高中化学教材、教学中有关结构化学的几个问题之我见

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摘要：文章就目前高中化学教材中结构化学部分提出了若干问题，希望引起注意和探讨。

关键词：高中化学；教材教学；结构化学；问题探讨

文章编号：1008-0546（2013）11-0083-01 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2013.11.031

高中化学教材选修3《物质结构与性质》，全国有3个版本。本文提出了选修3《物质结构与性质》中的几个问题，进行如下探讨。

一、晶体结构问题

以石墨晶体中的化学键以及作用力为例，石墨晶体的化学结构属于层状结构，每个同层内的碳原子都采用sp2杂化，并和周围邻近的三个碳原子形成δ键。每个碳原子还在pz轨道上侧面重叠，形成π键；但是各个层之间的碳原子则是靠范德华力吸引结合在一起，所以称它为“混合键型晶体”[1，2]，或者“混合型晶体”[3]。人教版及苏版教材称之为“混合晶体”，从概念探究这一称呼似乎不太准确。而且人教版教材还有这段描述：“石墨晶体中，既有共价键，又有金属键，还有范德华力，……是一种混合晶体。”这段话的描述值得商榷。石墨可以导电，这个性质和金属很像，如果由此就推断石墨晶体中有金属键，未免欠妥，很容易模糊概念。

此外关于金属键的定义，众多专家并未达成一致的公认，但是基本的观点类似。所谓金属键指在金属晶体中，若干个带正电荷的正离子和若干个带负电荷的电子之间的强烈相互作用，使正离子与电子胶合在一起，形成金属晶体，而这种作用称为金属键[4～6]。换个说法，若说石墨中的π键有类似于金属晶体中金属键的性质，这种观点还是可以接受的。但从另一方面看来，这两者之间的区别仍然较大。金属键的特点之一是无方向性和饱和性，但是石墨中的π键则不能完全描述为无方向性。而且石墨晶体导电只能在同一层碳原子之间进行流动，碳原子层间则无法流通，所以有些学者将石墨的这类键称为中间键型[7]。

二、分子极性的判断问题

关于分子极性的判断问题，人教版教材认为所有键的极性的向量和是否为零作为判断依据，是可行的。而苏教版则认为应以分子正负电荷的重心是否重合作为判断依据，这亦是可行的。笔者认为根据对称元素（对称轴、对称面）之间的相交情况，可以判断分子是否具备极性。这个判断可以解释为：“若分子之中只有2个对称元素仅仅相交于一点，那么分子的偶极矩便为零，即非极性分子，否则便是极性分子。[8]”

但是，鲁科版在对这个判断进行阐述时，却忽略了最为关键的“仅仅”二字。鲁科版的表述为：“利用对称性很容易判断分子是否有极性：当一个分子的对称元素（对称轴、对称面等）相交于一点，则这个分子没有极性。[1]”笔者认为，在教材编写中，应该更加严谨，“仅仅相交于一点”和“相交于一点”完全是不同的概念。

三、共价键方向性问题

共价键具有方向性和饱和性，这是不争的事实。然而苏教版中有这么段描述：“s轨道与s轨道重叠形成的共价键无方向性。”这个结论难以令人信服，甚至会给广大师生产生错误的认知，即有的共价键有方向性有的则没有。化学中所描述的s轨道是球形对称的，和现实中的无方向的球体完全不是一回事。

众多文献研究表明，原子轨道线性组合对称的条件都要非常明确地指出s轨道只能与s轨道、pz轨道、轨道重叠形成σ键，而不能和px、py、dxy等形成轨道重叠。所以在平时的教学过程中，一定要注重强调共价键具有方向性和饱和性。

以上看法是否正确，欢迎专家和广大教师共同讨论。

参考文献

[1] 王磊主编. 普通高中课程标准实验教科书：物质结构与性质（选修）[M]. 济南：山东科学技术出版社，2006：86

[2] 潘道皑，赵成大，郑载兴. 物质结构[M]. 北京：高等教育出版社，1989：558

[3] 郭用猷. 物质结构基本原理[M]. 北京：高等教育出版社，1984：470

[4] 何福城，朱正和. 结构化学[M]. 北京：人民教育出版社，1979：270

[5] 唐作华，万家义，毛治华. 基础结构化学[M]. 成都：四川大学出版社，1994：414

[6] 吴国庆主编. 普通高中课程标准实验教科书：物质结构与性质（选修）[M]. 北京：人民教育出版社，2007：76

[7] 申泮文.无机化学[M]. 北京：化学工业出版社，2002：478

[8] 北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学无机化学教研室编. 无机化学 （上册）[M]. 北京：高等教育出版社，2002：100