侯永珍

[摘 要] 化學物質包括C、H、O、N、P、S等化學元素，這些化學元素在合成化學物質時都需要借助一定的化學原理，實現相關物質之間的轉換，然后形成新的化學物質，主要通過對化學物質的分析，探究其中滲透的化學原理，使學生更好地了解化學原理在化學物質中的滲透方式。

[關 鍵 詞] 化學原理；化學物質；滲透

[中圖分類號] G712 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）08-0074-01

隨著社會的不斷發(fā)展，人們對生活質量的要求不斷提高，對居住環(huán)境的要求也越來越高，所以，化學化工的生產要從技術層面上減少對水體、土壤和大氣的污染，從化學工業(yè)的必經流程進行改革，消除因傳統化學引起的環(huán)境危害和能源短缺的問題?；瘜W教學不能只重視基礎的化學原理和物質變化規(guī)律，更要承擔起宣傳綠色化學的責任，讓綠色化學成為化學教育中的重要組成部分。通過探究化學物質合成過程中包含的化學原理，可以促進學生分析、解決問題能力的提高，從根本上把握物質的形成原理，可以使學生對化學物質的性質、化學作用的過程有更加清晰的了解，在實際生活過程中可以更好地運用化學知識，將知識熟練應用到生活中。

一、化學原理的基本概念

化學原理包括物質的變化、物質的性質、物質的分類等基本理論，物質發(fā)生化學變化時一定伴隨著物理變化，并且生成了其他物質，如，潮解、結晶、干冰的升華、液態(tài)空氣的分離等。物質的化學性質是指其通過化學變化表現出的性質，如，還原性、氧化性、酸性、堿性、可溶性等。元素的化學性質與原子最外層電子數有關。對物質的分類分為混合物和純凈物，純凈物又可劃分為單質和化合物，化合物可以分為無機物和有機物，在進行化學反應過程中各種物質之間的轉化生成是必然的，也是化學原理在化學物質中滲透的體現。

二、化學物質的內涵

化學物質是指任何有特定分子標識的有機物質和無機物質，既包括整體或部分由化學反應的結果產生的物質或天然物質，又包括任何元素或非化合的原子團，化學物質包括元素、化合物，但是不包括混合物、物品等?；瘜W物質作為化學運動的物質承擔者，在化學科學研究中屬于物質客體，對化學物質的研究起著重要作用。物質的存在狀態(tài)有固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)、等離子態(tài)、玻色—愛因斯坦凝聚態(tài)、費米子凝聚態(tài)，化學物質在化學中本質上是物質另外的稱法，根據所含微粒性質的不同可以分為純凈物與混合物。在化學物質的轉移與形式轉變過程中化學原理起著不可忽視的作用。

三、化學原理在化學物質中的滲透

本節(jié)重點探究化學原理與化學物質的滲透關系，以氮元素為例。

（一）氮元素的存在形式與氮循環(huán)

自然界中的氮元素主要以三種形式存在：有機氮（存在于生物群體中）、無機氮（以銨鹽、硝酸鹽的形式存在）、分子氮（大氣中氮氣的含量為79%，但是大部分分子氮是不能被直接利用的），以上三種氮元素之間的轉化可以通過微生物的合成和分解作用、動植物的生命活動以及人類的生產活動來實現，這三種形式的轉化也叫氮循環(huán)，主要指氮元素在無機自然界和生物群落之間的相互轉化、相互利用的過程，包括的化學原理有固氮作用、動植物之間的同化作用和異化作用以及微生物的分解作用等。

有機氮化物的合成：通過綠色植物、動物和微生物體的蛋白質等含氮有機物，進行氮化作用形成有機氮化物。

（二）氮的固定、分解和利用

1.固氮作用

固氮作用是指將分子氮轉化為生物體可以利用的固氮酶，包括生物固氮、閃電固氮和人工固氮三種方式，生物固氮是指將氮轉變成氨基酸和蛋白質，然后進行化學作用。例如，根瘤菌在與豆科植物的共生過程中，需要在固氮基因的控制下，將分子氮轉變?yōu)榘被岷偷鞍踪|從而便于植物吸收。閃電固氮是指在閃電或宇宙輻射的作用下，將分子氮變?yōu)橛袡C氮的過程。反應方程式如下：N2+3O2=2NO，2NO+O2=2NO2，3NO2+H2O=2HNO3+NO，主要是指硝酸與土壤中的無機離子發(fā)生反應生成硝酸鹽，然后供植物吸收。人工固氮對于氮肥的生產以上兩種自然方式均無法滿足，所以需要人工固氮來實現，反應方程式為：N2+3H2=2NH3（高溫高壓條件），然后再將NH3轉化為銨鹽和硝酸鹽。

2.氮的分解

氮的分解過程主要指有機氮變?yōu)闊o機氮和氮分子的過程，包括氨化作用和反硝化作用，氨化作用是指動物排出物和植物尸體等被真菌和細菌分解成氨的過程，形成的氮化物質需要氨化作用這一化學原理。反硝化作用是指在反硝化菌的作用下，將土壤中的NH3和HNO3分解為N2的過程，從而保證氮循環(huán)的順利進行。

3.氮的利用

氮的利用主要是指氮物質在相應的化學原理作用下被動植物吸收利用的過程，主要在于為人類的生產活動服務。

四、總結

化學物質在合成過程中必然伴隨著一定的化學反應，化學原理在化學物質中的滲透是研究化學物質性質的關鍵環(huán)節(jié)，為了更好地掌握物質的性質以及物質之間的轉化，不僅要準確把握物質的性質分類，還應該對不同物質之間的轉化需要借助的化學反應原理進行研究，確保在實驗過程中可以準確無誤。

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