从三个角度欣赏化学学科中的“美”

孙宇航

摘 要： 化学是一门历史悠久而又富有活力的学科，化学的成就是社会文明的重要标志。本文从化学化学用语、化学实验的操作规范性、实验现象多样性及化学学科中守恒思想等方面，论述了化学学科的“美”主要表现，使读者喜爱化学这门学科。

关键词： 博雅教育 化学学科 独特美

南京市第九中学的校训之一是博雅尚美，在我校学生课内课外吸收大量知识的基础上，会欣赏各个学科的独特之美，对学生获得知识、巩固和运用知识能力的提高有很好的推进作用。“授人以鱼，不如授人以渔”，与其泛泛地告诉学生学科的美，不如教会学生如何欣赏各个学科的独特的美，从心里喜爱学科的美，产生学习知识、探究知识的动力，获得学习知识的成就感。南京市第九中学“新博雅教育”，旨在培养“广见识、雅气质、会思想的人”，是在新的教育环境下对“博雅教育”的继承与发展。本文以高中化学学科为例，从三个方面探讨属于化学学科的独特美，引导读者学会欣赏化学的美妙之处。

化学是一门以实验为基础的自然科学。门捷列夫提出的化学元素周期表大大促进了化学发展。化学是自然科学的一门基础科学，在原子层次上研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的自然科学；化学是创造新物质的科学。

化学是一门历史悠久而又富有活力的学科，化学的成就是社会文明的重要标志。化学的独特的“美”主要表现在三个方面：（1）化学用语的简便之美；（2）化学实验的操作规范性和实验现象多样性之美；（3）化学学科中守恒思想的严谨之美。学习化学知识，不仅能培养学生不断进取、发现、探索、好奇的心理，而且能激发人类对理解自然、了解自然的渴望，丰富人的精神世界。

化学是一门是实用的学科，它与数学物理等学科共同成为自然科学迅猛发展的基础。化学的核心知识已经应用于自然科学的各个区域，化学是改造自然的强大力量的重要支柱。化学家们运用化学的观点观察和思考社会问题，用化学知识分析和解决社会问题，例如能源问题、粮食问题、环境问题、健康问题、资源与可持续发展问题等。

生活中的四要素：衣食住行都离不开化学，普及化学知识就是为了提高人们的生活质量。化学学科的美有很多，笔者认为主要从三个以下方面学会欣赏化学之美。

一、化学用语的简便之美

化学用语是化学学科用来表示物质组成、结构、性质、化学变化的专用符号，也是学习化学学科的重要工具。化学用语语言简练，含义丰富，表达准确，全球通用，便于沟通。

常用的化学用语有：元素符号、核素、化学式、分子式、离子符号、原子结构示意图、核素表达式、电子式、结构式、核外电子排布式、化学反应方程式、离子反应方程式、电离方程式、电极反应方程式、热化学反应方程式等。

1.欣赏方法

“○”表示原子核，圈内“+”号，表示质子所带电荷的是正电性；圈内数字“12”，表示核内12个质子；圈外弧线，表示电子层，弧线所夹的数字为该电子层容纳的电子的数目。镁原子有3条弧线，表示它共有3个电子层。

原子结构示意图不仅可以表示中性原子，还可以表示带电的原子——离子（包括阳离子和阴离子）核外电子排布的情况。构成原子的结构粒子之间的数量关系

①质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N）

②质子数=核电荷数=原子核外电子数=原子序数

注意：质子数、中子数决定原子种类（同位素），质量数决定原子的近似相对原子质量，质子数（核电荷数）决定元素种类；原子最外层电子数决定整个原子显不显电性，也决定着镁元素的化学性质。

化学思维的一个最重要思想是：结构决定性质，性质决定用途。结合镁原子结构示意图，就可以推测镁原子的原子核外电子排布、原子半径、元素的主要化合价、最高价氧化物对应的水化物的酸碱性、元素的金属性与非金属性等。

化学用语在化学学习、科学研究和生产实践中的作用与价值是独一无二的。

2.表示物质之间化学变化和物质的化学性质

用化学式表示钠及其化合物之间转换关系，简洁明了，一目了然。如图所示：

二、化学实验的操作规范性和实验现象多样性之美

1.化学实验操作的规范性

仪器的选用和组装，试剂的状态和用量，操作的顺序和时间，实验现象的观察，尾气的处理，仪器的清洗方法、试剂的储存等都有严格要求和规则。化学实验规范性操作，是化学实验安全的有力保障，根据实验目的选择合适的实验仪器和实验步骤，是完成实验的基础。

2.化学实验现象的多样性

化学反应时，物质的颜色、状态、气味等在反应前后都可能发生变化，有时还有火焰及其颜色变化，有的实验还伴有声响、烟雾等现象。美妙的化学实验现象不仅能吸引学生学习的注意力，而且能提高学生学习化学的兴趣。

化学反应的现象中色、态、味的变化，与参加反应物质的量和反应条件密切联系。正确观察实验现象是得到实验结论的有效手段，实验各个环节的有机组合才能确保实验的完美。

三、化学学科的严谨之美

物质在发生化学变化时，除了遵循一定性质变化规律进行质的转变之外，在数量上也有紧密联系，主要遵循三大守恒规律。简单地归纳为：（1）化学反应中得失电子守恒；（2）化学反应前后原子守恒即质量守恒，也称为物料守恒；（3）在电解质溶液或离子化合物中阴、阳离子的电荷守恒。示例如下：

1.电荷守恒

在电解质溶液或离子化合物中，无论存在多少种离子，阴离子所带负电荷数的总和一定等于阳离子所带正电荷数的总和，即电解质溶液是呈电中性的。

2.质量守恒

质量守恒定律是指，参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和[1]，微观上是化学反应前后原子的种类和个数不变。

3.电子守恒

化学学科的美妙之处有很多，本文仅介绍其中的三个方面。化学学科发展前景诱人，它在保证人类的生存并不断提高生活质量方面起着重要作用。如：利用化学生产化肥和农药，以增加粮食的产量；利用化学合成药物，以抑制细菌和病毒，保障人体健康；利用化学开发新能源和新材料，以改善人类的生存条件；利用化学综合应用自然资源和保护环境，以使人类生活得更加美好[2]。

目前，化学知识的应用广泛，日益渗透到生活的各个方面，特别是与人类社会发展密切相关的重大问题。化学与人类的衣、食、住、行，以及能源、信息、材料、国防、环境保护、医药卫生、资源利用等方面都有密切的联系，它是一门社会迫切需要的实用学科。为了生活质量的提高和会欣赏化学知识，我们没有理由不掌握一些基本的化学知识。

参考文献：

[1]义务教育教科书《化学》.九年级上册人民教育出版社，2012，6（第一版）：94.

[2]义务教育教科书《化学》.九年级上册人民教育出版社，2012，6（第一版）：2.