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時間：2023-07-09 09:01:26
序論：好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇化學元素的原子質(zhì)量范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。
相對原子質(zhì)量是指以一個碳負12原子質(zhì)量的十二分之一作為標準，任何一種原子的平均原子質(zhì)量跟一個碳負12原子質(zhì)量的十二分之一的比值，稱為該原子的相對原子質(zhì)量。硫元素的平均原子質(zhì)量跟一個碳負12原子質(zhì)量的十二分之一的比值為30.27，所以硫的相對原子質(zhì)量為30.27。
硫是一種化學元素，在元素周期表中它的化學符號是S，原子序數(shù)是16。硫是一種非常常見的無味無嗅的非金屬，純的硫是黃色的晶體，又稱做硫磺。在自然界中它經(jīng)常以硫化物或硫酸鹽的形式出現(xiàn)，尤其在火山地區(qū)純的硫也在自然界出現(xiàn)。
（來源：文章屋網(wǎng) ）
氫在自然界中存在的同位素有：氕（氫1，H）、氘（氫2，重氫，D）、氚（氫3，超重氫，T）。
氫是原子序數(shù)為1的化學元素，化學符號為H，在元素周期表中位于第一位。其原子質(zhì)量為1.00794u，是最輕的元素，也是宇宙中含量最多的元素，大約占據(jù)宇宙質(zhì)量的75%。氫通常的單質(zhì)形態(tài)是氫氣。它是無色無味無臭，極易燃燒的由雙原子分子組成的氣體，氫氣是最輕的氣體。
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ti的相對原子質(zhì)量是48。ti是指鈦，鈦是一種化學元素，原子序數(shù)22，在化學元素周期表中位于第4周期、第IVB族。是一種銀白色的過渡金屬，其特征為重量輕、強度高、具金屬光澤。
鈦被認為是一種稀有金屬，這是由于在自然界中其存在分散并難于提取。但其相對豐富，在所有元素中居第十位。鈦的礦石主要有鈦鐵礦及金紅石，廣布于地殼及巖石圈之中。鈦亦同時存在于幾乎所有生物、巖石、水體及土壤中。
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鋁相對原子質(zhì)量：26.981539。鋁元素在地殼中的含量僅次于氧和硅，居第三位，是地殼中含量最豐富的金屬元素。航空、建筑、汽車三大重要工業(yè)的發(fā)展，要求材料特性具有鋁及其合金的獨特性質(zhì)，這就大大有利于這種新金屬鋁的生產(chǎn)和應(yīng)用。應(yīng)用極為廣泛。
化學元素（Chemicalelement）就是具有相同的核電荷數(shù)（核內(nèi)質(zhì)子數(shù)）的一類原子的總稱。從哲學角度解析，元素是原子的電子數(shù)目發(fā)生量變而導(dǎo)致質(zhì)變的結(jié)果。
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人工合成新元素，必須讓兩個原子量較小的原子相互撞擊，使它們的原子核融合，從而得到原子量較大的新原子。其過程如同讓一顆行星撞擊到另一顆行星的內(nèi)部，會產(chǎn)生極大的能量，不僅非常危險，而且成本高昂。目前，全世界只有六七個實驗室具備這方面的技術(shù)和設(shè)備。
隨著合成的新元素的原子序數(shù)的增大，這項工作變得越來越艱難。人工合成的新元素大多為放射性元素，隨著元素序號的增大，它們的半衰期也越來越短。比如，第100號元素鐨（Fm）的半衰期約為20個小時，而第114號元素（Fl）的半衰期約為2.6秒。要證明新元素被成功合成，必須在其極短暫的半衰期內(nèi)確定其質(zhì)子數(shù)，而這恰恰是極其困難的。
合成新元素還需要一點“運氣”。從理論上來說，人工合成的新原子的質(zhì)子數(shù)應(yīng)等于兩個相互撞擊的原子的質(zhì)子數(shù)之和，但事實并非如此。1996年，科學家們用鋅原子束（Zn，質(zhì)子數(shù)30）轟擊鉛靶（Pb，質(zhì)子數(shù)82），合成了第112號元素哥白尼（Cn），此后又嘗試用鈾和鈣、钚和氬、鋦和硫等來合成Cn，因為這三組元素的質(zhì)子數(shù)之和都為112。然而，除了用鈾和鈣合成了Cn的同位素之外，其他嘗試都失敗了。
2004年，俄羅斯核子聯(lián)合研究所和美國勞倫斯?利弗莫爾國家實驗室合作，用含有20個質(zhì)子的鈣離子（Ca2+）轟擊含有95個質(zhì)子的镅原子（Am），四次合成了一種新原子。這些新原子很不穩(wěn)定，在幾微秒后就衰變成第113號元素（暫名Uut），之后又進一步衰變成第105號元素钅杜（Db）。
根據(jù)人工合成元素的原理，科學家認為這就是第115號元素（暫名Uup）的原子。但是由于沒能在該原子衰變前測出它的質(zhì)子數(shù)，所以第115號元素沒有獲得國際純粹與應(yīng)用物理聯(lián)合會（IUPAP）和國際純粹與應(yīng)用化學聯(lián)合會（IUPAC）的認可。
不過科學家們并沒有放棄。2013年8月下旬，瑞典隆德大學核物理學家德克?魯?shù)婪蝾I(lǐng)導(dǎo)的團隊用同樣的方法合成了Uup原子。這強有力地表明，兩個團隊均成功地在實驗室合成了這個新元素。之后，他們根據(jù)“不同元素會發(fā)射該元素原子特有能量的X射線”的原理，測量出這種新原子的X射線輻射水平，發(fā)現(xiàn)它與理論上的第115號元素相同。這也為證明第115號元素的成功合成提供了新證據(jù)。
接下來， IUPAP和IUPAC的專家小組將會對實驗的各個方面進行反復(fù)驗證，比如，實驗?zāi)芊裰貜?fù)、結(jié)論是否正確等。一旦確認實驗成立，第115號元素即可獲得官方命名，并在元素周期表上“安家落戶”。
【練一練】
2013年8月27日，英國廣播公司報道，瑞典科學家發(fā)現(xiàn)了115號元素存在的新證據(jù)。已知115號元素的一種核素為X，下列有關(guān)115號元素的敘述，正確的是
A. 115號元素在元素周期表中位于第八周期
B. 115號元素的這種核素中，中子數(shù)與核外電子數(shù)之差為174
C. 115號元素原子與12C原子質(zhì)量之比為11512
D. 115號元素最高可顯+5價
這是古代哲人們就開始思索的問題。
留基伯
公元前5世紀的古希臘哲學家留基伯在致力于思考分割物質(zhì)問題后得出一個結(jié)論：分割過程不能永遠繼續(xù)下去，物質(zhì)的碎片遲早會達到不可能分得更小的地步。他的學生德謨克里特接受了這種物質(zhì)碎片會小到不可再分的觀念，并稱這種物質(zhì)的最小組成單位為“原子”（意思是“不可分割”）。由留基伯與德謨克里特提出的原子論哲學作為“最系統(tǒng)、最始終一貫，并且可以應(yīng)用于一切物體的學說”（亞里士多德語）是對早期希臘各派自然哲學的大綜合，并將早期希臘的自然哲學推上一個光輝的頂峰。
德謨克里特
在他們的觀點中，原子是最微小的、不可再分割的物質(zhì)微粒，是堅實的、內(nèi)部絕對充滿而沒有空隙的東西。原子數(shù)目有無限多，它們彼此間性質(zhì)相同，其差別只表現(xiàn)在形狀、大小和排列上。原子在虛空中不停地運動，運動中原子間會發(fā)生碰撞，有時會粘著并組合在一起。于是，一組原子組合成一種東西，而另一組原子組合成另外的東西等等，這樣萬物就由作為實在的建筑石料的原子和虛空構(gòu)成了。
其后，哲學家伊壁鳩魯、盧克萊修先后接受了這種原子學說，后者在其著名詩作《物性論》中以動人的筆觸全面介紹了原子學說，使之成為古代原子學說理論知識的最主要來源。在中世紀，一些阿拉伯的思想家接受了原子論，而西方的經(jīng)院神學家們卻因它與宗教學說教義相沖突而激烈反對這種觀點。文藝復(fù)興時期，與原子論相關(guān)的思想出現(xiàn)在布魯諾、伽利略、弗朗西斯?培根等人的著作中。
伽桑狄
在此之后，法國哲學家伽桑狄（1592-1655年）接受了原子學說，他的有說服力的著作，使人們對原子學說的關(guān)注得以復(fù)蘇，并引發(fā)了科學家的興趣，從而將原子論引入到現(xiàn)代科學中?！肮糯軐W家的那些理論，現(xiàn)在又在大聲喝彩中復(fù)興了，仿佛是現(xiàn)代哲學家發(fā)現(xiàn)的”（玻意耳語）。原子學說在17世紀得以復(fù)活。更重要的是，哲學家的思想火炬開始傳遞到科學家手中。
化學家的原子
英國化學家玻意耳受伽桑狄著作的強烈影響，他相信：“宇宙中由普遍物質(zhì)組成的混合物體的最初產(chǎn)物實際上是可以分成大小不同且形狀千變?nèi)f化的微小粒子，這種想法并不荒謬?！痹凇稇岩傻幕瘜W家》（1661年）的書中，他提出“猜測世界可能由哪些基質(zhì)組成是毫無用處的。人們必須通過實驗來確定它們究竟是什么”。他把任何不能通過化學方法將其分解成更簡單組分的物質(zhì)稱為元素。在他看來，“元素……是指某種原始的、簡單的、一點也沒有攙雜的物體。元素不能用任何其他物體造成，也不能彼此相互造成。元素是直接合成所謂完全混合物的成分，也是完全混合物最終分解成的要素”。后來的化學家拉瓦錫也把“元素或要素”定義為“分析所能達到的終點”。
19世紀初，化學家道爾頓更進一步闡述了化學原子學說的基本觀點：化學元素由非常微小的、不可再分的物質(zhì)粒子原子組成，原子在所有化學變化中均保持自己的獨特性質(zhì)；同一元素的所有的原子，各方面性質(zhì)特別是重量都完全相同，而不同的元素的原子有自己獨特的性質(zhì)；有簡單數(shù)值比的元素的原子相結(jié)合時，就發(fā)生化合。道爾頓關(guān)于化學原子的偉大概括，最早記錄在1803年9月6日的筆記中，1808年正式發(fā)表于《化學哲學的新體系》一書，由此近代原子理論得以建立。
道爾頓
當時，經(jīng)過18、19世紀許多化學家對化合物組成進行的定量研究，已逐漸得出一些定律，如定比、倍比和當量比例定律。原子理論作為一種可資運用的有效方案，可以成功地解釋這些定律，這為原子學說提供了有力的支持。
然而，道爾頓的學說不能從化合比例決定原子的相對重量。比如原子學說可以解釋水總是由氫與氧按1：8的比例合成，但氫、氧的相對重量我們還是不知道，因為我們并不知道水中氫氧元素各有多少個原子。當然，現(xiàn)在我們已經(jīng)知道水分子由兩個氫原子與一個氧原子組成，因此水分子可表示為H2O，但在十九世紀很長的一段時間中，水分子卻被表示為HO。
水分子
為理解某種化合物中每種元素各有多少個原子以及得出正確的原子量所需要的東西實際上早在1811年就被提出了，這就是阿伏加德羅假說。這一假說認為：同溫同壓同體積的氣體含有相同數(shù)的分子。遺憾的是，這一假說長期未受重視。直到1860年，在卡爾斯魯厄舉行的首屆國際化學家會議上，有化學家強調(diào)了阿伏伽德羅假說對化學的重要性后，阿伏伽德羅假說才很快征服了化學家的心靈。
于是，在化學家眼中，被假設(shè)為不可再進一步分割的“元素”成為構(gòu)成宇宙的基本成分。隨著人們發(fā)現(xiàn)的元素數(shù)目的增加，化學家手中的原子數(shù)也逐漸增長。20世紀早期這個數(shù)目就達到了92個，這意味著世界上有幾十種不同的“原子”。那么尋找了2000多年的簡單的統(tǒng)一性在哪里呢？是否存在更為基本的“原子”，幾十種不同的元素都由其組成呢？
1815和1816年，在倫敦行醫(yī)的醫(yī)學博士威廉?普勞特發(fā)表兩篇文章，在文章中分別提出：所有相對原子質(zhì)量均為氫相對原子質(zhì)量的整數(shù)倍；氫是原始物質(zhì)或“第一物質(zhì)”，而其他所有元素都只是氫原子的組合體。
1.1 遷移價值
元素周期律是化學必修內(nèi)容的重要組成部分，其相關(guān)知識在必修和選修模塊中均有提及。因此，學好元素周期律有助于打好化學學習的基礎(chǔ)，對今后的知識學習也具有一定的遷移作用。高中的化學元素周期律的學習是在學習了堿金屬族和鹵族元素基礎(chǔ)上進行的，因此在教學中，教師也可以引導(dǎo)學生從堿金屬族和鹵族元素知識開始遷移，向?qū)W生滲透遷移的思維方法。
1.2 認知價值
建構(gòu)主義學習觀認為學習的過程不能是被動的接受，而是主動探究知識的過程。通過對元素周期律發(fā)展史的學習，不僅能使學生了解具體的發(fā)展過程，更重要的是向?qū)W生呈現(xiàn)了科學研究的模型和科學思維的方法，這將對學生的主動建構(gòu)知識的過程起到促進作用。
1.3 情感價值
新課程關(guān)注的學習目標除了知識與技能、過程與方法，還關(guān)注學生情感、態(tài)度、價值觀的養(yǎng)成。元素周期律的學習對學生的情感本文由收集整理、態(tài)度、價值觀的育成有重要價值。一方面，通過元素周期律發(fā)現(xiàn)史的教育，可以開拓學生的科學視野，培養(yǎng)他們嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，激勵他們追求真理的信念。另一方面，通過向?qū)W生呈現(xiàn)元素周期律和周期表的探索與發(fā)展過程，揭示了科學的思維過程，有利于培養(yǎng)學生科學的研究方法和辯證的科學思想。
2、元素周期律的教學策略
機械式的學習和記憶元素周期律，不利于對這一規(guī)律的理解和應(yīng)用。而針對元素周期律的知識特點，設(shè)計探究式教學，讓學生主動探究元素周期律的有關(guān)規(guī)律，通過自主合作學習，讓學生發(fā)現(xiàn)問題并積極質(zhì)疑、探究、總結(jié)和反思，將會極大地發(fā)揮學生的主體性，不僅利于知識的理解和應(yīng)用，還有利于培養(yǎng)學生的科學探究能力。
2.1 探究式教學策略
元素周期律的內(nèi)容是高中化學最具規(guī)律性的知識，其性質(zhì)規(guī)律由物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)決定，由于物質(zhì)結(jié)構(gòu)過于抽象，學生對此摸不清，所以難于理解，這也就導(dǎo)致很多學生只能機械的記憶這些規(guī)律，而無法熟練的應(yīng)用這些規(guī)律。元素周期律的規(guī)律教學是這部分的重點和難點，實施探究教學，教師需要把握好以下幾點：
第一，激發(fā)學生對探究學習的興趣。教師要為學生創(chuàng)設(shè)更多的問題情境，讓學生有問題可探究，在學習實踐中引導(dǎo)學生體驗探究學習的成功感，培養(yǎng)他們的探究興趣。
第二，發(fā)揮學生在探究學習中的主體作用。首先，教師要充分信任學生，把探究的機會留給學生。其次，對有難度的探究問題，教師要扮演好引導(dǎo)者和組織者的角色，組織學生形成學習小組，發(fā)揮集體智慧，在必要的知識點上予以啟發(fā)性的引導(dǎo)，讓學生感受到學習的過程就是發(fā)現(xiàn)的過程。
第三，問題要有探究性。在課前階段，教師要設(shè)計好探究學習中的探究問題，過于簡單和過于困難的問題都會使學生在探究中無所適從，使課堂時間在無意義的探究中浪費掉。
2.2 探究式教學的實施
1、創(chuàng)設(shè)情境
在探究教學的實施階段，我首先向?qū)W生講述了門捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期律的故事以及他的“預(yù)言”，這些預(yù)言在以后的科學發(fā)現(xiàn)里被一一證實。
2、提出問題，收集材料
然后，我讓學生觀察元素周期表并提出關(guān)于元素周期律的相關(guān)問題，讓學生收集材料，分析材料并整理和繪圖。
3、小組合作學習
以小組為單位，討論交流
4、班級答辯
各小組得出分析結(jié)論后，輪流在班級發(fā)言，并就各組的研究方法和結(jié)論進行辯論，最后教師進行點評和總結(jié)。
3、用好元素周期表
元素周期表的作用不僅僅是呈現(xiàn)給我們各種元素的排布，仔細研究還
是大有玄機的?？梢哉f研究好了這張表格，元素周期律的學習就成功了大半。在教學中，我時常強調(diào)這張表的重要，要學生做到“人人心中一張表”。當然，元素周期表不能靠死記硬背，關(guān)鍵的是指導(dǎo)學生總結(jié)出這張表的規(guī)律，如“四性”和“四量”。
[橋段]
人們常說毒藥是相對劑量而言的。的確，人體在攝入過量的任何物質(zhì)之后都會發(fā)生不良反應(yīng)，最終導(dǎo)致其自身的毀滅。我們甚至會因為攝入過多的氧氣或水而中毒。太多的氧氣會損傷大腦。我們知道吸氧氣過量曾導(dǎo)致早產(chǎn)兒和深海潛水員死亡；一個極度口渴的人如果突然喝下大量的水，就會導(dǎo)致體內(nèi)鹽類失衡，從而使心肌停止工作。
1869年，俄國化學家門捷列夫編制出第一張元素周期表。按照相對原子質(zhì)量由小到大排列，將化學性質(zhì)相似的元素放在同一縱行，揭示了化學元素之間的內(nèi)在聯(lián)系，成為化學發(fā)展史上的重要里程碑之一。隨著科學的發(fā)展，元素周期表中未知元素留下的空位先后被填滿。
在過去的那些年代中，化學元素曾經(jīng)使數(shù)以百萬計的人中毒，并被一些人用作謀殺的工具。如今我們能夠揭開前輩們費盡心機想要破解的秘密，并且了解到人類為了使自己的生活免受那些有毒元素的危害而作出的巨大努力，這本《致命元素：毒藥的歷史》即將帶你進入這個曾經(jīng)神秘莫測的世界。
自人類有史以來，毒藥就用途廣泛。毒藥知識的線索可追溯至古代煉金術(shù)。這些煉金術(shù)士，在實驗過程中最常用到的就是水銀，也就是液態(tài)的汞。在有關(guān)煉金術(shù)的理論中，許多人都相信水銀可以轉(zhuǎn)變?yōu)辄S金，所以汞被認為是將賤金屬轉(zhuǎn)化為黃金的關(guān)鍵。而當時人們還沒有認識到加熱汞產(chǎn)生蒸氣的毒性。這種巨毒的汞蒸氣對許多煉金術(shù)士，甚至業(yè)余煉金愛好者都產(chǎn)生了有害影響，其中就包括人類歷史上最偉大的科學家牛頓。
從煉金術(shù)談起，約翰·埃姆斯利引出了第一個要談?wù)摰挠卸净瘜W元素汞。汞無處不在，令我們防不勝防。人類平均每天汞攝入量為成人3微克，嬰幼兒約1微克。它們主要來自我們所呼吸的空氣以及飲用的水。汞中毒有兩種類型：慢性和急性。慢性中毒者會出現(xiàn)疲憊、全身無力以及雙手震顫等生理癥狀。這些癥狀是由汞對中樞神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生作用而引起的。更為嚴重的是心理癥狀，包括易怒、抑郁以及總是認為別人在迫害自己。根據(jù)牛頓在煉金筆記上的記載，他曾長期暴露在含汞的環(huán)境中，其一生都表現(xiàn)出明顯的精神病傾向，后人推測汞中毒可能是導(dǎo)致其精神不穩(wěn)定的一個因素。
一、合情推理的含義
合情推理這一概念是美籍匈牙利數(shù)學家、教育家波利亞在他的名著《數(shù)學與猜想》中提出的。波利亞的教育思想影響了世界上許多國家的數(shù)學教育，我國21世紀的數(shù)學課程改革也深受其影
響。筆者認為，從邏輯學的角度來看，合情推理有助于科學發(fā)現(xiàn)。
那么，到底什么是合情推理呢？這個問題要做出一個很清晰的界定是有困難的。但根據(jù)筆者的了解，合情推理的主要特征大體如下：①合情推理區(qū)別于論證推理和演繹推理；②合情推理為猜想提供依據(jù)；③論證推理是可靠的，合情推理是有風險的；④論證推理用于證明，合情推理用于發(fā)現(xiàn)；⑤有效地應(yīng)用合情推理是一種實際技能，需要通過模仿和練習來學會。
以上是我對合情推理的簡單描述，下面我們來看一看它對化學的影響，同時也幫助讀者更直觀地理解這一概念。
二、合情推理對化學的影響
合情推理雖然是數(shù)學家提出的一個概念，在數(shù)學上有著廣泛的應(yīng)用。但與此同時，它也適用于其他學科，特別是自然科學領(lǐng)域。那么，化學作為自然科學的核心學科，它的發(fā)展自然也少不了合情推理的貢獻。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，到19世紀60年代，化學家發(fā)現(xiàn)的化學元素增加到了63種。直到1969年，俄國科學家門捷列夫發(fā)表了論文《元素性質(zhì)和原子量的關(guān)系》，謎團才逐漸解開。他在論文中寫道：“我從最小的原子量選取元素，把它們按原子量大小的順序排列，發(fā)現(xiàn)元素的性質(zhì)好像存在著周期性，甚至元素的化合價也是一個接一個按它們原子量的大小形成算術(shù)的序列?！焙髞黹T捷列夫沿著這個思路編制了元素周期表，預(yù)言了類似硼、鋁、硅等未知元素的性質(zhì)，并為這些元素在元素周期表中留下了空位。他在周期表中沒有完全按照相對原子質(zhì)量數(shù)值由小到大的順序排列，并指出了當時測定某些元素的相對原子質(zhì)量數(shù)值有錯誤。若干年后，他的預(yù)言都得到了證實。
門捷列夫科學地發(fā)現(xiàn)過程就是進行合情推理的過程：首先，
有一大堆復(fù)雜的看似并不相關(guān)的材料——63種元素的相對原子質(zhì)量和性質(zhì)。然后，將材料按照一定的順序（相對原子質(zhì)量）進行排序、分類、比較，將相類似的歸并為一類，發(fā)現(xiàn)類似性質(zhì)的元素之間總是隔著一定數(shù)目的元素，通過歸納發(fā)現(xiàn)元素的性質(zhì)可能存在著周期性，進而大膽猜想元素的性質(zhì)可能表現(xiàn)在它們的相對原子質(zhì)量上。論文中清晰地記錄了門捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期律過程中的思維變化，中間充滿了想象和猜想。
三、有機化學中的合情推理
有機化學作為化學學科的一個重要分支，已經(jīng)有二百余年歷史了。但到目前為止，不管是研究有機物的結(jié)構(gòu)，還是研究有機物的性質(zhì)，或是研究有機物的合成，在研究過程中都充滿了猜想，所以，進行合情推理就顯得格外重要了，如DNA結(jié)構(gòu)的確立過程。當時，沃森和克里克提出的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)只是合情推理的一個產(chǎn)物，因為那時還沒有完全能夠證明此觀點的實驗數(shù)據(jù)。我們試想，如果他們一定要等到“證據(jù)確鑿”才敢公布的話，我想那DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)這個具有里程碑式的發(fā)現(xiàn)早就歸別人所有了。
綜上所述，合情推理不僅推動數(shù)學的進步和發(fā)展，而且也同樣推動了化學的進步和發(fā)展，特別在有機化學領(lǐng)域，進行合情推理顯得尤為重要。所以，我們高中有機化學的考查與此密切相關(guān)。
四、合情推理在高中有機化學考查中的體現(xiàn)與運用
高中有機化學的考查內(nèi)容較為廣泛，不僅包括有機物研究方法的考查，還有一大批具有代表性的有機物結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的考查，但是，不管考查的內(nèi)容是多么的不同，考查的能力卻大多集中在“推理能力”上，這一點在近幾年的高考中體現(xiàn)得非常明顯。具體在考題中所涉及的“推理能力”主要分為兩類：一類是演繹推理，學生在推理過程中，只要知識和邏輯正確，結(jié)果是沒有風險的。學生在這類題的解答過程中感覺是較為“放心”的；另一類則是合情推理，根據(jù)現(xiàn)有的不夠充足的證據(jù)和自己的經(jīng)驗進行猜想和判
斷，并對自己的猜想和判斷承擔風險。學生在這類問題的解答過程中感覺是“不安”的。
從考查能力要求上來看，合情推理比演繹推理要求更高；從科學創(chuàng)新的角度來看，合情推理的考查比演繹推理的考查更有意義。因此，本文接下來將重點探討的就是有機化學中涉及合情推理的考查以及如何采用合情推理來解決問題。
我們先來看一道2007年全國理綜卷II的高考題：
仔細分析下列表格中烴的排列規(guī)律，判斷排列在第15位烴的分子式是什么？
在解答本題時，我們不得不用到不完全歸納法進行推理：已知1-3三種烴的碳原子數(shù)均為2，氫原子數(shù)分別為2、4、6；4-6三
種烴的碳原子數(shù)均為3，氫原子數(shù)分別為4、6、8；7-9三種烴的碳
原子數(shù)均為4，氫原子數(shù)分別為6、8、10。因此，推知10-12三種烴的碳原子數(shù)均為5，氫原子數(shù)分別為8、10、12；13-15三種烴的碳原子數(shù)均為6，氫原子數(shù)分別為10、12、14……我們非常順利地順著這個思路，合情地得出了我們需要的結(jié)果。但是，嚴格地講，此結(jié)果并非是排他性的，它只是從某一個角度入手的不完全歸納的結(jié)果，它是不能完全得到證明的，所以，此結(jié)果是有風險的。這里的不完全歸納推理就是從特殊到一般帶有猜想性質(zhì)的推理，屬于合情推理的范疇。所以，此題正是考查學生進行合情推理的能力。讀者讀到這里可能會覺得合情推理的運用似乎并不是很難，不要著急，我們接著往下看。
這是一道2008年天津的高考題：某天然有機化合物A僅含
C、H、O元素，與A相關(guān)的反應(yīng)框圖如下：
看完上面的框圖你就會發(fā)現(xiàn)，此題沒有一個明確的物質(zhì)可以作為演繹推理的起點。因此，此題一開始就必須運用猜想和可能性的不完全歸納等合情推理形式進行推導(dǎo)。具體如下：在推導(dǎo)時，首先要解決的一個問題就是起點的選擇。在框圖中，物質(zhì)A、D、E、G、P和S都有一定的信息提供，但經(jīng)過合情推理，我們發(fā)現(xiàn)G的分子結(jié)構(gòu)的可能情況最少，它只有兩種情況：
而其他物質(zhì)的可能性都非常多，因此，選擇G作為推理的起點相對最為合理。接下來我們對G的兩種結(jié)構(gòu)形式分別進行演繹推理，在推到物質(zhì)E時，我們發(fā)現(xiàn)如果G的結(jié)構(gòu)是第二種情況，那么符合條件的E將不存在。由此，我們才能真正確定G的結(jié)構(gòu)。G一旦真正確定，其他物質(zhì)就可以通過演繹推理較為“放心”的得出。因此，合情推理在這里起了具有“發(fā)現(xiàn)”意義的作用。這道題目中G的猜測和論證過程與DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的猜測和論證過程極為相似，后者也是先通過合情推理得出可能的情況（雙螺旋結(jié)構(gòu)），并公開發(fā)表，然后大量的科學家論證其真實性。
以上例子就是高中有機化學中關(guān)于合情推理考查的典型代表，像這樣的考查類型在有機化學的高考題中舉不勝舉。
如，2009年天津理綜卷的一道題目：請仔細閱讀以下轉(zhuǎn)化關(guān)系：
A是從蛇床子果實中提取的一種中草藥有效成分，是由碳、
氫、氧元素組成的酯類化合物；B稱作冰片，可用于醫(yī)藥和制香精、樟腦等；C的核磁共振氫譜顯示其分子中含有4種氫原子；D中只含一個氧原子，與Na反應(yīng)放出H2；F為烴。
此題中物質(zhì)F結(jié)構(gòu)的確定是解決整道題目的先決條件。對于F結(jié)構(gòu)的推導(dǎo)也必須經(jīng)歷這樣的過程：利用已知的分子量和E到
F的轉(zhuǎn)化條件對F進行合情推理，得出多個可能性結(jié)果：分子式為C5H10的所有烯烴（共5種），然后利用C、D和E之間轉(zhuǎn)化的框圖及已知對C和D的描述進行推理論證和排查，最終得到唯一的確定性結(jié)果。此過程簡單來說就是：合情推理—可能性結(jié)果—推理論證—確定性結(jié)果。
通過對此例的分析，我想關(guān)于有機化學考查中合情推理的體現(xiàn)和運用不需要再重復(fù)舉例，讀者自己感興趣可以做更大量的研究，相信能給出更多的范例，供我們分析。但我們都知道，無論多少例子給我們分析，我們得出的結(jié)論始終是“不可靠”的，帶有“猜想”的，因為它始終是不完全歸納的結(jié)果，屬于合情推理的范疇。
最后，我也給讀者一個帶有合情推理的結(jié)論。
五、合情推理的結(jié)論
高中有機化學主要考查學生的能力，而考查的各種能力中又以推理能力為主，推理能力主要包括演繹推理和合情推理，其中合情推理比演繹推理要求更高。所以，我們必須在平時的有機化學教學中不斷滲透合情推理的思想，把合情推理作為區(qū)別于演繹推理的一種理論向?qū)W生介紹，為學生在解決有機化學問題的過程中提供理論支持。
在具體的教學中，要讓學生學會高效、正確的解決高中有機化學考查中的一些問題，我覺得必須按照此過程進行分析：合情推理—可能性結(jié)果—推理論證—確定結(jié)果。
以上是我經(jīng)過有限的分析與研究得出的結(jié)論，屬于合情推理的范疇，若要使此結(jié)論真正屬實，需要同行作更多的研究。
參考文獻：
文獻標識碼：B
1設(shè)計思想
本節(jié)內(nèi)容屬于《化學1》的專題1的“第三單元人類對原子結(jié)構(gòu)的認識”。包含了二個內(nèi)容：原子結(jié)構(gòu)模型的演變和原子的構(gòu)成。學生在初中已經(jīng)初步接觸了原子的構(gòu)成，有一定的基礎(chǔ)。也知道原子、質(zhì)子、電子、同位素等概念。教材的設(shè)計意圖是，通過了解原子結(jié)構(gòu)模型演變的歷史，體驗科學家探索原子結(jié)構(gòu)的艱難過程。認識實驗、假說、模型等科學方法對化學研究的作用。根據(jù)《浙江省學科指導(dǎo)意見》的要求，只需安排1課時教學。但在教學設(shè)計將本單元設(shè)計成2課時。第一課時講授原子結(jié)構(gòu)模型的演變(1)和原子的構(gòu)成，第二課時講授原子結(jié)構(gòu)模型的演變(2)和部分典型元素原子的核外電子排布。原因是通過合作學習和以化學史為載體進行科學探究需要充分的時間進行保證。本教案是第1課時的內(nèi)容。
2課前準備
[組成學習合作小組]
前后四個同學組成課堂學習合作小組，組內(nèi)推薦確定組長。組長有權(quán)指定組內(nèi)成員的工作安排和指定代表小組發(fā)言的同學。
3教學過程
[播放錄像]牛奶滴落的錄像。
[過渡]科學的發(fā)展擴展了人視野的廣度和深度。人類發(fā)明的高速攝像機幫我們看到了牛奶滴落時的場景，望遠鏡幫人們看到了更遠的太空，顯微鏡幫人們看到了更小的微粒。但不管科技進步如何的發(fā)展，儀器如何的先進，科學的發(fā)展仍離不開觀察和思考。今天這一節(jié)課請同學們準備好自己的眼睛和大腦，準備觀察和思考。
[思考]釋古文，闡思想：
一尺之棰，日取其半，萬世不竭。
――《莊子?外篇?至樂第十八》
[生1]一尺長的木棒，每天截取一半，一萬世也不能窮盡。
[師]很好。概括的說，莊子表達了一個意思：即物質(zhì)是否無限可分?這是古人提出樸素的物質(zhì)組成的思考：組成物質(zhì)的最小微粒是什么?
[師]此后，國內(nèi)外的古學者也在不斷思考同樣的問題，并提出了不同的觀點。
[PPT展示]
古希臘哲學家Empedocles(恩培多克勒)提出物質(zhì)組成的四元素說：空氣、地球、水、火。
Aristotle(亞里士多德)(公元前384--公元前322年)繼承四元素說，認為地球上的物質(zhì)是由水氣火土四種元素組成，天體由第五種元素“以太”構(gòu)成。美國的好萊塢還據(jù)此拍攝了電影《第五元素》。
墨子(約公元前468年一公元前376年，思想家，教育家，軍事家)提出了：非半弗，則不動，說在端――《墨子》
釋義：不能分為兩半的東西是不能砍開的，也就對它不能有所動作，它便是“端”了。其實就是不可分割的意思。
Democritus(德墨克里特，希臘哲學家)提出了原子是組成物質(zhì)的最小粒子。他認為：每一樣東西都是由最小的部分組成，而最小的部分不能再分。物體可以不斷地切割，直到最小部分。這一最小部分稱為atomos，該詞為希臘語，意思是不能分割。
[師]19世紀初，英國科學家道爾頓提出近代原子學說，他認為原子是微小的不可分割的實心球體。道爾頓的原子學說為：
(1)所有物質(zhì)都是由不可分割的原子構(gòu)成。
(2)同種元素的原子其質(zhì)量、大小、性質(zhì)相同，不同元素的原子質(zhì)量、大小、性質(zhì)不同。
(3)不同元素的原子通過鉤子相互結(jié)合成化合物。
(4)在化學反應(yīng)中，原子既不會產(chǎn)生或者消失，也不會改變，原子的種類和數(shù)目保持不變。
[過渡]近一百年的時間，人們都認為原子都是不可分割的。
[化學史實]
1859年德國物理學家普呂克爾利用經(jīng)過改進了的蓋斯勒管。進行了一系列氣體的真空放電實驗。實驗時，發(fā)現(xiàn)在陰極能發(fā)出一種射線，稱為“陰極射線”。
[錄像]在觀看錄像的同時要求：請你仔細觀察現(xiàn)象，科學需要仔細的觀察和思考。
實驗1：陰極射線分別在磁場和電場作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。
實驗2：陰極射線使風車發(fā)生了轉(zhuǎn)動。
思考與問題：(先小組討論，然后由某小組成員代表發(fā)言，其他組學生進行評價補充。)
陰極射線在電場或磁場作用下偏轉(zhuǎn)說明了什么?
它能使風車轉(zhuǎn)動又說明了什么?
[PPT展示]瓦利判斷得出的結(jié)論：
(1)1871年，瓦利根據(jù)陰極射線能被磁鐵偏轉(zhuǎn)的事實推斷。陰極射線是由帶負電的物質(zhì)微粒組成的。
(2)瓦利根據(jù)陰極射線能使風車轉(zhuǎn)動說明它具有質(zhì)量。
[師]同學們討論得到的結(jié)論與瓦利相符得很好。說明大家也具有科學家的素質(zhì)，這與大家在課堂上的認真觀察與思考是分不開的。
[化學史實]
英國物理學家湯姆遜于1897年開始研究陰極射線。他發(fā)現(xiàn)不管用什么電極材料、什么氣體，所得到的射線都一樣。
[小組討論]如果你是湯姆遜，你會作出怎樣的猜測和結(jié)論?
[PPT展示]湯姆遜的結(jié)論：湯姆遜認為陰極射線是比普通原子小的粒子，必定是： “建造一切化學元素的物質(zhì)”，也就是一切化學原子所共有的組成成分，稱之為電子。
[化學史實]
后來他又通過實驗計算出陰極射線的荷質(zhì)比的數(shù)值大約為H的千分之一。
[小組討論]如果你是湯姆遜，你會作出怎樣的猜測和結(jié)論?
[PPT展示]湯姆遜的結(jié)論：電子的質(zhì)量遠遠小于原子。電子是原子的組成微粒。
[小組討論]由電子所帶的電性，可推知什么結(jié)論?推測原子的結(jié)構(gòu)模型。
[學生4]因為電子帶負電，說明原子中必有帶正電的粒子。
[學生5]原子中同時存在正負粒子，那怎么它們不相互電性中和呢?
[師]這位同學的問題提得很好啊。湯姆遜在這些實驗的基礎(chǔ)上提出原子的葡萄干面包模型。
但是原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)真的是這樣的嗎?[PPT展示]湯姆遜的學生盧瑟福想用粒子穿進原子，探究其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
他大膽質(zhì)疑老師的假設(shè)，在1907年利用鐳等放射性元素產(chǎn)生的帶正電a粒子(He)，使其穿過鉛板的小孔，射向極薄的金箔。稱為a粒子散射實驗。
[動畫演示]用FLASH動畫演示a粒子散射實驗。
實驗結(jié)果觀察到以下實驗現(xiàn)象：
(1)絕大多數(shù)a粒子不偏轉(zhuǎn)，
(2)少數(shù)a粒子大角度偏轉(zhuǎn)；
(3)極少數(shù)a粒子被反彈。
實驗結(jié)果大大出乎他的意料：盧瑟福說：“它的難以置信好比你對一張紙射出一發(fā)十五英寸的炮彈，結(jié)果卻被彈了回來，反而打在自己身上。”
[小組討論]假如你是盧瑟福的學生，你會幫助他對此實驗現(xiàn)象作出怎樣的合理解釋呢?
[學生6]……
[師]盧瑟福認為：除非采取一個原子的大部分質(zhì)量集中在一個微小的核內(nèi)的系統(tǒng)，是無法得到這種數(shù)量級的任何結(jié)果的。這就是我后來提出的原子核心具有小體積和大質(zhì)量的想法。
盧瑟福通過實驗推斷出：
(1)原子的大部分體積是空的；
(2)原子核幾乎集中了所有原子的質(zhì)量；
(3)電子隨意地圍繞著一個帶正電荷的很小的
原子核運轉(zhuǎn)：
盧瑟福在1911年提出了原子結(jié)構(gòu)的有核行星模型。
[錄像]盧瑟福的原子模型
[過渡]此后科學家還發(fā)現(xiàn)有疑問沒有得到解決：
疑問1：原子的質(zhì)量是否遠遠大于質(zhì)子和電子的質(zhì)量?
[化學史實](PPT投影)中子的發(fā)現(xiàn)：
發(fā)現(xiàn)了電子和質(zhì)子之后，人們一開始猜測原子核由電子和質(zhì)子組成。盧瑟?？紤]到原子核如果完全由質(zhì)子組成，那么某種元素的原子核所帶的正電荷，在數(shù)值上一定等于那種元素的相對原子質(zhì)量，因為元素的相對原子質(zhì)量，主要是由原子核決定的。核外電子的質(zhì)量是微不足道的。但是事實并不是這樣，元素的原子量總是比它的核所帶的正電荷數(shù)大一倍或一倍以上，這說明原子核里除了質(zhì)子之外，必然還有一種質(zhì)量和質(zhì)子相仿，但卻不帶電的粒子存在。所以，在1920年盧瑟福提出了中子假說。
德國物理學家波特及其學生貝克爾從1928年開始對鈹(Be)原子核的轟擊實驗。1932年實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當用a粒子轟擊它時，它能發(fā)射出穿透力極強的射線，而且該射線呈電中性。他們斷定這是一種特殊的Y射線。
查德威克(1891―1974年)一直在尋找這種電中性粒子。見到同行的實驗結(jié)果后，查德威克意識到這種新射線很可能就是多年來苦苦尋找的中子。他立即著手實驗，花了不到一個月的時間，就發(fā)表了“中子可能存在”的論文。他指出，y射線沒有質(zhì)量，根本就不可能將質(zhì)子從原子核里撞出來，只有那些與質(zhì)子質(zhì)量大體相當?shù)牧Ｗ硬庞羞@種可能。其次，查德威克用云室方法測量了中子的質(zhì)量，確證了中子確實是電中性的。中子就這樣被發(fā)現(xiàn)了。查德威克也因此獲1935年度諾貝爾物理獎。
[思考與討論]你知道嗎?
現(xiàn)在你知道原子由哪些更小的微粒組成了嗎?
[板書]一、原子的組成
1 原子的組成
[師]原子中大部分的質(zhì)量集中在原子核，但原子核的體積非常小。若原子有一個體育場大。則原子核相當于體育場中的一只螞蟻。
[你知道嗎?]原子中存在二個等式，一個電性等式，一個質(zhì)量等式，你能寫出來嗎?
電性等式：_______
質(zhì)量等式：_______
[師]盧瑟福的原子結(jié)構(gòu)中仍然存在缺陷，誰將是下一個英雄?對原子結(jié)構(gòu)的認識又將會達到怎樣的水平?請聽下回分解!
[師]本節(jié)課我們學習了原子的結(jié)構(gòu)，以下為本節(jié)課的學習目標，請對照后自查：
你知道原子的組成嗎?
你會用元素符號表示某種原子嗎?
你會計算原子中各種微粒數(shù)嗎?
4作業(yè)設(shè)計
[問題研討]
當我們用刀切開一個蘋果時。是否也把切面上的原子切開了?請?zhí)岢瞿愕南敕ǎ⒔o予適當?shù)慕忉?，要求寫成科學小論文的形式。
[作業(yè)設(shè)計說明]：此題的解答不重在追求答案的標準化，而重在于考查學生是否能運用所學的知識，對自己所持的觀點進行合理解釋說明。能自圓其說的就是優(yōu)秀作業(yè)。
5教學反思
