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全方位解读:分子间相互作用在高中化学学习中的运用

2017-11-24 10:19

来源:北京新东方优能一对一部

作者:孔令军

  在化学学习的过程中,我们形成了许多观念,例如,元素观、能量观、守恒观、分子互作观等。这些观念是我们对化学认知不断加深的过程中塑造起来的,它有助于我们对微观粒子的学习和研究。今天北京新东方优能一对一部高中化学组孔令军老师着重介绍分子互作观在化学学习中的运用。

  一、从宏观和微观的角度分析

  在宏观世界中,我们认识到物体之间存在相互作用,例如我们对地面有压力的作用,而地面对我们有支持力的作用。在微观世界中,粒子也不是孤立存在的,它们之间也是有相互作用的,分子在它们的社会中相互作用,形成了玄妙的变化。下面以分子互作观在化学反应速率理解中应用为例,来了解分子互作观的作用。

  二、从影响因素的角度分析

  我们知道,化学反应速率描述了化学反应的快慢,通常用单位时间内反应物浓度的减少或者生成物浓度的增加来表示。影响化学反应速率的因素很多,例如,反应物本身的性质、温度、浓度、压强、催化剂等。其中,反应物本身的性质是内因,而温度、浓度、压强、催化剂是外因。在这阶段的学习过程中,学生普遍感觉难以理解,因为它稍显抽象,而且没有找到之前所学的可以借鉴的理论。接下来我们运用分子碰撞理论来探讨外因对化学反应速率的影响,以此来加深对化学反应速率的理解。

  三、从分子碰撞论的角度分析

  分子碰撞理论认为,化学反应的发生是分子间有效碰撞形成的。类似于实际生活中的投篮,如果要使这一事件成功,则必须使篮球与篮筐相互靠近。外因可以改变有效碰撞的次数,以此来加快化学反应速率。

  第一个因素——温度。温度可以提高反应物的能量,使单位体积内活化分子数目增多,增加了有效碰撞次数,则化学反应速率增大。

  第二个因素——浓度。浓度的增加,使单位体积内活化分子数目增加,进而增加了活化分子数目,从而使化学反应速率增加。

  第三个因素——压强。如果压缩体积来增大压强,则使单位体积内活化分子数目增加,有效碰撞次数增加,化学反应速率增加。如果容器体积不变,向其中充入惰性气体,则单位体积内活化分子的数目不变,则不能改变有效碰撞的次数,也就不能改变化学反应速率。

  第四个因素——催化剂。催化剂可以降低化学反应发生所需的活化能,从而使单位体积内活化分子数目增加,有效碰撞次数增加,化学反应速率增加。

  以上是四种常见的影响化学反应速率的因素,通过对比发现,它们都通过改变有效碰撞的次数来增大化学反应速率。通过这一理论,我们很容易理解外因对化学反应速率的影响。

  那么,除了用来解释化学反应速率以外,分子互作的观念还可以用在哪些知识的学习中呢?其实,许多物质结构、化学反应机理等都可以用分子互作的观念解释。除此以外,在生化领域,我们可以通过蛋白质与蛋白质、蛋白质与核酸、核酸与核酸的相互作用来理解生命活动。

  根据北京新东方优能一对一部孔令军老师所述,我们了解到分子互作观在化学乃至其它学科的学习和研究中,有着举足轻重的作用,是我们认识物质结构与功能的重要武器。类比人类社会的相互作用,分子社会中的互作也有着无与伦比的神秘魅力,吸引着一代又一代科学家勇于探索。

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