培养。根据教学实践来看,这种培养方案容易产生一个误区,学生缺乏宽阔的文化视野及民族文化素养,设计出的服装缺乏人文关怀,服装即是商品也是人们表达情感的载体,在设计中融入民族文化能满足人们对民族文化的需要,唤起民族情感。因此,针对目前高校服装设计教育存在的问题,必须改变教学方式和教学方法,使学生具有宽阔的民族文化知识面,能够设计出充满民族文化内涵的服装。在教学设计上主要考虑以下几个方面:教学方法与手段以学生为中心,以民族文化为纽带提高学生学习积极性;教学模式注重民族文化素质的培养,提高学生对民族文化的了解;教学内容以突出民族文化与服装设计相融合为重点,结合学生实际特点,增加民族服装设计实践创新内容的比重。具体改革如下:

2.1 加强学生民族文化的理论素养

民族文化承载着不同民族的生活习惯、风俗、信仰等综合信息,在理论教学阶段,通过理论教学培养学生对民族文化的浓厚的兴趣,以学生为中心,教师为引导的教学方式,充分发挥学生的学习积极能动性。理论教学分三阶段:第一阶段,用幻灯片的形式展现传统民族文化的视觉符号特征,要求学生对照图片进行识别不同民族文化符号的视觉差异,掌握基本的民族文化知识;第二阶段,掌握基本的民族文化知识后,选择两种不同的民族的吉祥文化符号进行比较,分析其各自的差异,并进行小组讨论;第三阶段,对分析的吉祥文化符号进行传承与创新,在传统民族文化元素的基础上,利用现代设计理念及表现手法,进行再设计。根据课堂观察、课后问卷反馈,学生在理论课时中学习兴趣很高,在民族和不同民族文化表现出来的差异性有了一定的了解,为后面民族文化元素进行服装设计奠定了理论基础。

2.2 加强学生对民族文化元素的提炼

在学生对民族文化有一定的认知后,需要把民族文化与服装设计进行融合,提取民族元素进行服装产品设计。由于民族文化元素众多,根据服装设计的特色选取具有典型性的民族元素进行专题教学,如民族服装图案提取、民族服装款式提取、民族色彩提取及民族特色服装工艺提取等有针对性的进行专题教学及探讨,让学生掌握如何提取民族元素方法,掌握把民族元素应用到服装中去的设计创新能力。

以民族服装图案提取专题教学为例,采用案例教学法,用图片资料展示不同设计类别中应用民族图案的案例,从而开阔学生的视线。以优秀设计作品作为案例,可以提高学生的审美水平,并鼓励学生从民族文化中吸取灵感,合理的把民族元素与服装设计相结合。这部分训练可分三个阶段:(一)民族元素资料整理:要求学生利用课外时间,收集不同民族文化区域的典型图案,建立民族文化数据资料库;(二)课堂演示:利用现代多媒体教学工具,教师在电脑上演示提炼民族元素图案,并把图案进行设计应用到服装中去。让学生掌握从资料图片―提炼―设计等完整的过程及方法。(三)学生练习:教师课前做好准备,从世界各民族选取具有典型特色的40个民族,要求每个学生挑选其中一个民族进行民族元素调研,提取这民族的特色图案元素进行设计并运用到服装设计中。从课堂及学生作业反馈来看,学生能够以民族文化作为灵感来源,从世界各民族文化艺术倾向中吸取元素应用到服装设计的色彩、款式、工艺、图案等方面中,锻炼学生眼―脑―手相结合的能力,提高了学生针对民族元素进行服装设计的能力。

(图1,从中国传统文化中提取书法元素进行创新 )。

2.3 民族风格服装的产品开发

服装设计课程除了要求学生掌握先进的设计理论和技能外,还要使理论与市场相结合,了解服装企业的基本操作方法、产品特色、市场定位、品牌的风格、产品的组够及上货计划等。因此,在民族风格服装的产品开发教学过程中,要求学生结合市场,在掌握好基本童装设计能力的前提上要做民族风格服装品牌的市场调研,首先从专业服装市场(杭州四季青服装市场)中去认识商品的特点及民族风格服装的设计要求,了解民族风格品牌的运作。经过小组成员及教师的认真分析得出调研结果,再根据各成员的特长,进行小组分工,模拟某一民族品牌做出下一季度的产品设计方案,并以成衣的形式呈现。通过调研―设计方案―产品等教学过程,使学生正真认识到理论与实践相结合,为以后设计出具有民族文化内涵的服装产品奠定基础。从学生的作业反馈来看,在结合理论讲授、市场调研、案例分析法、团队学习等多种教学手段,学生能够把理论与市场结合,提高学生设计出具有文化内涵的服饰产品。学生能够以民族文化作为灵感来源,从各民族文化艺术倾向中吸取相关设计元素应用服饰产品的款式、色彩、材质、装饰等方面中,并使民族元素转换为市场价值,提高服饰产品的附加值。

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【关键词】高中化学;循环大课堂;导学案;自主合作;展示交流

一、课题提出

鉴于目前化学课时较少,而教学内容较多,学生自由支配时间较多,故提出该教学模式。

二、课题研究目标和内容

(1)目标:改革长期以来人们已经习以为常、旧的、传统的教育观念以及相应的教学与学习方式,充分发挥学生自主学习积极性,培养学生独立思考、科学探究能力,形成优秀的学习品质。

(2)内容:课堂教学模式。

三、研究基础

1、理论依据

建构主义学习理论认为,知识不是通过教师传授得到,而是学习者在一定的情境,借助他人(包括教师和学习伙伴)的帮助,利用必要的学习资料,通过建构意义的方式而获得。对此我们作如下理解:其一,建构主义学习理论强调以学生为中心,学生是学习信息加工的主体、知识意义的主动建构者,这与自主学习所提倡的以学生为主体、在自主过程中获取知识的规律和研究的方法本质上是一致的,因此,自主学习是建构主义学习理论的有益实践;其二,教师要由知识的传授者、灌输者转变为学生主动建构意义的帮助者、促进者,这与自主学习主张的以学生为主体,教师是学生自主学习过程重点引导者、帮助者、组织者、促进者相吻合。其三,建构主义提倡“情境”,多媒体技术与网络的特性与功能也有利于情境的创设,是建构主义学习环境得已实现的物质基础,这也是建构主义学习理论在近年来逐渐引起人们广泛注意的重要因素。因此,我们认为,建构主义学习理论奠定了自主学习理论的基础,是建立在现代学习理论基础上的科学学习观,使学生的学习能够面向未来的发展,是积极有意义的学习过程。

2、实践依据

全省全面推行素质教育,许多知名学校都有现成的成功经验。

四、研究方法

a)文献研究法:用以借鉴前人的研究成果,找到新的生长点和支撑性理论。

b)调查研究法:即对我校现有课堂教学模式进行访谈及问卷调查。

c)行动研究法:要求教师根据计划进行课堂教学研究。

d)经验总结法:要求教师在研究中不断反思,不断总结,积累资料,撰写论文。

五、课题研究的步骤

1.准备阶段(2010.10—2010.12)

(1)全体成员学习理论,收集资料,统一认识,形成课题研究方案。

(2)成立课题组,明确成员任务

2.实施阶段(2011.3—2011.7)

按研究目标、任务、各自进行实验,收集资料,写出中期成果,实验教案。

3.总结阶段(2011.9—2011.10)

全体成员进行总结、回顾、材料整理,写出研究论文,优秀教案,鉴定结题。

六、研究过程

(一)学习理论,提高认识,转变观念

我们课题组成立后,全组成员学习了大量理论书籍与相关论文、论著。课题组成员有了理论的武装,提高了认识,认识到必须转变观念,建立以"主导-主体"教学理论为指导,创建新型的教学结构和学科教学模式,倡导学生开展自主学习、探究学习和合作学习。

(二)通过调查,了解学情,明确方向

(三)构建促进学生自主学习与合作学习的教学模式

“循环大课堂”五环节教学模式的教学结构包括:“学案导学、先学后教” “二次备课、以学定教” “课堂互动、探究提升” “反馈训练、体验成功” “循环课堂、再学再教”。

1、学案导学、先学后教

①提前下发导学案让学生自主学习②抽批部分学生的导学案,了解学情

2、二次备课、以学定教

针对导学案中学生集中暴露出的问题,展开第二次备课,分析出错原因,找出解决问题的思路和方法,同时注意思维的拓展和提升以及矫正练习,真正把“三维目标”落到实处。

3、课堂互动、探究提升

①明确本堂课学习目标、任务②分组合作探究 针对学生普遍暴露出的问题,老师把它们整合后以问题的形式提出来展开小组讨论,让学生搞清到底是什么?究竟为什么?还有什么?③小组间展示交流,教师点拨 允许学生上台讲解或板演④归纳整合 帮助学生建立起知识结构⑤拓展提升 帮助学生掌握重点、突破难点、解决易混点,形成解题规律和技巧。

4、反馈训练、体验成功 通过典例剖析和针对练习,巩固所学知识与规律,体验成功的喜悦。

5、循环课堂、再学再教 布置下节学习任务,循环以上四个环节。

七、课题研究成果

(一)培养学生自主学习和合作学习能力

(二)提高学生科学探究能力

(三)教师课堂教学能力显著提高

(四)教师科研能力正逐步提高

(五)大面积提高了教育教学质量

八、教学反思

(一)教师负担过重问题 教师需要提前编制好导学案下发给学生,还要抽批部分学生的导学案,了解学情进行二次备课,劳动强度大。

(二)学生基础差影响自主学习问题 该模式应用于复习课更好一些。

(三)合作组的合理划分问题 每个学习小组,需要按学生的性别以及学习成绩A、B、C三个档次合理搭配,便于合作与竞争。

(四)学校对教师的考评问题 评价体系要跟上,教学改革成效显著的备课组学校要给予适当奖励。

附:高三化学一轮复习时我们备课组编制的一个导学案供参考,涉及内容:人教版高中化学 必修2第一章(物质结构 元素周期律)整合选修3第一章(原子结构与性质)有关内容。

元素周期表 元素周期律

【考试说明】

①了解元素周期律的实质。了解元素周期表的结构和应用。

②以第三周期元素为例,掌握同周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系。

③以IA族和VII族为例,掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系。

④了解元素电离能的含义,并能用以说明元素的某种性质。

⑤了解电负性的概念,知道元素的性质与电负性的关系。

【基础知识梳理】

一、元素周期表

1、结构特点:

2.画出元素周期表,标出周期序数、族序数、各分区和金属非金属的分界线,并填入前36号元素和IA、VIIA族元素符号。

3.原子结构与元素周期表的关系:

(1)周期序数 ________; (2)主族序数 ________。

二.元素周期律

1、概念梳理

元素周期律:

实质:

第一电离能:

电负性:

对角线规则:

2、原子结构与元素性质的递变规律

项目 同周期

(从左往右) 同主族

(从上往下)

核外电子排布

原子半径

主要化合价

原子得失电子能力

第一电离能

电负性

金属性非金属性

最高价氧化物水化物的酸碱性

气态氢化物的稳定性、还原性

与氢气化合能力、置换氢的能力

【考点突破】

考点1 元素周期表

例1(江苏省海州测试)图中a、b、c、d、e为周期表前4周期的一部分元素,下列叙述正确的是( )

A.b元素除零价外,只有一种化合价

B.五种元素中,c元素的性质最稳定

C.b、d气态氢化物溶于水,溶液的酸性:b > d

D.e元素最高价氧化物的水化物和不同量的氢氧化钠溶液反应,可能生成三种盐

【变式训练1】(江苏省淮安考试)A、B、C三种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图所示,已知A、C可分别与B形成化合物X和Y,A与B的质子数之和为C的质子数,现有以下说法,其中判断正确的组合是( )

①B与C均存在同素异形体

②X的种类比Y的多

③沸点:A的氢化物小于C的氢化物

④C的最高价氧化物对应水化物能与A的氢化物形成三种盐

A.①②③④ B.②③ C.①②④ D.①④

考点2 元素周期律

例2 (09海南化学卷第10题)门捷列夫在描述元素周期表时,许多元素尚未发现,但他为第四周期的三种元素留下了空位,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可被碳或氢还原为X

C.XCl4的沸点比SiCl4的高 D.XH4的稳定性比SiH4的高

【变式训练2】(山东理综第11题 4分)元素在周期表中的位置,反映了元素的原子结构和元素的性质,下列说法正确的是

A.同一元素不可能既表现金属性,又表现非金属性

B.第三周期元素的最高正化合价等于它所处的主族序数

C.短周期元素形成离子后,最外层电子都达到8电子稳定结构

D.同一主族的元素的原子,最外层电子数相同,化学性质完全相同

考点3 元素“位—构—性”之间的关系

例3(09四川理综第10题)X、Y、Z、M是元素周期表中前20号元素,其原子序数依次增大,且X、Y、Z相邻。X的核电荷数是Y是核外电子数的一半,Y与M可形成化合物M2Y。下列说法正确的是

A. 还原性:X的氢化物>Y的氢化物>Z的氢化物

B. 简单离子的半径:M的离子>Z的离子>Y的离子>X的离子

C. YX2、M2Y都是含有极性键的极性分子

D. Z元素的最高价氧化物的水化物的化学式为HZO4

【变式训练3】(北京理综化学第7题)W、X、Y、Z均为短周期元素,W的最外层电子数与核外电子总数之比为7:17;X与W同主族;Y的原子序数是W和X的原子序数之和的一半;含Z元素的物质焰色反应为黄色。下列判断正确的是

A.金属性:Y Z B 氢化物的沸点:X>W

C.离子的还原性:X>W D 原子及离子半径:Z>Y>X

【反馈训练】

1.(2011江苏高考5)短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置如图1所示。下列说法正确的是

A.元素X与元素Z的最高正化合价之和的数值等于8

B.原子半径的大小顺序为:rX>rY>rZ>rW>rQ

C.离子Y2-和Z 3+的核外电子数和电子层数都不相同

D.元素W的最高价氧化物对应的水化物的酸性比Q的强

2.(2011福建高考7)依据元素周期表及元素周期律,下列推断正确的是

A.H3BO3的酸性比H2CO3的强

B.Mg(OH)2的碱性比Be(OH)2的强

C.HCl、HBr、HI的热稳定性依次增强

D.若M+和R2-的核外电子层结构相同,则原子序数:R>M

3.(2011山东高考13)元素的原子结构决定其性质和在周期表中的位置。下列说法正确的是

A.元素原子的最外层电子数等于元素的最高化合价

B.多电子原子中,在离核较近的区域内运动的电子能量较高

C.P、S、Cl得电子能力和最高价氧化物对应的水化物的酸性均依次增强

D.元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素属于过渡元素

4.(2011福建高考30,13分)

氮元素可以形成多种化合物。

回答以下问题:

(1)基态氮原子的价电子排布式是_________________。

(2)C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是____________。

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[关键词]元素化学 互动式 教学改革

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2013)22-0100-02

无机化学包含普通化学原理、物质结构理论和元素化学三部分,学生在学好基本理论之后,将其应用到元素结构、性质规律上,因此,元素无机化学是基础无机化学的核心内容,无机化学中基本原理部分的学习是为元素部分的学习服务的,只有将基本原理熟练应用到分析元素及其化合物的结构和性能中,才有可能将元素化学学好。因此,该部分教学是开阔学生视野、培养学生创新能力、培养学生科研意识的契机。然而,元素化学的教学长期是无机化学教学的难题,究其原因,主要是由于其内容多、知识点琐碎、叙述性强等特点,如果教师是照本宣科,采用满堂灌的教学方法,无论对课本内容有多熟悉,讲课有多条理化,也难以调动学生的积极性,教学效果较差;学生也普遍反映,这部分内容学习中,内容太杂太多,大量精力用在背方程式上,仅仅能应付考试,更谈不上提高学生的创新能力和科研素质。

我们教学组根据我院多年的教学情况,在元素化学教学改革上,一方面对创新教学理念、创新培养模式进行探讨;另一方面,注重课堂教学过程的研究,注重提高学生兴趣,提高学生的综合分析能力。因此,我们在原来教学理念的基础上,提出了互动式无机元素化学教学方法的理念,并进行了一系列的尝试。具体内容如下:

一、优化教学内容,采用灵活多样的教学方法,鼓励学生探究式学习

元素部分内容多、教学时间紧,因此针对元素化学内容的具体情况,在教师课堂教学时,不再照本宣科,在保证知识的系统性、完整性前提下,删除那些与中学及后续相关课程重复的内容,将理论知识和元素性质相融合,以化学基本原理在元素结构与性能中的应用为主线,重点讲解结构与性质的关系。通过热力学参数以及元素电势图判断元素的性质、元素及其化合物性质的规律性等,让学生可以直接通过前面学过的理论知识来判断元素及其化合物性质。例如,通过Mn元素在酸性和碱性介质中的元素电势图,可直接判断出各价态Mn化合物在不同介质中的氧化还原能力、稳定性,从而对该元素形成一个综合的认识。在此基础上,着重总结元素物理性质和化学性质的规律性、各元素典型的性质及特点,训练学生根据每个元素在周期表中的位置即能判断该元素典型的化学性质,对每一个化学反应的反应物进行分析,能预测主要反应产物,解决学生背方程式难的问题。同时,积极创造条件, 让学生参与教学过程, 使学生从被动学习转变为主动学习, 提高学生的自学能力。鼓励学生自主探究性学习,与中学相关知识的内容留给学生自学,引导学生进行归纳和总结。更重要的是,课后作业也不再局限于书本上的习题,而是一方面,我们要求学生在上课前通过自学,对某几个典型元素以及每一族元素的性质进行比较,并进行规律性的总结,并且在该部分内容讲解前以作业形式交上来,再通过上课时老师的讲解进行对比,来加深对元素形式的掌握;另一方面,根据元素部分应用广泛的特点,有意识地选择一些应用性比较强的题目,比如“氧利”等活性氧洗衣剂和彩漂液中活性氧的主要成分以及使用时的注意事项,该题可让学生对过氧化物以及活性氧的性质进一步加深了解;同时,我们也有意地设置几个有一定难度综合题目,让同学们可以查阅资料并进行讨论后做题,培养学生能自觉运用综合知识的能力,该部分作业也作为平时成绩的一部分计入期末总评成绩。

元素化学论文范文6

关键词:化学史;突破

文章编号:1008-0546(2013)04-094-04 中图分类号:G633.8 文献标识码:B

化学变化作为一种现象早在没有人类之前就已经有了,但作为一门科学,从1661年英国化学家波义耳提出物质组成的元素说开始建立,到现在只不过三百多年的历史。在化学史的发展过程中,有过几次重大的突破,现分述如下[1]。

一、 道尔顿原子学说

道尔顿,从1787年他21岁时起就业余地从事气象学的研究,坚持达57年之久,对大气的成分、性质进行了细致的观察,研究了有关蒸汽压、混合气体分压、气体扩散等问题。其中尤以混合气体扩散和分压的研究与他提出新的原子论有密切的关系。道尔顿曾经特别注意思考:复杂的大气,或是两种或两种以上的气体混合后,怎么会变成一种均匀的气体?1801年,道尔顿发现了气体分压定律。为了说明这些现象,他提出气体由微粒即原子组成。气体原子有一个处于中心的硬核,其周围为一层“热氛”所笼罩,由于“热氛”的存在,气体原子之间就互相产生一种排斥力。温度越高,“热氛”就越大,气体原子间的排斥力就越大。同种物质的原子,其大小、质量都相同;不同物质的原子,其大小、质量都不相同。于是,在不同气体原子间就形成不平衡的相互作用力,由此推动气体扩散运动而达到均匀混合。

接着,道尔顿进一步把他的原子论思想引入化学。他推测不同元素化合生成化合物,可能就是不同原子之间的结合。1803年,他通过实验来验证自己的想法。如前所述,他分析出一氧化碳和二氧化碳中氧的质量比为1∶2。1804年,他又测得沼气(甲烷)和油气(乙烯)中氢的质量比为2∶1。他所发现的倍比定律支持了他的原子学说。因此,他提出化学物质是以原子为单位结合而成的。

以往的原子论总是认为,组成各种各样物质的原子,在本质上都是相同的,所不同的只是它们的形状。道尔顿却认为原子是球形的质点。也许是受当时流行的力学观点的影响,他特别强调原子的质量,认为不同原子的体积不同,尤其是质量不同。这样他就提出了测定相对原子质量的历史任务。他还把元素概念同原子概念结合起来,认为同种的原子组成元素,有多少种元素,就有多少种原子。从原子学说可以演绎出倍比定律,这个定律可以用实验来验证,这就使原子学说有了实验基础。可见,道尔顿的原子学说与以往的原子论具有本质区别,因而是真正科学的原子学说。

道尔顿的著作《化学哲学新体系》于1808年出版。该书系统地阐述了近代原子学说,其基本观点如下:

(1) 化学元素由非常微小的、不可再分的物质粒子——原子组成。原子在所有化学变化中均保持自己的独特性质。原子既不能创造又不能消灭。

(2)同一元素的所有原子的性质,特别是质量,完全相同。不同元素的原子的性质及质量不同。原子的质量是元素的基本特征。

(3)不同元素的原子以简单数目的比例相结合,形成化合物。化合物原子称为复杂原子,它的质量为所含各种元素原子质量之和。同种化合物的复杂原子,其性质和质量也必然相同。

道尔顿原子学说的建立具有重大的科学意义。首先,它在理论上系统地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、定比定律和倍比定律的内在联系。原子学说认为,在化学反应中原子的本质没有变化,原子只是进行了重新组合,相对原子质量也没有发生改变,所以化学反应前后的质量总是守恒的。化合物的复杂原子由简单原子以固定比例组成,原子不可分割,因此,化合物必有固定的组成。著名化学家贝采里乌斯认识到,在实验基础上精确地验证原子学说十分必要。于是,他组织研究队伍,详细而又广泛地研究了多种物质的定量组成,测定了几十种元素的相对原子质量,从而使原子学说进一步得到了实验支持。

其次,道尔顿原子学说的建立,标志着人类对物质结构的认识前进了一大步。他为以后的物理学、化学、生物学的发展奠定了理论基础。特别是促进了化学的迅速发展,开辟了化学全面、系统发展的新时期。道尔顿原子学说的成功,是与他采用和创造了正确的科学方法分不开的。他善于继承前人的科学思想和成果,把物理学思想和方法引入化学,既高度重视科学实验,又善于进行理论思维,不仅采用归纳法,而且注重演绎法,正确地运用了假说方法,巧妙地将实验研究与数学计算相结合,注意理论与实践相统一[2]。正确的方法加上勤奋努力,使他完成了科学上的一项伟业。恩格斯曾给原子论以很高的评价,他说:“化学的新时代是随着原子论开始的”。

二、元素周期律的发现

19世纪60年代末70年代初,化学的发展已经具备了发现元素周期律的条件。这一发现由迈尔和门捷列夫共同完成了。

门捷列夫担任彼得堡大学教授以后,为了系统讲好无机化学课程,想编写一本《化学原理》教科书,他仔细地研究各种元素的物理性质和化学性质。试图对化学元素进行系统分类,他用一些厚纸剪成像扑克牌一样的卡片,然后把各种化学元素的名称、相对原子质量、氧化物以及各种物理性质和化学性质分别写在卡片上。这样,一个元素占一张卡片,只要拿到某一元素的卡片,它的一切情况就一目了然了,当时共有63种元素,因此,门捷列夫写了63张卡片。

门捷列夫为了把各种元素进行分类,他就用各种不同方式去摆那63张卡片。首先,他像德贝莱纳那样,试着把元素分成三个一组,但没有理想的结果。他又试着把金属元素摆在一起,把非金属元素摆在一起,还是不行。1869年2月17日晚上,门捷列夫试着按相对原子质量递增的顺序,把当时63种元素排成几行,在把各行中性质相似的元素上下对齐。这样,所有化学元素的内在联系终于表现出来了:每一横行化学元素的性质都相近;每一纵行化学元素的性质都从金属到非金属。整个元素系列呈现出周期性的变化。门捷列夫坚信他已经摸到了自然的脉搏,已经发现了自然界中最伟大的规律,他对自己发现的规律深信不疑。当时有些相对原子质量和它们的性质不符,他就大胆地修订了原子质量,有些元素之间性质跳跃太大,他就大胆地预言了当时尚未发现的元素,并为这些元素留下空位。

门捷列夫把他2月17日的发现首先写在一个旧信封上,第二天他又进行了整理。最后制成了一个周期律图表,这是人类历史上第一张化学元素周期表。这个表中,周期是纵排,族是横排。门捷列夫发现了化学元素周期律之后,他把他的周期律首先用俄文和法文印出,分别寄给俄罗斯化学学会和其他一些科学家。

比门捷列夫发现化学周期律稍早几个月,德国化学家迈尔修订了他的“六元素表”,于1868年提出了著名的《原子体积周期性图解》。迈尔的《原子体积周期性图解》已经十分精彩地体现出化学元素周期律。图解的曲线呈现五个波峰,五个波谷,呈现出化学元素的五个周期(包括最简单的第一周期),比门捷列夫的第一张化学周期表定量化程度要强,因而比较精确。但是,迈尔没能系统说明他的曲线,这个曲线又主要体现了化学元素的物理性质。

在1869年10月,迈尔把各种化学元素横行排成一个表,给未发现的化学元素留下了空位,并有了族和周期的划分,比门捷列夫第一张表有明显的优点。

门捷列夫在第一张表的基础上,经两年的努力,于1871年12月,又发表了第二张表。门捷列夫的第二张表,改竖排为横排,使同族元素处于同一竖行中,这样更突出了化学元素性质的周期性。

此外,他还把同一族元素分为主族和副族,横排就是周期。每一族中,他还把典型的氧化物和氢化物的形式写在上边。门捷列夫的第二张周期表,收在《化学元素周期性依赖关系》的论文中,他在文中指出:“元素(以及由元素形成的单质或化合物)的性质,周期性地随着它们的相对原子质量而改变。”门捷列夫的第二张表已非常接近现代周期表的形式。

1871年,门捷列夫的第二张化学元素周期表公布后,化学元素周期律的发现工作完成了。公正地说,化学元素周期律应当是迈尔和门捷列夫二人分别发现的。他们二人在发现元素周期律时所做的贡献都是伟大的。相对而言,门捷列夫对化学元素周期律的信念更为坚定,因而他的胆识更为杰出。他在制作周期表时曾不顾当时公认的相对原子质量,大胆而正确地改排了一些元素(如Os、Ir、Pt、Au;Te、I;Ni、Co等),还根据周期表中合理的位置果断地修正了一些元素的相对原子质量(如In、Ca、V、Er、Ce、Th、U等)。他还大胆地在周期表中留下空位,并根据这些空位预言了十几种尚未发现的化学元素。特别是对镓(Ga)、钪(Sc)和锗(Ge)的预言,准确地令人惊奇。

元素周期律的发现,具有重大的科学意义和哲学意义。化学元素周期律是化学史上的一颗明珠,它将永远照耀着科学进步的道路[3]。

化学元素周期律是现代自然科学——无机化学现论的基石之一。恩格斯评价说:“门捷列夫不自觉地应用黑格尔的量转化为质的规律,完成了科学上的一个勋业”。

三、现代价键理论

20世纪70年代美国化学家鲍林在发表的《结构化学与分子生物学50年的进展》一文中讲到:“1919年我讲授化学时,使用了一个描述化学键的通俗方法:原子被指定为一定数目的风纪扣,这些风纪扣能互相勾住,以代表原子间的键。我记得这样来解释化学键在当时是颇为得意的。现在看来,这个解释随着我的经验的增多,完全不能令人满意了。”

鲍林所说的“描述化学键的通俗方法”是指1916年路易斯提出的共价键论说。它和原子论、分子论一样,都是一种假说,只是通过不断地补充、修正、发展而上升为理论。

量子力学兴起后不久,德国的海特勒和英国的伦敦两位物理学家首先把量子力学应用到化学中,试图通过求薛定谔方程来揭示氢分子中每个原子共用一对电子形成化学键的本质。他们在1927年发表《论量子化学中中性原子和均极键的相互作用》。

他们运用量子力学原理,将两个氢原子相互作用的能量作为两原子间距离的函数进行计算。当两个氢原子相距很远时,他们之间基本上没有相互作用力;当两个氢原子相互接近时,他们彼此吸引,逐渐趋向能量最小值。这个最小值出现在两原子间一定的距离上,这时一原子的电子与另一原子的核间的吸引力超过相同粒子间的排斥力,因此处于这种状态的体系——氢分子就比两个独立的原子更加稳定,也就是两原子形成稳定的化学键。

他们计算出两原子核间距的数值,后来经过一些人修正,其中包括我国物理学家王守竞,已接近实验值。

两原子核间距离后来被定为键长,化学键的稳定性用键能来衡量,使共价键走向定量化。

海特勒和伦敦还将氢原子同氦原子比较,根据保利不相容原理,明确只有自旋相反的未成对电子才能形成共价键。若两原子自旋同向时,两原子必定相互排斥而不可能成键。只有两电子自旋反向时,在一定的距离内吸引力大于排斥力而进行键合,在两核间的空间中电子云的密度最大,发生电子云重叠,形成稳定的共价键。

这样,根据一原子有几个未成对电子,便知它可以和几个自旋相反的电子配对成键。这就使共价键具有饱和性特征。氢原子只有一个未配对电子,只能与另一氢原子结合成H2,不能再与另一氢原子结合成H3。

共价键的形成在可能范围内一定要争取电子云密度最大的方向,这又使共价键具有方向性特征。

1930年鲍林和斯莱特把海特勒和伦敦的电子对成键理论推广到多种单质和化合物中。他们发现碳原子核外电子排布是1s2 2s2 2p2 ,它只有两个未成对电子,而碳却能形成甲烷等稳定的化合物。

于是鲍林和斯莱特在1931年提出杂化轨道理论。认为碳原子的电子和周围原子的电子成键时,所用的轨道不是原来的纯粹的s轨道或p轨道,而是s轨道和p轨道经过迭加混杂而成的杂化轨道。

根据这一理论,假设碳原子2s轨道上的一个电子被激发到2p空轨道上,这4个未成对电子可以分别和4个氢原子或其他原子形成4个共价键。电子受激发所需的能量可以由成键时所释放的能量补偿而且有余。

但是,这4个未成对电子中,3个是p电子,另一个是s电子。根据p电子成键能力比s电子大,由p电子构成的3个共价键应当比另一个稳定。这些与事实是不符合的,因为无论从化学还是从物理方面测定,都证明甲烷分子中四个碳氢键是等同的。为了解决这个矛盾,他们提出在4价碳的化合物中,成键轨道不是四个纯粹的2s、2px、2py、2pz,而是由它们混合后重新组成的四个新轨道,其中每一个新轨道含有1/4s和3/4p的成分。这样的轨道叫做杂化轨道。由一个s轨道和三个p轨道组成的杂化轨道叫做sp3杂化轨道。这四个轨道形状相同,方向不同,角度分布的极大值指向四面体的四个顶点,能很好解释甲烷正四面体结构的事实。这一理论还能满意的解释乙烯分子的平面结构以及乙炔分子的直线型和其他许多分子的几何构型,是现代价键理论的组成部分。

同样地,1931-1933年鲍林提出的共振论也应该是现代价键理论组成的一部分。鲍林说:“分子的真实基态不能用各合理结构中的任何一个来表示,但却可以用这些结构的组合来描述,其中每一个结构贡献的大小取决于该结构的性质和稳定度。这时我们就说这个分子是共振于几个价键结构之间。”

共振并不意味着同一物质的分子具有不同种类,分子间的共振和物质的互变异构是不同的。鲍林说:“互变异构物是两种具有不同构型的分子混合物,但在一种表现有电子共振的物质中,一般说来它的所有分子都具有相同的构型和结构”。

共振概念的引入是为了合理处理路易斯结构难以描述的分子。这些例子是很多的。比如硝酸根和苯分子的结构。

鲍林提出的共振论,40年代虽有人提出异议。但以50年代初对这个理论的批评最激烈。1951年当时苏联科学院组织全苏讨论会批判共振论,批判它是反动的、唯心的机械理论。1953年在我国化学界也展开了对共振论的批判。1956年鲍林提出答辩:“虽然共振论在化学中已有25年的历史,可是对它的本质似乎仍有一些误解,特别是这个理论被批评为虚伪的——按照这个理论,那些对分子(譬如说苯)的基态做出贡献的各个价键结构都是幻想,并不真正独立存在,因此为了这个理由,这个理论认为是应该被抛弃的。但是事实上共振论并不比有机化学的经典理论更虚构,共振论中各个参与价键的结构也并不比经典理论中的结构要素,如双键等更唯心。”

共振论还打破了电子在成键中定域的概念,提出电子是可以离域的。

20世纪30年代,鲍林还提出分子中原子的电负性概念,标定多种元素的原子电负性数值,表明一种元素的原子对它外层电子的吸引能力。当结合成化学键的两原子电负性数值不等时,价电子就偏向电负性较大的原子一侧,使形成的价键具有极性,成为极性键。

鲍林说:“在讨论键时,如果能对它的性质做出定量的描述该是很方便的——譬如说某些键基本上是共价型的,只有5%或10%是离子型的;另一些键是离子性和共价性大致相等;还有一些键则基本上是共价型的。”又说:“当两键合原子的电负性差值为1.7时,其离子性和共价性各为50%,所以氟和任意金属及其他电负性接近2的元素,如H、B、P、As和Te等相结合时,所成的键都有很大的离子性,氧和任何金属之间的键都有不低于50%的离子性。”

由海特勒、伦敦、斯莱特和鲍林创立和发展起来的价键理论构成了现代价键理论,因而又称为HLSP理论,正是Heitler(海特勒)、London(伦敦)、Slater(斯莱特)、Pauling(鲍林)四人姓氏的第一个字母拼集而成。

1931-1932年德国物理学家洪德为了明确原子间的单键、双键、三键之间键能的差异,把定域的单键和多键分为键δ和π键两类,也应是现代价键理论的一部分[4]。

化学键理论发展很快,已建立起比较完整的体系,成为化学的重要基础理论——现代化学键理论。它将揭示物质的性质和结构之间的本质联系,为研制新材料,探索新能源,研究生命现象,模拟生命体内的化学变化等各方面提供充实的理论依据。美国杰出的化学家两次获得诺贝尔奖的鲍林指出:“化学键理论是化学家手中的金钥匙”。总之,化学家对化学键的认识,从定性到定量,从简单到复杂,可以说是步步深入,估计本世纪中叶还有新的突破。

参考文献

[1] 罗盛祖,李朝略主编.化学科普集萃[M].长沙:湖南科学技术出版社,1990:197