元素化学论文范文

2022-05-13

本论文主题涵盖三篇精品范文,主要包括《元素化学论文范文(精选3篇)》,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助![摘要]无机化学系统讲授元素及其化合物的组成、结构、性质、用途及变化规律,是高等院校化学化工类专业学生的第一门基础课。元素部分是无机化学的重要组成部分,是无机化学的核心。无机化学元素部分内容零散,教师教学方法单一,学生学习不得要领,历来是无机化学课程教学中的难点。

第一篇:元素化学论文范文

巧把化学元素化成德育元素

【摘要】《高中化学课程》中的“情感态度”的目标主要是激发学生学习化学的兴趣,在学习化学的过程中学会关心环境、能源、卫生、健康等与现代社会有关的各种化学问题。养成科学态度,渗透爱国主义教育等,这些详尽的要求为高中化学教学进行德育渗透从范围到内容再到目标均提供了明确的指引,发挥化学课堂教学进行德育渗透的作用,是德育赋予高中化学教学的责任和使命。

【关键词】高中化学教学;德育渗透

高中化学教学内容丰富,而高中又恰好是学生的人生观、价值观和世界观形成的重要阶段,利用丰富的学习内容进行有机的德育渗透,培养学生的爱国主义等各种高尚的道德品质,培养学生的民族自豪感等等,可以说是恰逢其时。在化学教学过程中巧把化学元素化成德育元素,把学生培养成学识渊博、情感丰富、品行端正、志向高远的新世纪人才,是高中化学教师责无旁贷的任务。

一、渗透的必要性

1.课程标准的要求。课程标准中对培养学生的情感态度作出了明确的规定,高中的化学教育由以往的过度重视学科的知识传授,逐步转变为贴近生活和社会,尤其是以与人类生存密切相关的生活为切入点,在教学过程中进行及时、优质、高效的德育渗透,是对课程标准和教学目标的落实和践行。

2.学生成长的需要。高中阶段是人一生中最为富贵的黄金时期,其年龄特点决定了其心理特点,处于半幼稚半成熟这样的一种特殊的状态,随着高中课业负担的加重,考试升学等竞争的日益激烈,以及学生自身思维意识的发展,有自我发展、自我实现的要求,比较容易出现一遇挫折即化为自卑等心理健康问题。因此,结合高中生以上的心理发展特征,充分利用化学课堂教学的过程对学生进行正面的教育和引导,引导他们朝着积极健康的方向发展。

3.时代发展的需要。随着网络的高速发展,高中德育工作环境变得越来越复杂,学生在网络上比较容易获得各种不完整的知识或者是带有负面影响的信息,在一定程度上影响和阻碍了学生道德品质的培养和发展,加大了传统德育教育模式的难度。因此,高中化学教师更需要借助课堂教学这个主阵地,与时俱进,及时调整对高中学生德育渗透的策略和方法,提高德育工作的成效。

二、高中化学教学过程中进行德育渗透的可行性

1.教材中有大量可以挖掘的素材。如根据必修2第四章“开发利用金属矿物和海水资源”的内容,进行相应的拓展,结合我国2017年5月18日上午国土资源部在试采海上平台举办天然气水合物试采现场会的资料显示。国土资源部部长姜大明宣布我国海域首次,也是世界首次成功实现资源量占全球90%以上、开发难度最大的泥质粉砂型天然气水合物试采成功,为我国也为人类实现天然气水合物商业性开发利用提供了相应的技术储备,积累了该领域的宝贵经验。并且打破了我国在能源勘查开发领域长期跟跑的被动落后局面,对保障我国能源方面的安全、推动国家的绿色发展、建设海洋强国等诸多方面均产生了重要而深远的影响。这些都是对学生进行德育渗透的极具说服力的鲜活素材。该节的第二个内容“化学与资源综合利用、环境保护”,也包含着丰富的德育渗透契机。通过学习化石燃料的相关知识,并了解其对环境以及水力发电对环境的影响,了解除如何拓展开发化石燃料以外的清洁燃料和综合利用资源以及开发新能源等内容,从中了解化石燃料燃烧对环境造成的各种影响,懂得如何选择对环境污染较小的燃料,并深刻地认识到化石燃料综合利用和开发新能源的重要意义及开发新能源的迫切性和重要性。

2.我国现当代化学取得的巨大成就。如被称为中国化学史上丰碑的“人工合成牛胰岛素结晶”,这是世界上首例在实验室中用人工方法合成的蛋白质,诸如此类的事例为进行德育渗透提供了有力的支持。

3.无数科学家爱国奉献的事迹。像被称为我国制碱先驱者的候德榜先生放弃美国的优厚生活条件和优越的科研条件,毅然回到祖国,经过努力发明了“候氏制碱法”。又如当代无机化学学科的奠基人之一的申泮文研制出中国第一代镍氢电池这样的事例多不胜数,也为进行教学过程中的德育提供了丰富的材料,对这些材料进行有机的渗透,必定能激发起学生的民族自豪感和自信心,也能激发起他们报效祖国努力学习的精神。

三、德育渗透的要求

在高中化学教学过程中进行德育渗透,首先要认真分析学生的生理特点和心理特点,分析教材中能够进行渗透的契机和切入点,这样才能提高渗透的效果,否则容易产生走过场的形式主义,反而会引起学生的反感。滲透是可以设计和操作的,主要抓住下面三个要点:

1.渗得准。对各个知识点是否具备德育渗透的切入点,能不能切入,怎样切入,要做细致的分析和研究,把教学内容和德育渗透点设计成表格的形式,使整个学期甚至整个学年的德育渗透内容做到心中有数,这样才能做到一渗即准。

2.渗得巧。渗透的过程要紧紧抓住学生的年龄特点和心理特点,做到有的放矢,在事例的引入、实验的过程、题外话的拓展等等方面中做到随风潜入夜,润物细无声,巧妙机智地使德育渗透工作做到水到渠成而不着痕迹。

3.渗得深。渗透后有否激发学生的兴趣,有否打动学生的心灵,有否身体力行,都体现了渗透的效果。借助视频、图片、故事、报刊等资料对学生进行相关的德育渗透,比单纯的说教渗透所产生的效果要大得多,要深远得多。

四、德育渗透的内容

1.爱国教育。爱国主义教育是所有学科教育教学过程中不变的主线,以教材的内容为纲,以爱国主义为本,以化学课堂为载体,不论是理论知识的学习过程,还是实验探究的过程,抑或是自主研究的过程,都应该贯穿着这条主线,让学生认识到我国化学科学与西方国家之间的差距,以此来增强学生发愤图强报效祖国的责任心和使命感。

2.环境教育。化学科学的研究内容既与生活息息相关,也是与环境息息相关。纵观全球,环境污染、生态恶化、环境恶化,自然灾害,等等对人类构成了巨大的威胁,直接威胁着人类的生存。而臭氧层破坏、温室效应、酸雨等,又与化学知识有着密切的联系。在化学学科大量专业知识的学习、研究过程中,从现实生活中提取我国多起重大的环境污染事件,既让学生懂得用化学的方法解决危机,又让学生树立了为人类兴亡而奋斗的责任心。

3.科学精神。化学领域的探究相对于其他学科来说,更是充满了艰辛和危险,可以说是荆棘满途,每一次的重大发明或发现,无不是凝聚了无数的化学科研工作者的无数心血,有的甚至付出了生命的代价,这些都集中地体现了化学研究工作者们极其苛酷严谨的治学态度。其中著名的如发现了镭的居里夫人,三十五年如一日地在极其难受的废渣和废气的强烈刺激中寻找那若隐若现的镭,在一吨多的工业废弃物里经过艰苦的努力,才提炼出0.1克的镭,长年在这样恶劣环境下工作研究的居里夫人因此患上了癌症,付出了巨大的代价。她身上所体现的正是一个科学家对科学狂热的执着,正因为有了这样的科学精神,化学科学才有了今天的辉煌成就。这样的事例无疑是对学生进行科学精神培育的最佳事实。

当然,除了这些,还有很多更丰富的德育内容可以在化学教学的过程中进行有机的渗透,只要教师在化学教学过程中紧紧抓住学生比较关心各种现代社会都有关联的化学问题,巧妙地把每一个化学元素,均化成德育的元素,进行有机的德育渗透,务求把他们培养成为具有正确的科学态度、拥有高度爱国主义精神、高度社会责任感的新时代高中学生。

作者:王绍红

第二篇:无机化学元素部分教学体会

[摘 要]无机化学系统讲授元素及其化合物的组成、结构、性质、用途及变化规律,是高等院校化学化工类专业学生的第一门基础课。元素部分是无机化学的重要组成部分,是无机化学的核心。无机化学元素部分内容零散,教师教学方法单一,学生学习不得要领,历来是无机化学课程教学中的难点。潜心研究教材,抓住重点和难点,运用适当的教学方法,讲够重点、讲透难点,是攻克无机化学元素部分教学难题的方法和途径。

[关键词]无机化学;元素化学;教学

无机化学是高等院校化学化工类专业学生的第一门基础课,也是药学、环境科学、生物学等专业的基础课之一。元素化学是无机化学的重要组成部分,是无机化学的核心。[1]学习元素部分,旨在使学生全面系统地掌握各类元素和化合物的存在、制备、结构、性质及变化规律。[2]但是,元素部分的教学历来是无机化学课程教学中的难点,主要原因是元素部分内容庞杂、琐碎、系统性差,教师教学方法单一,学生学习不得要领,抓不住重点。因此,潜心研究教材,抓住重点和难点,运用适当的教学方法,讲够重点、讲透难点,是攻克无机化学元素部分教学难题的方法和途径。下面,笔者根据多年的教学实践,就无机化学元素部分的教学谈几点体会。

一、优选教学内容,化繁为简

元素无机化学内容繁杂,涉及100多种元素及其化合物的组成、结构、性质、用途及变化规律,常常令人望而生畏。[3]因此,教师在组织元素无机化学教学内容时,一定要吃透教材,根据教学目标的要求选择相关教学内容。教学内容应体现相关章节的重点和难点,并能起到以点带面、化繁为简的作用。例如在p区元素的教学中,重点讲授卤素、氧族元素和氮族元素;对于各族元素,选择其中一个或两个元素进行精讲。又如,对于内容较多的d区元素,教学时可重点讲授第一过渡系的铬、锰、铁、铜。对授课内容精挑细选,不仅能够巧妙地解决课时减少与教学内容增加的突出矛盾,还可以有效避免授课时面面俱到、泛泛而谈的现象,有利于强调重点、化解难点。实践证明,这种做法受到学生的普遍欢迎,便于学生掌握重点、理解难点。

元素的性质是元素无机化学讲授的核心内容,也是学生学习的重点和难点。由于物质的结构决定性质,性质又决定用途,因此教师应将原子结构、分子结构、化学热力学、动力学、氧化还原等化学基础理论贯穿于整个元素无机化学教学过程,有意识地引导学生用化学基础理论揭示元素化合物的性质及变化规律,使元素化合物知识系统化和深刻化。另一方面,学生也应自觉应用化学基础理论去理解、判断、解释元素及其化合物的结构与性质,善于发现和总结规律,绘制同一元素不同物质间的联络图以帮助记忆。[4]

根据特征电子构型,无机化学元素被划分为s区、p区、d区、ds区和f区,位于同一区域的元素因价电子构型相似而具有相似的理化性质。因此,建立以区划分内容,加强通性讲解的教学体系值得借鉴。周期系将百余种元素联系在一起,表示出元素之间横纵、上下、左右、对角、区域性的关系。讲授各区元素的通性,能让学生了解元素在周期表中的位置、全貌和共性,体会个性与共性、局部和全体的哲学思想,从而启发学生根据某元素的性质,发挥想象力,推测该区其他元素及其化合物的组成、结构与性质。[5]这种教学体系既精简了教学内容,又能让学生学得快、记得牢,收到事半功倍的效果。

二、优化教学方法,化难为易

要把元素化合物这部分知识讲活、讲透,使学生在轻松的气氛中获得知识,就必须采用多种教学方法。[6]授课时要灵活运用问题式、启发式、讨论式教学方法,启发学生积极思考,鼓励学生大胆发表意见,激发他们对化学的兴趣;引导学生自主学习,培养他们的创新精神,实现知识传授、能力培养、素质教育的协调发展。

爱因斯坦曾说过:“兴趣是最好的老师。”在课堂教学中,教师要密切联系生产生活实际和学科发展前沿,提炼其中的元素无机化学问题,及时为课程教学注入新鲜血液,增加课堂教学的知识性、趣味性,留住学生的学习热情,保持其对元素无机化学的好奇心、求知欲,激发学生对元素无机化学的学习兴趣。

在课堂教学中,教师还应巧用比喻,将某些抽象的理论、难懂的概念形象化、浅显化、通俗化。例如,讲解金属离子的配位数,中心离子的半径越大,越易形成高配位,但中心离子半径过大,配位数反而减少这一知识点时,可用吃饭用的圆桌子来进行比喻——圆桌半径越大,可容纳的人就多些,但如果桌子太大,就餐时就只有坐同一边,才能夹到菜,这样可坐的人反而少了。[7]

教师根据教学内容和学生的学习情况,提出一些学生理解不深、掌握不牢固的知识点,组织学生进行讨论,从而激发学生深入钻研,相互启发,开阔思路,加深对知识点的理解。讨论式教学把学习的主动权交给了学生,在教学中体现了积极、自主、合作、探究的学习方式。[8]例如,在学完p区元素后,组织学生就“p区元素单质与化合物的性质及其递变规律”这一问题展开讨论。通过讨论式教学,学生能在学习中思考、在思考中升华、在讨论中学习、在学习和掌握知识,同时,还能培养他们的自主学习能力和提高他们的综合素质。[9]

三、理论联系实际,加强实验教学

化学是一门实践性很强的学科。实验课教学不仅是无机化学课程的重要组成部分,也是帮助学生理解基本原理、基本理论,掌握物质基本性质的重要途径。根据无機化学授课内容和教学进度,精选经典无机化学实验,训练学生的基本操作能力,完成化学性质检验和化合物制备,实现从理论到实践,再从实践上升到理论的飞越。[10]

四、改革考核办法,引导学生自学

元素化学部分内容多、课时少,没有时间也没有必要全由教师讲授,应留部分章节给学生自学,布置自学思考题,引导学生自学,撰写自学报告。例如,将p区元素中的碳族元素和硼族元素以及整个s区元素留给学生自学,引导他们在自学过程中积极思考,自觉归纳学习要点,在完成自学报告的同时掌握元素及其化合物的组成、结构、性质及变化规律。

另外,无机化学元素部分涉及的元素多、内容杂,如果采用闭卷考试,势必增加学生负担,使其更加抵触对该课程的学习。在课终考核时,可借鉴“有限开卷,独立完成”的考试方式。课程学习之后,要求學生对学过的内容进行总结归纳,并写出书面小结作为作业;在考试时,可以用小结作业作参考进行“有限度”的开卷考试;考试结束后,学生将小结作业连同试卷一并上交,教师以此作为学生成绩的评定依据。[11]

五、结束语

无机化学元素部分涉及繁杂的化学现象和化学反应方程式,是无机化学教学中的难点,需要教师精心组织教学内容,潜心钻研教学方法,不断提高教学效果。只要教师善教,学生乐学,就能实现教学相长,收到良好的教学效果。

[ 注 释 ]

[1] 文君.无机化学中元素化学教学的探讨[J].贵州教育学院学报(自然科学),2005(2).

[2] 黄群增.无机化学中元素化学部分教学模式的改革与探索[J].南阳师范学院学报,2012(3).

[3] 高春朵.活化课堂教学,提高学生素质——谈元素无机化学的教与学[J].菏泽学院学报,2005(5).

[4] 刘伟.无机化学元素部分学法浅说[J].山西农业大学学报(社会科学版),2005(2).

[5] 谢钢,杨奇,陈三平,等.如何加强和提高元素化学教学[J].大学化学,2012(5).

[6] 段晓英,梁萍.浅谈元素化合物的教学方法[J].河北工业大学成人教育学院学报,2002(1).

[7] 方正军,陈建芳,邬峰.谈无机化学教学中引导学生自主学习的策略[J].科技创新导报,2009(5).

[8] 张泽会,刘冰,黄涛,等.元素无机化学教学中“归纳总结法”的研究与探讨[J].广东化工,2012(13).

[9] 李灵芝.凸显以学生为主体的元素化学教学模式探索[J].科技信息,2013(9).

[10] 周小霞,刘作华,赵先英,等.药学专业《无机化学》课程教学改革设计[J].广东化工,2009(199).

[11] 罗一帆,龚孟濂,毛宗万,等.改进元素无机化学教学方法的尝试[J].大学化学,2002(2).

[责任编辑:刘凤华]

作者:周小霞 肖湘 季卫刚 赵华文 赵先英

第三篇:应用地球化学元素特征判别沉积环境

摘 要:在沉积学当中,沉积环境是其中的一项重要的研究内容。在先前中,人们对于沉积岩当中所留存的原生沉积结构来作为依据来开展研究工作。现在沉积地球化学这个学科得到了一定的发展和进步,沉积环境研究方法也得到了一定程度上的补充,所以可以已经可以借助于沉积岩对于沉积和成岩过程当中的同位素的迁移和聚集过程当中所体现出的一系列特点来进行判定,现在已经在沉积学当中占据重要地位。本文针对这些内容进行了分析。

关键词:沉积环境;元素特征;地球化学

在沉积学的相关研究领域当中,沉积环境在其中起到的作用是非常重要的,其一方面表示着沉积地质作用现场所形成的环境,同时也可以在一定程度上代表着物化表现。在过去,我们的研究当中,大多是通过沉积物当中的原生结构和所沉积的古生物来对于环境进行分析,现在该学科已经得到了一定的发展,可以实现对于沉积物成岩时期的分布特点来对于其沉积环境进行判断。

1 对于氧化-还原环境的判断

古海洋大概在10-5亿年前开始形成氧化环境,在长期的发展过程当中,全球经历了多次的全球性的缺才演化成了现在的氧化环境。这样看来,海水当中的沉积物当中,很多元素的分异和富集都会在一定响度上受到氧化还原反应的影响,其中的很多种多价态的元素也会受到氧化还原反应的影响而出现改变,所以沉积物当中的元素含量也会出现变化。其中的Ni和Co元素在还原状态下,就会由于富集而沉淀。但是其中的Fe可以借由其多价态的变化,也就是黄铁的矿化程度来对于古海洋环境当中的氧化还原反应环境来进行判断,可以取得一定的成效。不同的元素的分异和富集当中的情况可以用于對于氧化还原环境来进行展示,用于判断其反应条件。

(1)U及其U/Th指标参数。U在海水中常以UO2(CO3)34-形式存在,并且具有较高的溶解度,而在还原条件下则以扩散的形式从海水进入沉积物,并还原成UO2、U3O7或U3O8等氧化物沉淀在沉积物中,形成U的富集。Th在海水温度下是一种不易发生变化的元素,通常富集在粘土碎屑中。所以依据U、Th两种元素的活跃性差异,U/Th值可以作为判别氧化还原环境的一个指标。当U/Th1.25时,判断为缺氧环境。

(2)Co、Ni及其Ni/Co指标参数。Co、Ni一般以+2价离子形式溶于海水中,不会和还原性高的H2S发生价态变化而形成硫化物沉淀。Co在氧化环境中以离子形式或以络合物形式赋存。在缺氧环境中以硫化物形式存在。Ni在氧化环境中以Ni2+、NiCl+以及溶于海水的NiCO3形式存在;在中等程度还原条件下,由于缺乏锰氧化物和硫化氢,络合物中的Ni会被分离出;在强还原条件下,Ni易形成硫化物。这两种元素会在还原环境中富集并且含量有所相关,又因为元素差异性导致含量有所不同,故可用Ni/Co值作为鉴定海洋氧化还原环境的一个参照。当Ni/Co7.00时,判断为贫氧或缺氧环境。

2 对于古盐度环境的判断

对于古气候的分析来说,古盐度也是其中的一项重要内容,应用古盐度就可以很好地分析和还原古气候。举例来说,可以对古盐度来进行计算,确定沉积相的中心位置,并且将元素地球化学特征来对于古地理和环境之前的关系来进行厘清,其一方面可以将古海洋的环境恢复出来,同时也可以从其盐度的变化情况体现其中的气候变化,可以以此为基础,对于地球的气候演化情况有一个更明确的判断。

(1)Sr、Ba及其Sr/Ba指标参数。Sr和Ba的化学性质在某些方面十分相似,但在不同的沉积环境中会有较大差别。由于Sr在水体中的迁移能力要大于Ba,所以当水体的盐度增加时,两者会有较明显的差异。在低盐度水体中,Sr和Ba均以重碳酸盐的形式存在。当水体盐度增加,矿化度上升时,Ba会率先以BaSO4的形式沉淀出来,而后Sr会逐渐富集,随水体盐度的增加而沉淀析出,形成SrSO4[6]。因此可以利用Sr与Ba的比值关系来作为判别古盐度变化的指标。当Sr/Ba1.0时,判断为海相沉积物。

(2)Rb、K及其Rb/K指标参数。K是一种应用性很广的元素,它不仅和泥岩中碎屑矿物的含量有关,还影响着黏土矿物中伊利石的含量。而Rb大多呈悬浮胶体状态搬运,在还原环境中胶体状的Rb会因凝絮效应沉淀,很容易被粘土矿物和有机质吸附。所以当盆地中水体的含盐度升高时,其吸附的Rb的含量也会增加,故可用Rb/K来作为一个反应水体盐度变化的判别标准。当Rb/K0.006时,判断为正常海相沉积物。

3 地球化学元素分带的地质环境意义

在不同的地质历史阶段,可以说不同的自然因素都会由于其不同的原因而互相影响,所以沉积环境也在不断变得复杂。基底的升降情况对于水环境和沉积相以及地球化学环境都会带来一定的影响,如果其基底在较大幅度的变化阶段,那么当时气候也以温暖湿润为主,当地的地表水体也在较大,所以也形成了深水环境,所以此时,沉积相也呈湖相。但是如果其基底升降较缓,那么其当时气候较为干燥,水量减少,所以沉积环境也会出现变化。在不同的时期,其各种因素也会出现不同的变化,所以在这个深化过程当中, 地层的岩性和化学元素含量并不能完全反应出对应关系,在不同的因素作用之下,其沉积环境往往会变得更加复杂。

在同一个分带内,地球化学环境和沉积相可以反应出一定的古气候,但是并不是按某一固定的模式来深化。气候冷暖变化在不断进行,同时水体的总量也在变化,沉积环境也会受到一定的影响。

各带形成以小周期循环为特点的振荡环境,每个带还可分成若干亚带“文中各带沉积环境演化趋势和规律的结论,只是以某种作用为主的概括,这种规律和趋势与各深度段乃至各测点的实际情况并不完全吻合。

古气候经历了由早更新世晚期的暖湿和温干的循环周期演化到中更新世的温湿和温干的又一个循环周期,到晚更新世,又经历了由温湿到冷湿,再到温干的循环周期,全新世以来,古气候继承了晚更新世的温干特征,继续向更加温干方向演化,地球化学环境总的演化趋势由以还原作用为主渐变为以氧化作用为主,地层沉积的水环境由深水渐变为浅水,沉积相由湖相渐变为河流相,古气候由温湿渐变为温干。

4 总结

本文针对一些元素在不同沉积环境当中的变化特征进行了总结,结合地球化学学科当中的相关理念来对于不同的沉积环境进行判断,给相关研究的开展提供了一些参考。举例来说,U、Th、Ni和Co等等元素有一定的分异和富集反应,其可以用于指示古海洋氧化和还原变化的条件;而Ba、Rb、Sr、k这元素类型也可以很好地将水体盐度变化情况表现出来。这样看来,应用地球化学和元素分析可以很好地判断出沉积环境当中的很多变化内容,对于海陆相沉积和古气候研究来说作用非常重要。

参考文献

[1]谢淑云,鲍征宇.多重分形与地球化学元素的分布规律[J].地球与环境,2003,31(3):97-102.

[2]张立.基于核主成分分析和多重分形的地球化学综合异常信息提取[D].成都理工大学,2014.

[3]李堃,胡光道,刘才泽.个旧地区地球化学元素的多重分形特征及找矿预测[J].矿产与地质,2006,20(4):498-502.

[4]谢淑云,成秋明,鲍征宇,et al.不同级次水系沉积物中地球化学元素的多重分形分散模式研究[C]//全国数学地球科学与地学信息学术会议. 2009.

作者:赵玉林

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