關于分子有無極性問題的探討

王克超

一直以來，關于分子有無極性的問題都是我們高中化學課堂教學的重難點內容。很多高中生在對分子有無極性進行判斷的時候無法準確把握，造成這種情況的主要原因是學生普遍缺乏抽象思維能力以及空間想象能力。很多高中生面對該問題的時候往往采用非常笨拙的方法：對某些分子有無極性進行死記硬背。這樣就造成面對某些復雜問題的時候不能舉一反三，更不能融會貫通。本文主要分析和總結了中學化學教學中判斷分子有無極性的三種方法，并分別指出這三種方法存在的優缺點以及判斷分子有無極性時方法的選擇。

一、“力的合成”分析法

在人教版高中化學選修部分的《物質結構與性質》中對分子有無極性進行了這樣的論述：當分子中的各個鍵的極性的向量的總和為零的時候，那么我們就可以判斷這個分子是非極性分子。反之，我們則可以判斷其為極性分子。根據這句話我們就可以引導學生用共價鍵的極性向量總和，即其合力是不是為零對分子有無極性進行判斷。這種判斷方法比較易于操作和執行。但是，在具體判斷的時候會涉及分子的空間構型，這一點是非常關鍵的。諸如高中生日常接觸的分子，對于這些分子的空間構型學生很容易記住，對于這些分子是否有極性也很容易判斷，比如CS2、H2S、C2H4等。而對于平時很少接觸的分子，學生對它們的空間構型就不夠了解了，因此也很難判斷這些分子是否有極性，比如SO3、H2O2等。尤其當學生面對一些空間構型較為復雜的分子的時候，他們則更難判斷和計算。所以說，我們運用分子的極性鍵的向量和來判斷該分子是否有極性，既有其優點，也存在一定的局限性。不過這種判斷方法是從學生原有的認知結構出發，有利于培養學生利用原有的知識儲備來解決化學實際問題的意識。

二、“重心”分析法

除了上述論述之外，在蘇教版高中化學選修教材的《物質結構與性質》當中亦有相關的論述：假如分子的負電荷重心與分子的正電荷重心可以重合的話，那么我們可以判斷該分子為非極性分子；假如分子的負電荷重心與分子的正電荷重心不能重合的話，我們則可以判斷該分子為極性分子。這段描述對于很多高中生來說是很難理解的，因為其描述過于抽象。為了讓高中生可以更好地理解該段描述，我們教師需要對上述內容中所提及的重心進行重點詮釋。物理學科對于重心是這樣定義的：在一個重力場當中，物體處于任何方位時所有質點的重力的合力都通過的那一點就是物體的重心，而對于規則且密度均勻的物體來說，它的重心就是幾何中心。由上述論述我們可以判定負電荷的重心即為帶負電荷微粒的空間構形的幾何重心；而正電荷的重心即為帶正電荷微粒的空間構型的幾何重心。以分子二硫化碳為例，該分子是一個典型的直線型分子，其中的兩個氧原子所帶的電荷為負電荷，而碳原子正是正電荷的重心所在。假如把這兩個氧原子用一條直線連在一起，那么可以判斷在該直線的中點位置即為負電荷的重心，這個重心與碳原子是重合的，所以我們可以判斷二硫化碳分子是非極性分子。當然這種判斷方法也有其弊端。比如當高中生不能準確判斷出該分子的空間構型的時候，他們也就無法準確判斷出該分子是否有極性。

三、“電子式”分析法

當然，判斷分子是否有極性的方法并不僅僅只有上述兩種。在具體的教學實踐當中，還有教師發現可以通過分子電子式或者是分子結構式的書寫來對分子是否有極性進行判斷。以分子XYm為例，該分子當中Y為配位原子，而X則是中心原子。假如Y的價電子和X的價電子全部可以成對，那么此時所形成的XYm分子就可以判斷其為非極性分子；反之，我們則可以判斷其為極性分子。不過，對于CHCl3、CH2O這類多原子分子來說，其中的Y與Z原子是配位原子，而X則是中心原子。即使中心原子與配位原子的價電子可以全部成對，但它們仍然是極性分子。相對于上述兩種判斷方法來說，這種判斷方法對于高中生來說更容易掌握，且判斷起來準確、快速。不過，唯獨針對C2H6、C6H6O等分子就很難作出判斷了。

總而言之，上述三種方法各有優點也各有弊端，在具體對分子的有無極性進行判斷的時候需要酌情進行把握和使用。選擇合適的方法對分子有無極性進行判斷才是最重要的。只要高中生可以有效地掌握上述幾種判斷方法，具體問題具體對待，一定可以準確判斷出相應分子是否有極性。

參考文獻

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