八年級上學期的理化課,到第六章的時候,許多同學會因為要記很多謎樣的符號而感到焦慮。除了常見元素名稱、符號之外,還有元素在週期表的位置以及在單元最後還會把這些元素用某種比例組合起來變成化合物的化學式。
常見元素的名稱和符號的對應,這件事情我覺得算是認識日常生活中超多種不同符號的其中一環,你認識的多一點,你就有機會接收到越多的訊息,這個在國中階段酌量挑選來記憶我覺得沒什麼問題。
再來是要不要把元素在週期表上的位置記起來?我指的就是誰在IA誰在VIIA這種事情。畢竟我們以前都是要把完整的A族背起來的(註),現在許多老師可能覺得不需要完整背起來,但是國中常見的A族元素在哪個位置是要背一下的。
為什麼要背呢?好處是什麼呢?如果你知道元素在週期表的位置,你就會對它對應的電子價數有概念,因為IA族都會是+1,IIA族都是+2,VIIA族都是-1,VIA族的氧幾乎都是-2,S的話有時候會是-2有時候會是+6...etc...
因為這件事情還算蠻有規律性的(?),所以運用這個規律性,加上化合物的電中性規則就可以很容易(?)湊出正確的化學式。
例如鈉(Na)是IA族,所以帶電的時候是+1,氯(Cl)是VIIA族,所以帶電的時候就是-1,兩者要結合起來變成化合物的時候就會變成1:1的NaCl,如果今天把鈉換成鈣(Ca),鈣是IIA族,所以是+2,和Cl搭配的時候,就得是CaCl2。那如果是跟VIA族的氧呢?就會變成Na2O和CaO喔。
好,那為什麼IA族又會總是帶一個正電呢?不能+2或-1嗎?這個等等說好了,我相信有些人頭已經有點昏了。
對於有些學生來說,你跟他說上面那些規則的時候,會陷入混亂,對他們來說,先把日常生活中常見的物質化學是硬背起來是比較有效的學習路徑。
但對另一些學生而言,聽到上面這些用「理解」「推論」的方式來記得化學式,是比較能接受的,你直接跟學生講:「你就背起來就好。」他的心裡面就會有排斥,覺得莫名其妙沒道理的時候,學習的效率就會很差。於是你跟他把上面的原理原則介紹一輪之後,他會覺得「阿原來這些數字背後的原理是這樣」的時候,他學習的狀態就會提昇很多。他會去檢驗許多化合物的規則,是不是都符合這些原則,在過程中就會越來越熟練,也會把符號都記清楚,直到他們碰到一些「例外」
「例外」的意思,是用原本的規則套用上去的時候,會產生衝突。發生的原因很簡單就是原本的規則適用的範圍太小了,必須要擴大規則才能適用更廣的範圍。
所以在教學的設計上,一定會先從「典型」的例子開始學。適用的規則最簡單,也能適用常用的範圍。圖上面,是康軒第六章最後附上的常見物質化學式,就符合「典型」這個規則。
這個規則是:
1.如果是氣體元素,都是雙原子H2, O2, N2, Cl2...
2.如果是化合物,有金屬和非金屬結合,金屬寫前面非金屬寫後面。NaCl
3.不會有兩種金屬在同一種化合物裡面的情形
4.兩種非金屬結合的話,H在前面O在後面,其他在中間 H2O, CO2...
5.中文的名稱有提到數字的,都和符合上的數字一致。沒有數字就是一。二氧化碳CO2, 二氧化錳 MnO2, 氯化鈉NaCl...
這時候如果出現
NaOH,氫氧化鈉的話,就傷腦筋了,這時候老師就會拿另一張東西叫做「離子表」要讓學生背。
要解釋的話會變這樣 O是 VIA族,要兩個電子,帶兩個負電,H是IA族,可以提供一個電子,OH結合的時候,得去別人那邊再拿一個電子來才會穩定,所以是OH-,所以跟Na結合的時候,會是NaOH,這個叫做原子團,讀作氫氧根離子。
如果再出現硫酸、碳酸鈉這些東西的話,就會更痛苦了。
其實這些原子團根本不需要急著在這個階段出現,下學期的酸鹼鹽單元,就會介紹這些離子、原子團。學生到那個時候,對許多符號和化學式已經熟悉了之後,再疊加新的內容上去,應該會比較容易學習,不用在這個階段就把所有不同類型的化學式都要學生背起來比較好。
學生學習的時間很長,慢慢來比較快。
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