小球模型架起了初中化學(xué)微觀世界與宏觀領(lǐng)域的橋梁

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1、淺議初中化學(xué)教學(xué)中用小球模型詮釋分子原子隨著科技的發(fā)展，社會(huì)的進(jìn)步，目前科學(xué)家已能用先進(jìn)的儀器觀測(cè)到構(gòu)成物質(zhì)的微粒，并能將其移動(dòng)，即進(jìn)入到復(fù)雜的物質(zhì)內(nèi)部組成及其構(gòu)成的微觀領(lǐng)域，并對(duì)一些宏觀現(xiàn)象作出科學(xué)、合理地分析與解釋。人類(lèi)對(duì)分子、原子的原始思索要追朔到2400多年前，古希臘哲學(xué)家德謨克利特提出物質(zhì)是由不連續(xù)的極微小的粒子構(gòu)成的設(shè)想，認(rèn)為萬(wàn)物是由大量的不可分割的粒子構(gòu)成的，并把這些粒子叫做原子（希臘文原意是“不可分割”）。各種古代的原子觀念是人們根據(jù)自然現(xiàn)象的觀察、推測(cè)提出來(lái)的，可以用來(lái)初步解釋混合、蒸發(fā)、溶解等現(xiàn)象。但是它缺乏科學(xué)實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證。德謨克利特曾在一首詩(shī)中表達(dá)了物質(zhì)不火的觀點(diǎn)：

2、“無(wú)中不能生有，任何存在的東西也不會(huì)消失，看起來(lái)萬(wàn)物是死Y,但是，實(shí)則猶生；正如一場(chǎng)春雨落地，霎時(shí)失去蹤影?，可是草木把它吸收，長(zhǎng)成花葉果實(shí)，依然欣欣向榮?！痹撛?shī)表達(dá)物質(zhì)不滅的原因，物質(zhì)是變化的，而說(shuō)物質(zhì)不滅。物質(zhì)變化又是一個(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜的過(guò)程，初中階段將生產(chǎn)、生活或自然界里所發(fā)生的變化截然地分為物理變化和化學(xué)變化兩種，從微觀角度看，發(fā)生物理變化的實(shí)質(zhì)是發(fā)生變化時(shí)構(gòu)成物質(zhì)的分子、原子本身不變（即詩(shī)中描述的“任何存在的東西也不會(huì)消失”）；發(fā)生化學(xué)變化的實(shí)質(zhì)是發(fā)生變化時(shí)反應(yīng)物的分子破裂分解成原子，原子重新組合生成其他物質(zhì)的分子（即詩(shī)中描述的“正如一場(chǎng)春雨落地，霎時(shí)失去蹤影；可是草木把它吸收，長(zhǎng)成

3、花葉果實(shí)”），所以物質(zhì)不滅。到了17、18世紀(jì)由于科學(xué)家對(duì)氣體性質(zhì)和熱現(xiàn)象的研究，積累了大量的事實(shí)，論證了原子和分子的存在。英國(guó)科學(xué)家道爾頓于19世紀(jì)初提出Y近代原子學(xué)說(shuō)，他認(rèn)為物質(zhì)是由原子構(gòu)成的，這些原子是微小的不可分割的實(shí)心球體，同種原子的性質(zhì)和質(zhì)量相同。道爾頓的原子學(xué)說(shuō)對(duì)化學(xué)的發(fā)展起了十分重要的作用。但他沒(méi)有把原子和分子區(qū)別開(kāi)來(lái)。后來(lái)，意大利的科學(xué)家阿伏加德羅提出分子的概念，指出分子和原子的區(qū)別和聯(lián)系。人們把物質(zhì)由原子、分子構(gòu)成的學(xué)說(shuō)叫原子-分子論。自從用原子-分子論來(lái)研究物質(zhì)的性質(zhì)和變化以后，化學(xué)才有了較快的發(fā)展，道爾頓的原子論和阿夫加德羅的分子學(xué)說(shuō)，奠定了近代化學(xué)的基礎(chǔ)?？茖W(xué)技

4、術(shù)的進(jìn)步證明，物質(zhì)確實(shí)是巾微小的粒子一一分子、原子、離子構(gòu)成的，但其質(zhì)量和體積都非常微小，肉眼無(wú)法直接觀察到，但確實(shí)存在?，F(xiàn)在我們通過(guò)先進(jìn)的科學(xué)儀器不僅能夠直接觀察到一些分子和原子，還能移動(dòng)原子。如圖1、圖2所示：用掃描隧道顯微鏡獲得的苯分子的圖像中可以清晰的看到苯分子之間有間隔以及每個(gè)苯分子的具體構(gòu)成，而在1993年8月，我國(guó)科學(xué)家利用超真空掃描隧道顯微鏡，在一塊晶體硅（Si）的表面通過(guò)探針的作用搬走原子，寫(xiě)下了“中國(guó)”兩個(gè)字樣，這兩個(gè)漢字是目前世界上最小的漢字，這標(biāo)志著我國(guó)科學(xué)己進(jìn)入操縱原子的階段。微觀和宏觀是統(tǒng)一的，是現(xiàn)象與本質(zhì)的關(guān)系。小球圖形演繹著分子、原子的分與合的過(guò)程，這是一

5、種思想，一種方法，使微觀與宏觀相互統(tǒng)一。在初中化學(xué)教學(xué)中介入的分子、原子的知識(shí)，把學(xué)生帶入了精彩紛呈的微觀世界。用小球模型示意圖詮釋初中化學(xué)中物質(zhì)構(gòu)成的奧秘，使復(fù)雜、抽象知識(shí)簡(jiǎn)單化、具體化、形象化，使理論知識(shí)的學(xué)習(xí)直觀、生動(dòng)、有趣、便于理解，易于把握，呈現(xiàn)新理念下初中化學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)特點(diǎn)以及認(rèn)知規(guī)律。小球模型示意圖一般利用大小不等、顏色不同、陰影與非影陰等單個(gè)小球表示不同種類(lèi)的原子（原子的種類(lèi)由質(zhì)子數(shù)決定）、而將其中相同的或不同的小球兩兩結(jié)合，多個(gè)相同或不同的小球結(jié)合等多種結(jié)合方式表示分子的種類(lèi)及個(gè)數(shù)。如圖3中和分別表示氫原子和氧原子，其中的粒子可用4H表示的是不同的模型代表著不同的分子，

6、不同的小球代表不同的原子，小球模型將化學(xué)用語(yǔ)中化學(xué)符號(hào)的意義解說(shuō)得淋漓盡致。又如分別表示A、B、C三種物質(zhì)的分子，如圖4所示，形象地表示了化學(xué)反應(yīng)前后反應(yīng)物與生成物分子及其數(shù)目的變化。）。則該反應(yīng)的化學(xué)方程式中A、B、C前的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為A、3:2:4B、3:2:2C、1:2:3D、1:2:2化學(xué)計(jì)量數(shù)是化學(xué)方程式中化學(xué)式前面的數(shù)字，宏觀定義是實(shí)際參加反應(yīng)的各物質(zhì)與生成物的粒了?數(shù)，其最簡(jiǎn)比即為化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。巧妙的圖示設(shè)計(jì)，形象表達(dá)出化學(xué)變化的實(shí)質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生思考問(wèn)題的一種悟性，一種變通能力。圖中能直觀的看出反應(yīng)物A的分子3個(gè)，反應(yīng)后剩2個(gè)（未參加反應(yīng)），實(shí)際參加反應(yīng)的A分子數(shù)是1個(gè)，

7、而反應(yīng)物B的分子2個(gè)，反應(yīng)后無(wú)剩余，即2個(gè)B分子都己參加反應(yīng)，生成2個(gè)C分子，即實(shí)際參加反應(yīng)的粒子數(shù)與生成的粒子數(shù)之比為化學(xué)計(jì)量系數(shù)，1:2:2。一、小球模型解說(shuō)物質(zhì)變化的實(shí)質(zhì)物質(zhì)是由分子、原子、離子構(gòu)成的，分子的破裂和原子的重新組合是化學(xué)變化的基礎(chǔ)，即化學(xué)變化的實(shí)質(zhì)是分子破裂成原子，原子再秉新組合成新物質(zhì)的分子，從而得出分子是保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小粒子，原子是化學(xué)變化中最小的粒子的微觀概念。這些觀點(diǎn)是認(rèn)識(shí)、分析化學(xué)現(xiàn)象及其本質(zhì)的基