初三化学教师教学用书

初三化学教师教学用书

第六节化合价

【目的要求】

1.熟悉一些常见元素的化合价。

2.能根据元素的化合价书写化学式和根据化学式判断元素的化合价。

【重点】

1.渗透定组成定律的基本思想是正确对待化合价和化学式之间关系的前提。

2.化合物中各元素的正、负化合价的代数和为零的原则。

【教材分析和教法建议】

1.化合价是初中化学的基础知识。在此以前，教学中所涉及的有关化学式和物质结构初步知识，尤其是有关氯化钠和氯化氢形

成的常识性介绍，能很自然地给出确定元素化合价的依据。

2.从复习前一节课中提到的钠跟氯反应生成氯化钠和氢跟氯反应生成氯化氢的过程，进一步用原子结构示意图来分析离子化合物氯化镁和共价化合物水的生成。然后对比NaCl、HCl、MgCl2、H2O几个化学式，不难使学生看出：元素在相互化合时，反应物原子的个数比总是一定的。如果不是这个数目比，就不能使构成离子化合物的阴、阳离子和构成共价化合物分子的原子的最外电子层成为稳定结构，也就不能形成稳定的化合物。又由于原子是化学反应中不可再分的最小微粒，所以元素之间相互化合形成某种化合物时，其各元素原子数目之间必是一个一定的简单整数比(虽未提出定组成定律，但实际上已经道出了定组成定律的本质)，这正好反映了元素的原子在形成化合物时表现出来的一种性质──化合价。为了明白易懂，教材中把化合价解释为：元素的原子相互化合的数目，决

定了这种元素的化合价。

在分析离子化合物和共价化合物组成的基础上，讲述化合物中元素化合价的规定。教学应该让学生初步了解表3-6所列内容：

表3-6 化合物中元素化合价的规定

根据共价键理论，不仅化合物分子里可以有共价键，单质分子里也可以有共价键，同样它们的共价数也等于共用电子对的数目，像H2、Cl2等单质它们的共价应该是1而不是零。教材中所说的单质的化合价为零，实际上是它们的氧化数为零。教材中未提出氧化数的概念，而笼统地叫做化合价，从科学性来讲是不够严格的，但也是受初中化学基础知识所限而迫不得已。所以教材中强调了“元素的化合价是在形成化合物时表现出来的一种性质，因此，在单质分子里，元素的化合价为零”。对这一句话所描述内容的理解，对教师来说应该做到心中有数(当然，对学生则不必引伸过多的内容)。

3.在教学中应该向学生指明，化学界规定表示元素化合价数值的标号跟表示离子所带电荷数的标号是有区别的。正负化合价用

+1、+2、+3、-1、-2……0等标在元素符号的正上方；而离子所带电荷用+、-、2+、2-……字样标在元素符号的右上角。

4.在化合价的教学中，只有使学生初步认识到化合价是元素的原子在化学变化中所表现的一种性质，而这种性质又是由其自身

的电子层结构所决定时，他们才会感到识记一些常见元素的化合价不算是死记硬背。

教材中的表3-1中列出了20种元素，其中有8种是第四周期以后的元素，是大纲不要求、教材不介绍而学生自己也画不出原子结构示意图的一些元素。教师应该告诉学生，它们在形成化合物时以同样的变化规律表现出各自的化合价。

至于一些元素之所以有可变化合价，则是因为它在“不同条件下”与其他元素起反应时，既可失去电子(或电子对偏离)又可得电子(或电子对偏向)，而且得失电子数目也可以不同，所以有些元素就可显出可变的化合价。只是变价已经超出了最外层以八个电子为相对稳定结构所能解释的范围，在初中化学的水平上是比较难以说清的，只宜先告诉学生，现实所学习到的有关原子核外电子排布、化合物形成等知识，仅仅是比较简单且比较典型的一些基础知识，更多的、更复杂的变化及其规律要留待后续学习中才能解决。

建议学生能熟记几种常见元素如氢、氧、钠、钾、镁、铝、铁、硫、氯等的化合价和常见的变价，这是必要的，但没有必要让他们一下子熟记表列20种元素的全部化合价。应该在初步认识化合价的由来和涵意的基础上，通过实际运用在不断练习中达到熟记的程度。对那些短期内背熟而长期不用的元素的化合价，到用时可能又记不清了。相反，通过练习抓住化合价、化学式的相关联系和初中化学里最常见元素的化合价，便可很快地推算出一些未知元素在给定化合物中的化合价。

5.根据已知元素的化合价写出它们组成物质的化学式，或根据化合物的化学式判断出各组成元素的化合价。这实际上是让学生通过以上关于化合价的命题进行练习，以熟练掌握相关化学用语的一种手段。是学生根据一定的规律，书写客观存在的化合物化学式

能力的一次飞跃。

应该使学生认识到：在化学研究的实践中，必须通过具体实验确知某化合物的存在和测定它的组成成分，才能根据元素的化合价写出它的化学式；或反之，测出其化学式，就可能判断有关元素的化合价。

教材中编选了三个例题，给出了比较清晰明了的解题步骤、方法。对这部分课堂教学似应以讲练结合、练习为主的方式进行。

【习题分析和答案】

第1题 (1) +1，-2。正，负。

(2) 零。

(3) 零。

第3题 (1) 正确。

(2) 不正确。简单地提金属、非金属习惯上是指其单质，单质的化合价为零。

应该说：在化合物里，金属元素通常显正价，非金属元素通常显负价。但在非金属氧化物里，氧显负价，另一非金属元素显正

价。

(3) 不正确。在化合物里，有的元素只表现一种化合价，有的元素有多种变价。

第4题Na2O里钠为+1价，Cu(OH)2里铜为+2价，WO3里钨为+6价，H2SO4里硫为+6价，HCl里氯为-1价。

第6题在布置本作业题时应向学生讲明，表中所列标有正、负化合价的元素的原子，彼此确实能按一定比值相互结合而组成相应的化合物。也就是说这个题目绝不是简单的数字游戏，在今后的化学课学习中还会跟这些化学式见面。在作题的过程中应该有意

识地熟悉这些元素符号、化合价和化学式。

【资料】

1.定组成定律

罗蒙诺索夫(俄，1711—1765)和拉瓦锡分别用天平做定量实验后，就认为化合物有一定的组成。但这个论断经过多年的争论，直到1799年，经法国的一位药剂师普罗斯(J.L.Proust,1754—1826)又用许多实验证明以后，才最后作了结论。普罗斯分析了从世界各地搜集来的矿石里的化合物和他在实验室里制备出来的相应的化合物，证明天下的同一种化合物都是一样的(如只有一种氧化钡、

一种氯化钠、一种硝酸钾等等)。

1860年比利时分析化学家斯达(J.S.Stas，1813—1891)为了确证普罗斯的假说，进行了极精密的试验，他用的天平的灵敏度可达0.03 mg，他分析测定用四种方法制备的氯化银，实验的误差小于0.004%，结果证明这种化合物不论用什么方法制备，其组成成分

都相同。因此进一步证实了定组成定律。

定组成定律也叫定比定律，名称不同但内容基本上是一样的。定组成定律是说化合物有固定的组成，定比定律则是说组成某一

化合物的时候，各成分元素常依一定的质量比互相化合。

后来由于它逐渐成为不证自明的定律，因此在教学中都只是认真地贯彻这个精神，而不再花更多的教学时间去讲述这个定律了。

但在化学不断发展的过程中，也终于发现了定组成定律的例外。有些由金属元素组成的金属互化物，不遵守化合价规则，它们的组成在相当大的限度内是可以变化的。例如，CuZn、Cu5Zn8、CuZn3等。

2.化合价和氧化数(本段解释摘自中学化学教师手册，上海教育出版社，1985年12月第1版，121页、133页。）

(1) 化合价

化合价又叫原子价。原子价起源于倍比定律、定比定律，是为说明原子学说而提出的。在19世纪瑞典化学家阿仑尼乌斯(S.Arrhenius1859—1927)提出电离理论以后，认为原子价有正负之分，构成化合物的各原子的原子价的代数和为零。按照现代观点，

化合价分成电价和共价。

元素在离子化合物里的化合价叫电价。电价数就是这种元素的一个原子得失电子的数目，失去电子为正价，得到电子为负价。

元素在共价化合物里的化合价叫共价。共价数就是这种元素的一个原子跟其他元素原子形成共用电子对数目，所以共价键没有正负之分。共价键不容易从分子式推断，而要从结构分析。但有不少物质的结构尚未知道，这就难以确定共价数。因此化学上提出了氧化数的概念。现行中学化学教材里不出现氧化数概念，根据成键的两原子吸引电子对能力的差别，把元素在共价化合物里的化合价

分成正、负价，实质上是元素的氧化数。

(2) 氧化数

元素的氧化态又叫氧化数(或氧化值)，它是按一定规则给元素指定一个数字，它表征了元素在各物质中的表观电荷(又叫形式电

荷)数。

在离子型化合物中，元素原子的氧化数就等于原子的离子电荷数。例如在BaCl2里，钡的氧化数是+2，氯的氧化数是-1。

在结构已知的共价化合物中，把属于两原子的共用电子对指定给两原子中电负性更大的一个原子以后，两原子“电荷数”就是它们的氧化数。例如在H2S中，氢的氧化数是+1，硫的氧化数是-2。

在单质中，相同元素的电负性相同，没有发生电子的转移或偏移，元素的氧化数定为零。例如在H2、N2、Cl2和Zn、Fe等单质中，

元素的氧化数为零。

在过氧化物(H2O2、Na2O2)里，氧的氧化数是-1。

在活泼金属的氢化物(NaH、CaH2)里，氢的氧化数是-1。

在结构未知的化合物中，某元素的氧化数可以从该化合物中其他元素的氧化数算出，习惯的规定是：

①在一个中性化合物中，所有元素原子的氧化数总和等于零。

②在一个复杂离子中，所有元素原子的氧化数的代数和等于该离子的电荷数。例如在SO42-里，硫的氧化数是+6，氧的氧化数

是-2，代数和是+6+(-2)×4=-2。

在Fe3O4中，氧的氧化数是-2，铁的氧化数是+83。由此可见，氧化数纯粹是为了说明氧化态而引入的人为规定的概念，它可以是正数、负数或分数。氧化数实质上是一种形式电荷数，表示元素原子平均的、表观的氧化状态。

当一种元素的原子同时和电负性相差较大的两种元素的原子化合时，例如：

H

|

H—C—H

|

H

和

Cl

|

H—C—Cl

|

Cl

在CH3Cl里，碳的氧化数是-2，在CHCl3里，碳的氧化数是+2。但是在上述两种化合物里，碳的化合价都是4价。

严格地说，化合价只表示元素的原子结合成分子时，原子数目的比例关系；从分子结构来看，化合价就是离子键的电价数和共价键的共价数，因此化合价不可能有分数，共价也没有正负之分。两者相比，化合价更能反映分子内部的基本属性，而氧化数在书写化学式和化学方程式配平中更加实用。因此氧化数这一概念在1970年被国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)所通过，并为化学界普遍

接受。目前中学教材中所提的化合价一般就是氧化数。