化学元素的含义大全11篇

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关键词：微量元素； 肿瘤

The Change and Significance of the Serum and Organize Trace Element Se、Cu、Zn in Patient's Body of Malignant Tumour

Abstract：Objective： In order to probe into the change and significance of the trace element patient's body of malignant tumor．Method：Determine group，patient of tumor，and contrast serum of group，organize Se，Cu，Zn in．Results：Compareing With contrast group，tumour blood of patient low to organize Se to be high Se have，blood and organization have higher Cu，Zn does not have remarkable change．Conclusion：Blood， patient of tumor， Se low Cu high， should pay attention to support treatment of whole body when treating，supplement the preparations such as selenium of trace element properly．

Key　words：Trace element；Tumor

微量元素与肿瘤的关系已越来越受到医学界的重视。Se、Cu、Zn是人体必需微量元素，是许多重要代谢过程中酶的辅因子［1］，与细胞增殖功能的维持有密切关系。众多研究证明恶性肿瘤的发生、发展过程伴有体内微量元素的异常。为了探讨恶性肿瘤患者体内微量元素的变化及意义，我们在对86例恶性肿瘤患者测定其血清及组织的Se、Cu、Zn含量，报道如下。

1 材料与方法

1.1 血样本：肿瘤患者组：86例，为本院1999年6月至2003年8月住院患者。其中，男65例，女21例，年龄25～78岁，平均57.2岁。肺癌38例，鼻咽癌32例，原发性肝癌16例。对照组：212例,男169例，女43例。年龄22～64岁，平均51.3岁。为同期门诊体检健康人，妇女未服避孕药及无妊娠。

1.2 组织样本：22例为胃癌、肠癌患者标本，已病理确诊。对照组22例同源非癌组织来源于医学教学用的尸体解剖。

1.3 微量元素的测定：测试者空腹静脉采血3ml， 离心取血清样本；组织样本采集后用无微量元素污染的干净试管盛装，先处理: 用离子交换水冲洗3遍，再依次用蒸馏水、去离子水各洗3次。洗净后将标本置玻璃皿中在80℃干燥箱中烘干到恒重， 用电子天平称重，在聚四氟乙烯容器内用优级纯硝酸∶高氯酸(4∶1)的混合酸消化。采用WFX-1F2B型原子吸收分光光度计测定Se、Cu、Zn，同一样品连续测定3次取均值。

2 结果

2.1 肿瘤患者组血清Se含量显著低于对照组，血清Cu含量显著高于对照组，两组相比有非常显著差异(P均<0．01，见表1)。

表1 肿瘤患者组和对照组血清Se、Cu、Zn含量(略)

2.2 癌组织中Se、Cu含量高于同源非癌胃、肠组织，差异非常显著和差异显著(P<0.01和0.05，见表2)。

表2 癌组织与同源非癌组Se、Cu、Zn含量(略)

3 讨论

3．1 从结果表1看出肿瘤患者的血Se较正常对照低，这和文献中硒有抗癌作用相符，几乎所有类型肿瘤患者的血清Se均低于健康对照。硒作为人体必需微量元素，抗癌能力很强，其抗癌机理可能是：①降低致癌物的代谢活性。②抑制癌细胞生长。硒具有拮抗DNA损伤剂和促进DNA修复的作用。③对机体代谢酶的影响。硒是谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-PX）重要成分。硒通过GSH-PX阻止氧自由基产生脂质过氧化反应，清除体内产生的氧自由基离子，使有害的过氧化物还原成无害的羟基化合物，防止DNA突变、细胞畸变，使机体细胞不发生变异或癌变。硒与维生素E配合还可提高抗氧化的效果。④增强免疫功能。硒对非特异性免疫、特异性体液和细胞免疫功能均有促进作用，如提高B细胞和抗体水平，协助淋巴细胞和巨噬细胞消灭细菌和癌细胞。硒可通过保护胸腺细胞膜结构和功能而直接起免疫增强作用。肿瘤患者的血Se降低导致癌症发生机率大大升高。表2结果表明癌组织较正常组织硒含量为高。可能是癌细胞对硒有非特异性的摄取能力，Se在恶性肿瘤患者体内常以二硫键的形式与含巯基的氨基酸结合，在恶性肿瘤细胞摄取大量氨基酸的同时使得Se在肿瘤组织中富积，从而造成全身癌旁组织、血液里的含量相对下降，故肿瘤患者的治疗，应重视全身的支持疗法，适当补充微量元素如硒等制剂，以增强患者的抗肿瘤能力。也有报道癌组织硒含量较正常为低的［2］，如食管组织硒含量明显减少，并且癌组织分化程度越差，硒含量越低［3］。

3．2 铜是人体必需的微量元素，在体内95%血铜以铜兰蛋白的形式存在，5%与白蛋白、氨基酸结合存在，它是构成机体内多种酶的活性成分，是许多重要代谢过程中酶的辅因子，对细胞的生长、繁殖和生理功能起着重要作用，在维持生物体内的新陈代谢方面起媒介作用。但体内铜含量过多时，非但损害组织器官的结构，还可干扰重要酶系统活动。

肿瘤病人血清铜含量升高可能与血浆铜兰蛋白合成增加及分解减少有关。血清Cu与铜蓝蛋白结合后被肝细胞或肿瘤细胞表面的神经氨酸酶脱去唾液酸而在肝内降解后将Cu排出。如铜蓝蛋白降解受阻或唾液酸重结合增多均可导致血清Cu升高。肿瘤的诱因中有自由基发病学说，一些化学致癌物是以自由基形式或必须通过体内代谢、氧化还原变为活跃的氧自由基获得致癌能力。SOD是体内主要自由基清除剂，Cu是SOD活性离子成分，本实验结果提示各种恶性肿瘤血Cu和癌组织Cu含量增高，可能是由于肿瘤患者体内SOD活性增高所致［4］。

3．3 Zn也是人体内必需微量元素，是细胞生长、蛋白质合成、酶生成和免疫系统所需的元素，本文结果表明其在肿瘤患者体内并无特殊性，肿瘤患者与对照组血中Zn含量并无显著差异。根据流行病学调查，锌与恶性肿瘤发病率呈负相关报道较多［5］，机理是癌细胞在快速生长代谢过程中对Zn的利用增加，另还有排泄增加及消化吸收障碍；但亦有少数呈正相关的报道，王际长等报道食管癌、胃癌组锌含量显著高于常见上消化道疾患各良性病组，即高锌与上消化道癌肿发生密切相关［6］。

血清中微量元素硒、铜、锌的水平与恶性肿瘤的发生、发展有着密切的关系。 治疗上如发现患者出现低锌、低硒，适当补硒、锌，可提高患者机体免疫功能，增强防癌和抗癌作用。

参考文献：

［1］陈湘．膀胱肿瘤患者血清氧自由基的研究及意义［J］．中国内镜杂志，2000，6(3)：74-75．

［2］李子庆，蔡康荣，揭新明．肺癌及癌旁组织中微量元素含量分析［J］．微量元素与健康研究，2003，20(3)：10-11．

［3］新平，朱命炜，赵卫星，等．食管癌高发区正常人群食管组织与头发微量元素的分布［J］．肿瘤防治研究，2000，27(1)：31．

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作者简介：成杭新(1964—)，男，博士，研究员，主要从事勘查地球化学与生态地球化学研究。

地球化学背景(GeochemicalBackground)的概念最早源于勘查地球化学，经典的勘查地球化学教科书定义的地球化学背景是指无矿地质体中元素的正常丰度[1]或者一个地区元素含量的正常变化[2]。地球化学背景概念的引入是为了区分元素的正常含量和异常含量，超出正常丰度或正常变化范围的数据。对勘查地球化学而言，通常是指所研究的元素具有异常(正或负)含量，可能是矿床存在的一种指示或蚀变过程导致的元素迁出；对环境地球化学而言，可能是污染存在的一种指示或生态系统中该元素的严重缺乏等。因此环境地球化学中的背景通常是指在未受污染影响的情况下，环境要素中化学元素的含量。反映了环境要素在自然界存在和发展过程中，本身原有的化学组成特征。

工业化革命以来，人类活动释放的污染物已在地球表层土壤中得到大量累积，污染物的持续累积不但显著改变了地球表层土壤中化学元素的自然背景水平和分布模式，也导致一系列生态危害事件的频现，美国Adirondack山脉中的BigMoose湖，因长期接受上游工业排放的SO2，使湖泊水体和沉积物pH值陡然下降，导致鲈鱼、白鱼、鲤鱼等水生动物大量死亡[3]，而欧洲200余年的工业化历史，使中欧地区土壤显著酸化和土壤中的铝大量活化，导致大片森林中毒死亡[4]。为科学认识土壤环境质量现状、并通过环境立法保护土壤环境质量不再进一步恶化及预测未来环境变化趋势，最近20年文献中对地球化学基准(GeochemicalBaseline)的概念和应用途径进行了广泛讨论[5-6]。虽然不同作者对地球化学基准科学含义的表述还不完全一致，但一般是指地球表层环境介质定时间点某个元素或化合物的实际含量。它既包括自然背景浓度，也包括人类活动成因导致的扩散浓度的贡献[7-11]。

1978年至今，中国的工业化和城镇化进程取得了未曾预料到的重大进展，城市数量已从1978年的122个增加到2011年的655个，城镇人口数量也从1978年占中国总人口的17.9%增加到51.3%[12]。由于城市人口众多、工业密集，是人类活动及化学元素污染释放的主要场所，大规模城镇化进程已使中国大气、水及土壤环境质量全面恶化[13-19]。中国曾于20世纪80年代开展过中国土壤背景值研究[20]，但因受采样密度及样品布局的制约，未能颁布城市土壤化学元素的背景值数据，严重制约了对中国城市土壤环境质量现状的认识和评价。

本文利用中国地质调查局组织实施的多目标区域地球化学调查与评价项目及中国土壤现状调查及污染防治专项的数据资料，通过对中国31个省会城市土壤化学元素组成特征的统计分析及城市土壤化学元素背景值和基准值计算方法的讨论，确定中国城市土壤化学元素的背景值及基准值，其主要目的是为科学认识城市土壤化学元素的环境质量现状及政府部门制定有效监管措施提供依据。

1数据来源

1.1城市选择

研究对象包括除香港、澳门和台北以外的中国31个省会城市，也即北京、成都、福州、广州、贵阳、哈尔滨、海口、杭州、合肥、呼和浩特、济南、昆明、拉萨、兰州、南昌、南京、南宁、银川、上海、沈阳、石家庄、太原、天津、乌鲁木齐、武汉、西安、西宁、长春、长沙、郑州、重庆。

各城市的边界以建成区范围为主，同时兼顾各城市未来的城区扩展态势，一般以各城市的绕(环)城高速范围作为各城市的研究区，31个省会城市累计城区面积达15196km2。

1.2样品采集和分析测试方法

中国从1999年至今实施的多目标区域地球化学调查与评价项目是一项以土壤地球化学测量为主，兼顾湖积物与近岸海域沉积物测量的国家地球化学填图项目。该项目采用1样/km2、1个组合样/4km2的密度采集0~20cm的地表土壤样品，1样/4km2、1个组合样/16km2的密度采集150~180cm的深部土壤样品[21]。城市地区采样密度一般为1~2点/km2，样品采集一般选择在公园、寺庙、绿化带及其他较为稳定的、相对扰动较小的部位，采样时尽量避开新近堆积土。采用统一的分析测试技术要求和相同的质量监控措施分析测试每个样品中的52种元素(Ag、As、Au、B、Ba、Be、Bi、Br、C、Cd、Ce、Cl、Co、Cr、Cu、F、Ga、Ge、Hg、I、La、Li、Mn、Mo、N、Nb、Ni、P、Pb、Rb、S、Sb、Sc、Se、Sn、Sr、Th、Ti、Tl、U、V、W、Y、Zn、Zr、SiO2、Al2O3、TFe2O3、MgO、CaO、Na2O、K2O)及pH和有机碳(Corg)[22-23]。截止到2012年底，该项目调查面积达170万km2，覆盖中国31个省会城市[24]。

1.3数据来源

根据各城市的选定范围，从中国多目标区域地球化学调查与评价数据库中提取相应范围内表层和深层土壤样品中的52种元素及pH和Corg数据。分别涉及表层和深层土壤样品3799件和1011件，累计数据259740个。

2数据处理方法

2.1不同深度土壤样品的科学含义

中国多目标区域地球化学调查在每个采样点上分别采集了0~20cm和150~180cm两个深度的土壤样品，也即表层和深层土壤样品。前者不但包括了成土母质中化学元素的自然地质背景含量，同时还叠加有人类活动带来的外源化学物质；后者因受到较少的人类活动影响，其化学元素组成更接近成土母质。因此表层土壤中化学元素的含量水平代表的是土壤地球化学基准，深层土壤化学元素的含量水平则反映的是土壤地球化学背景。

2.2中国城市土壤地球化学背景和基准的计算方法

自从Ahrens(1953)在花岗岩中发现元素的分布服从对数正态分布以来[25-26]，勘查地球化学家通过对地球化学数据分布形式(正态或对数正态)的检验，来计算地球化学背景值。当数据既不服从正态也不服从对数正态分布时，通常通过剔除算术平均值加减2或3倍标准离差的离群值后，再次进行分布形式的检验，以使数据服从正态或对数正态分布[27]。但剔除出的数据在找矿地球化学研究中往往是包含重要找矿信息的异常值，而在环境地球化学评价中则是包含污染信息的数据。因此采用剔除异常数据的方法不能客观刻画实际数据所隐含的真实状况。

成土母质是地球化学基准和背景浓度的重要控制因素，不同的成土母质或地质背景应具有不同的地球化学基准和背景浓度。中国地域辽阔，不同城市所处的气候条件不同，所在的地质背景也差异极大，如横卧在北京城西边和北边的太行山和燕山山脉的岩石风化产物是北京市土壤的成土母质，古都西安的土壤主要以风成黄土为主，而西江水系河流冲击物的长期堆积则是广州市土壤成土母质的主要来源。因此中国城市土壤化学元素数据集即使以正态或对数正态分布，但也不具有同一成土母质或同一自然成土过程的含义，对表层土壤样本(n=3799)和深层土壤样品(n=1010)的正态和对数正态分布检验也证实除深层样本中的SiO2服从正态分布外(图1)，其他元素均不服从正态或对数正态分布。因此不能采用剔除平均值±2或3倍标准离差的方法来获取中国城市土壤的地球化学背景和地球化学基准值。

针对城市土壤地球化学数据的上述特点，文献中提出用中位值(XMe)与绝对中位值差(medianab-solutedeviation，MAD)的稳健统计方法来描述地球化学背景值和基准值的变化范围，以消除一些与均值相差较远的离群数据在求均值和方差时，尤其是求方差时对结果产生较大的影响[28-29]。其中XMe和MAD可分别用下列公式计算：

对中国城市土壤而言，城市表、深土壤数据集的中位值(XMe)分别代表中国城市土壤的地球化学基准值和背景值，以Me±2MAD表示基准值和背景值的变化范围。

2.3单个城市土壤地球化学背景和基准的计算方法

单个城市由于它的地理位置和气候条件明确，城市空间范围内的土壤基本为同一成土母质，其形成过程也是同一气候条件作用下的产物，因此在估算单个城市的化学元素背景或基准值时，先对原始数据进行正态检验，并用算术平均值()代表背景值或基准值，用(±2S)代表变化范围，其中S为标准离差。对不服从正态分布的化学元素进行对数正态检验，当数据服从对数正态分布时，将几何平均值(g)和几何标准离差(S)还原为实数后，用(÷2S)和(×2S)代表背景值或基准值的变化范围。对既不服从正态也不服从对数正态分布的元素，则采用中位值和绝对中位值差的稳健统计方法来估算该元素的背景或基准值。

2.4化学元素背景的变化率

城市土壤化学元素的背景值受成土母质控制，反映的是一种自然地质背景。随着人类活动的广度和深度的不断加强，人类活动可显著改变土壤化学元素的自然背景。为了客观评价自然背景的变化程度，这里用化学元素自然背景的变化率(ΔRCi)来度量元素自然背景的变化状况，其计算公式为

式中：ΔRCi是指元素i自然背景的变化率；GBLi是指i元素的地球化学基准值；GBGi是指i元素的地球化学背景值。当ΔRCi>0是指i元素的地球化学背景增加，ΔRCi<0是指i元素的地球化学背景下降，ΔRCi=0则指i元素的地球化学背景未发生变化。

当ΔRCi>0是指i元素的地球化学背景增加，ΔRCi<0是指i元素的地球化学背景下降，ΔRCi=0则指i元素的地球化学背景未发生变化。当|ΔRCi|≥100时，表示i元素为极显著增加或减少状态；当50≤|ΔRCi|<100时，表示i元素处于显著增加或较少状态；当0<|ΔRCi|<50时，表示i元素处于增加或减少状态。

3结果与讨论

3.1中国城市土壤地球化学基准值/背景值特征

中国城市土壤52种化学元素及pH和Corg统计显示(表1)，Al2O3、Ba、CaO、Cd、Ce、Co、Cr、Cu、F、Hg、K2O、MgO、Mn、Ni、pH、Sc、Sn、Sr、Ti、V、Y和Zr等23种元素或化合物的背景值高于中国土壤背景值，而Ag、As、B、Be、Bi、Br、Fe2O3、Ge、La、Li、Mo、Na2O、Corg、Pb、Rb、Sb、Se、Th、Tl、U、W和Zn等22种元素或化合物的背景值低于中国土壤背景值。Au、Cl、Ga、N、Nb、P、S、SiO2和TC等9种元素或化合物因缺中国土壤背景值数据情况不明。

城市土壤Ag、Au、Ba、Bi、Br、CaO、Cd、Ce、Cl、Cu、Ge、Hg、Mo、N、Nb、Corg、P、Pb、S、Sb、Se、Sn、Sr、TC、U、W、Zn、Zr等28种元素的基准值明显高于背景值。其中Corg、Hg、Se、S、TC、N的基准值分别较它们的背景值增加了331%、220%、146%、142%、130%、125%，表明上述6个元素的地球化学背景发生了极显著的增加，致使地表地球化学基准值显著高于各自的地球化学背景值；而Br、Cd、P的地球化学背景的变化率ΔRCi为50%~100%，呈现显著增加的特征；Ag、Au、Bi、CaO、Cl、Cu、Mo、Pb、Sb、Sn、W和Zn的ΔRCi为10%~50%，指示这些元素的地球化学背景呈增加的变化趋势；其他31个元素的地球化学背景基本未发生变化。

元素地球化学背景变化率清晰地指示中国大规模工业化进程所带来的重大生态环境问题。文献资料显示化石燃料燃烧是黑碳颗粒、Hg、Se释放及酸雨形成的主要原因[30-34]。最近30年，中国化石燃料燃烧释放的碳已从1980年的4亿t增加到2010年的22亿t[35]，Hg、Se释放量也由1980年的73.59t、639.7t，增加到2007年的305.9t和2353t[33]，上述释放物在大气干湿沉降的作用下，最终沉降到地表，显著改变了地表土壤有机碳及总碳、Hg和Se的分布模式，可能是城市地表土壤Corg、Hg、Se、S、TC、N背景值发生极显著/显著变化的主要原因。而大规模的有色金属(Cu、Pb、Zn、Cd、Ag等)开采和冶炼活动及中国Sb、Sn、W等特有矿产的矿业活动使土壤中重金属元素的地球化学背景发生了显著变化。

3.2各城市土壤地球化学基准值/背景值特征

中国31个省会城市土壤化学元素的背景值示于表2~32，各个不同城市因其所处地理位置及地质背景的差异。各元素的具体含量特征在此不予描述。但Cl、CaO、Hg、Na2O和S的背景变化特征明显区别于其他元素。

不同城市土壤的Cl元素背景值差异巨大，中国城市土壤Cl元素的背景值为70mg/kg，背景变化区间介于24~116mg/kg。几个北方城市，如兰州(613mg/kg)、乌鲁木齐(469mg/kg)、西宁(432mg/kg)、天津(296mg/kg)、呼和浩特(236mg/kg)、拉萨(149mg/kg)、济南(126mg/kg)的背景值均超出中国城市土壤Cl地球化学背景变化的上限，表明在长期的自然演化过程中，上述几个城市的土壤具有较高的Cl地球化学背景。

中国城市土壤CaO的背景值为1.65%，华北和西北的城市土壤CaO背景值(3.23%~9.64%)普遍高于南方和东北近1个数量级，中国城市中CaO背景值最高的是西宁市(9.64%)，最低的为海口(0.16%)，显示出成土母质及不同的气候带对CaO地球化学背景的控制作用。

中国城市土壤Na2O的背景值为1.41%，背景变化区间介于0.52~2.31%。虽然各城市的Na2O背景值均在背景变化区间之间，但不同城市的Na2O背景值存在数量级之间的差异，其中乌鲁木齐Na2O背景值为2.22%，是南宁(0.10%)的22倍之多。总体规律表现为北方城市Na2O的背景值高于南方城市，也充分显现出成土母质及不同气候条件对Na2O地球化学背景的控制作用。

中国城市土壤Hg的背景值为0.042mg/kg，背景变化上限为0.088mg/kg。其中贵阳(0.202mg/kg)、广州(0.147mg/kg)、昆明(0.132mg/kg)、南宁(0.112mg/kg)、福州(0.111mg/kg)和拉萨(0.092mg/kg)城市土壤的Hg背景值高于中国背景变化的上限，属于高背景地区。沈阳、太原、北京、合肥、天津、南京、哈尔滨、西宁、乌鲁木齐、郑州、济南、长春、石家庄、呼和浩特、兰州、银川16个城市土壤Hg的背景值介于0.017~0.040mg/kg，低于中国城市土壤Hg的背景值。

中国城市土壤S的背景值为146mg/kg，背景变化区间介于22~270mg/kg。中国有18个城市的土壤S背景值高于中国背景值，其中西宁(1886mg/kg)、乌鲁木齐(1083mg/kg)、兰州(950mg/kg)、福州(641mg/kg)、海口(428mg/kg)、广州(356mg/kg)、上海(327mg/kg)、太原(317mg/kg)和天津(273mg/kg)的背景值大于中国城市土壤S背景变化的上限值。

由此可以看出，在开展城市土壤环境质量评价时，分别采用各个城市的背景值较采用中国土壤背景值，能更客观地度量人类活动对自然背景的影响程度。

3.3地球化学背景变化特征

中国31个省会城市土壤化学元素ΔRCi的计算结果示于图2~4，图中显示Corg和N的ΔRCi值均大于0，指示土壤有机碳和氮的自然背景均被显著改变。对福州、广州而言，因土壤有机碳含量呈显著增加状态，拉萨和呼和浩特则为增加状态，其他21个城市因ΔRCSOC>100，指示土壤Corg属极显著增加状态。除呼和浩特ΔRCTC<0外，其他所有城市土壤TC均呈增加趋势。其中武汉、成都、长春、长沙、合肥、南昌、南宁、贵阳、哈尔滨、沈阳、石家庄、昆明、南京、海口、北京、济南、福州、郑州、广州和上海ΔRCTC>100，乌鲁木齐、重庆、天津、太原、杭州50<ΔRCTC≤100，银川、西安、兰州、西宁和拉萨10≤ΔRCTC<50。

除呼和浩特外，中国30个城市土壤P的ΔRCP均大于0。中国有22个城市土壤N的自然背景呈极显著增加；海口、昆明、福州、重庆、沈阳、银川和西宁7个城市表现为显著增加，拉萨和呼和浩特则为增加状态。已有的文献资料已证实农田施肥是地表土壤N、P增加的主要原因，但过量的N、P肥可通过大气循环沉降到地球表面，使城市地表土壤也出现N、P的显著累积。

除南宁、拉萨、呼和浩特外，其他城市土壤均表现为ΔRCHg>100，并按北京(819)、成都(602)、天津(597)、石家庄(440)、沈阳(413)、济南(400)、长春(340)、西安(312)、南京(293)、杭州(264)、兰州(244)、哈尔滨(237)、合肥(223)、上海(220)、乌鲁木齐(183)、广州(175)、太原(172)、长沙(165)、福州(161)、武汉(159)、银川(135)、郑州(130)、南昌(119)、西宁(104)、昆明(92)、重庆(63)、海口(53)和贵阳(29)顺序递减，指示中国城市土壤Hg的自然背景普遍发生改变，地表土壤Hg已显著累积。Ag、Au、Bi、Cd、Cu、Mo、Pb、S、Sb、Se、Sn、Zn等元素表现出与Hg类似的变化特点。

各元素ΔRCi最大值分布的城市也不尽相同，Ag(150)、Au(400)、Bi(147)、Cd(538)、Cu(77)、Hg(819)、Mo(100)、Pb(156)、S(418)、Sb(200)、Se(650)、Sn(263)和Zn(80)的ΔRCi最大值分别分布在天津、上海、沈阳、长沙、广州、北京、上海、沈阳、成都、上海、石家庄、杭州和广州。Au、Mo和Sb的最大值同时出现在上海，Bi和Pb的最大值同时出现沈阳，Cu和Zn同时出现在广州，充分显示大型综合性城市工业结构或悠久的工业发展历史与重金属累积复杂组合之间的因果关联。

城市土壤CaO自然背景含量也呈显著增加的特点，这可能与中国城市发展过程中的大规模建设活动有关。

出乎意料的是，除金属元素及N、P、TC和Corg外，城市土壤中Cl和Br的自然背景也普遍发生变化，需引起关注。

4结论

通过对中国31个省会城市表层土壤和深层土壤中52种化学元素及pH和Corg实测数据的计算获得中国城市土壤及各个省会城市土壤化学元素的背景值和基准值，为定量研究中国城市土壤的环境质量状况及演变趋势提供了参考标准。

篇（3）

“化学元素观”是中学化学的核心观念之一，通过初中化学的学习，学生首先应当建立起“化学元素观”。然而，学生对“化学元素观”的认识是伴随相关具体知识的学习而逐渐发展的。要在相关具体知识的教学中发展学生对“化学元素观”的认识，需要立足学科整体的高度，以“化学元素观”为统领来组织教学，思考具体知识的教学对物质及其化学变化等学科基本问题的渗透、落实和具体化。为此，笔者以初中化学“水的组成”教学为例展开讨论。

1 对初中阶段“化学元素观”的理解

化学是研究物质及其变化的科学，“化学元素观”是从元素视角对物质及其化学变化本质的深层次理解。作为化学核心观念之一的“化学元素观”具有统摄性和持久的迁移价值，不仅能促进学生把握最有价值的化学知识，而且能为学生形成相应的认识思路提供思考框架，为学生形成化学认识指明思维方向。具体来说，物质的元素组成是化学观念的基础，依据物质的元素组成对纯净物进行分类，以元素为核心认识物质及其变化，能够为研究物质的性质和化学反应建立认识框架。因此，化学元素观包括3方面的含义：一是对元素本身的认识，包括什么是元素、元素的种类、元素的性质等；二是从元素角度看物质，即元素与物质有什么关系，具体包括元素组成与物质的分类、性质有什么关系等；三是从元素角度看化学反应，即元素与化学反应有什么关系，在化学反应中元素种类是否发生变化等。借鉴梁永平先生关于“化学元素观的基本内涵”的阐述，笔者认为，初中阶段“化学元素观”的基本理解如下，见表1。

学生“化学元素观”的形成和发展是一个循序渐进过程，在不同阶段，基于不同学习内容，学生需要发展的化学元素观不同，其认识层次也不同。如以电解水实验及生成物的检验等事实为支撑，“水的组成”的教学可以发展学生从元素的角度认识物质及其化学变化。从物质的元素组成来认识纯净物并将其分类、归纳，是“化学元素观”的主要内容之一，为此在“水的组成”教学中，可结合水电解前后各物质的元素组成特点，学习纯净物的分类，认识单质和化合物的概念、从水的元素组成特点认识氧化物概念，由此从物质分类的角度依次实现对水是纯净物、化合物、氧化物的认识。不仅如此，从物质的元素组成来认识物质的性质，也是初中阶段“化学元素观”的主要内容，在“水的组成”教学中还可以结合水电解前后各物质的元素组成与性质的差异，引导学生认识纯净物的性质要受到组成元素的影响，对于简单的化合物或单质，元素组成甚至起着决定性的作用。当然，物质的元素组成相同，其性质未必相同，这与物质的结构有关。因此，化学上还要依据物质的性质、结构对纯净物进行进一步的研究，这将是学生后续要学习的内容。

2 从化学元素观看“水的组成”及其教学价值

“水的组成”属于人教版教科书（2012版）第四单元课题3的内容。从“化学元素观”的角度看“水的组成”，就是把该部分内容放在物质及其化学变化等学科基本问题中去考量，思考“水的组成”与“化学元素观”的关系、“水的组成”处于什么位置，能起到什么作用，这样可以从对具体知识的理解上升到对学科基本问题的理解。

“水的组成”涉及较为丰富的事实性知识和概念性知识，这些知识与“化学元素观”之间存在的实质性联系可以用“水的组成”知识层级图来体现（见图1）。

“水的组成”这部分内容，借助电解水的实验及生成物的检验等知识，重在认识电解水实验的实质和水的组成，感悟通过化学实验研究物质元素组成的科学过程与方法，并从物质元素组成角度认识纯净物的分类。显然，这部分内容不仅能发展学生从化学的视角来认识水及其变化，而且能为学生“化学元素观”的认识发展提供有力的支撑：第一，根据电解水实验以及对生成的2种气体进行检验，证明水在通电后生成了氢气和氧气，可以揭示水在通电条件下发生了化学变化；第二，根据水在通电条件下生成氢气和氧气、氢气燃烧生成水的实验事实，依据化学反应中元素不变，认识水是由氢、氧2种元素组成的；第三，根据电解水实验，比较反应物（水）和生成物（氢气、氧气）的元素组成特点，认识纯净物可依据元素组成分为单质和化合物，依据水的元素组成特点认识氧化物，发展学生对物质分类的认识；第四，比较反应物（水）和生成物（氢气、氧气）的性质差异，认识物质的性质与其元素组成有关，组成元素不同，物质性质不同。第五，结合之前学生学习的分子和原子的知识，启发学生初步从微观角度认识化学反应的实质，即水在通电情况下发生化学反应，组成水的氢、氧元素的原子重新组合生成了新物质，加深对化学反应中原子种类不变、元素不变的认识；第六，利用电解水实验来研究水的组成，可以启发学生认识不断分解物质直至不能分解为更简单的成分为止，于是就得到了元素的游离态，即“单质”，这是人类研究和认识物质组成的经验方法，通过此实验人们进一步认识了水：水还可再分，即水不是元素；第七，通过对电解水实验中生成氢气和氧气的体积比为2：1的分析，为水的化学式——H2O提供了事实依据，这为学生后续学习本单元课题4化学式与化合价打下了铺垫。可见，“水的组成”是发展学生“化学元素观”认识的重要载体。

3 如何围绕“化学元素观”展开深入学习

“化学元素观”是学生需要形成的体现学科本质的深层次理解，围绕“化学元素观”来展开“水的组成”的学习，需要对学生知识学习与化学观念认识发展等有整体考虑，让具体知识的学习为学生化学观念的认识发展提供支撑，使学生化学观念的认识伴随具体知识的学习而逐渐发展。

3.1以“化学元素观”为统领构建教学内容主线

化学观念是指居于化学学科的核心，体现化学学科本质，对学科的性质、研究对象、研究方法和学科的价值等学科基本问题的深层次理解。要从知识教学转向化学观念教学，就需要站在学科整体的高度，思考具体知识的教学对学科基本问题的渗透与落实，将化学观念的教学具体化，与此同时，需要兼顾课程的要求和学生的实际发展需要。为此，在“水的组成”课堂教学内容主线的设计方面，根据学生的实际和发展需要，以“化学元素观”为统领来搭建学生知识学习和观念认识发展的整体框架，把指向主要教学目标和教学重点的、能体现“化学元素观”的关键性内容具体化为教学任务，以此构建课堂教学内容的主线索，明确教学的核心所在。

基于上述考虑，“水的组成”一课的教学整体思路设计见表2。

3.2围绕“化学元素观”的关键性内容设计引导性问题

教学的目的在于促进学生对知识的深层理解，发展对化学观念的认识。把教学任务转化为问题，用问题驱动学生思维，是通向理解、发展化学观念认识的重要途径之一。为此，有必要思考应该提出怎样的引导性问题。笔者认为，在化学观念教学中，引导性问题是能激发学生思维，对达成教学目标起决定作用的、能体现化学观念的关键性问题，是统领课堂、推进教学的主线索。为此，在“水的组成”教学中，针对学生学习的实际，把指向主要教学目标和教学重点、能体现“化学元素观”关键内容的教学任务转化为统领课堂教学的引导性问题（见表2），为学生的思维过程指引方向。在“水的组成”教学中，要利用引导性问题调动学生参与学习过程，激发学生通过问题的思考去理解所学知识，在问题分析和解决的过程中去反复认识、体验和感悟“元素与物质的分类”、“元素与物质的性质”、“元素与化学反应”等学科基本问题，从而为从元素视角认识物质及其化学变化奠定知识和方法基础。

3.3将学习任务和引导性问题转化为“手脑并重”的学习活动

学生的学习需要通过活动体验来完成。活动设计需要注意活动的内容、方式要与教学目标、教学任务、以及引导性问题相一致，要针对教学任务和引导性问题，设计相应的手、脑并重的多样化活动。围绕“化学元素观”展开深入学习的活动设计，有以下几点考虑：

一是关注新旧知识的联系，注意调用学生的已有知识经验来学习新知识。如任务1中的问题1的设计，学生已经学过利用过氧化氢分解制取氧气，利用学生已知的这个反应可以搭建学习新知识的桥梁，启发学生思考水是由什么元素组成的，以及如何推测水的元素组成等问题。还可以借助这个反应，引导学生思考可以由水分解的产物来推测水是由什么元素组成，这样把学生的思维引向深入。

二是充分发挥实验的作用，为学生的学习和理解提供事实证据。电解水实验是学生学习“水的组成”、理解“化学元素观”的重要手段和方式。在活动设计方面，一方面通过电解水实验、电解水生成的2种气体的检验等，为学生提供丰富的感性认识，另一方面以实验事实为证据，根据实验的观察，引导学生思考：你认为水电解发生了什么变化？根据水在通电条件下生成氢气和氧气、氢气在空气中燃烧生成水的实验事实，由反应前后各物质的元素组成，说明水是由什么元素组成的？为什么？由此引导学生基于实验事实进行分析、推理并获得相应的结论，使学生的认识从感性走向理性。

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3、表示化学元素：O也可以作为化学元素符号，用来表示氧元素，位于元素周期表第二周期ⅥA族。氧是地壳中最丰富、分布最广的元素，也是构成生物界与非生物界最重要的元素，在地壳的含量为48.6%。单质氧在大气中占20.9%。

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（一）化学用语的量大且符号性强。统计初中化学课本，出现的化学用语有： 元素符号（33种）与离子符号（5种），原子结构示意图（22种）离子结构示意图（5种），化学式（108种），化学方程式（62个）。 且这些元素符号、化学式和化学方程式的分布相对分散，每一种不同的物质都由相应的元素符号组合而成的，加以其中又变幻纷繁，对于初学化学的学生来说很难掌握。

（二）理解记忆难度大。据有关资料介绍，目前已发现的化学元素有一百多种，每一种元素都有一个相应的表示符号，符号周围会出现许多数字，位置不同的数字与元素符号的有条件的组合又表示了千差万别，丰富多彩的含义，及其反应变化又构成了多种多样的化学式和化学方程式，九年级的学生缺乏对化学变化与物质整体系统规律 地了解，学起来只靠死记硬背， 理解、记忆都存在着相当大的难度。

（三）符号之间关系复杂，可把握性差。元素符号、化学式和化学方程式各有表现形式，又相互联系，不同的化学元素符号组合起来构成不同的化学式，表示不同的意义，不同的物质有条件的反应又构成不同化学方程式。有时甚至相同的元素由于一个简单条件的变化，它所代表的物质和表达的意义也各不相同，如H、2H、H2、2H2就分别表示氢的元素符号、一个氢原子；两个氢原子；氢气、氢气由氢元素组成、一个氢分子、一个氢分子由两个氢原子构成；两个氢分子，因此，如果不理解他们之间的相互联系，要想透彻的理解和掌握也是很不容易的。

根据学生学习化学用语的状况和化学本身所固有的几个特点，为让学生快速高效的掌握好化学用语，我在教学中的做法是：打好基础，过好三关（一是突破元素符号关、二是突破化学式关、三是突破化学方程式关），搞好化学用语教学。

1．激发兴趣，突破元素符号关

化学用语是学好化学的基础，加强化学用语的教与学已为当务之急。在教学中为了变机械记忆为趣味记忆，我重点在“兴趣”字上做文章，采取“多种方法方法，大大提高了学生的学习记忆效果。

1．1讲故事：在讲授化学元素符号时，我着重向学生介绍了化学元素符号的发现史和元素周期表的形成以及我国化学的发展史，给学生详细的讲解了俄国化学家门捷列夫是如何艰苦拼搏发现元素周期表的，向学生介绍了我国著名化学家侯德榜先生的事迹和成就，启迪学生树雄心立壮志，大大激发了学生学习化学的兴趣。

1．2顺口溜：为了让学生便于掌握元素符号，我采用了编顺口溜和猜谜语的方法，增强学生兴趣，强化记忆效果，对元素符号的记忆，我总结的口诀是：氧O磷P硫S，碳C氮N氢H，氩Ar氖Ne，镁是一个Mg: Ba钡，钾是K，钙的符号是Ca银Ag铂Pt，铁是一个Fe。锰Mn铝Al，汞的符号是Hg。 钠Na碘是I，硅的符号Si。Cu铜Au金，锌是Zn要记心。并抄在黑板上让学生朗读记忆；根据元素符号的组成特点，和汉语拼音的组合原理，我还精心编制谜语，让学生在猜中学，在思中记，例氢元素，我给氢元素符号编的谜语是：“横为工，竖为H、为气体，易燃烧能还原”。针对银和汞元素的不同特点，我又编了“银汞两兄弟，哥固体且坚硬，弟液体分量重，不注意难分清”经过实验，我发现利用口诀和谜语诱导记忆，调动了学生的学习兴趣，激发了他们的求知探索欲，同时也加深了他们对化学元素符号的牢固记忆。

1．3小竞赛：为了巩固课堂的教学效果，在课内，我还举办了化学元素符号抢答题，限时背诵，看谁在规定的时间内背诵的化学元素符号多。在课外，我布置学生制作化学元素形象卡，供学生课下复习或相互交流，便枯燥的记忆为趣味化和生动化，既训练了学生的应变能力，又开发和提高了学生的想象力和创造力，取到一举两得的好效果，有力地促进了学生对化学元素的记忆和理解。

1．4小测验：以上几个步骤都是为了调动学生兴趣学习，为了巩固学习效果，我还采取了一周一次化学用语小测验，把握学生掌握情况，成绩不理想的学生，限期补考，力争人人过关。

2．掌握组合规律，明确写法和读法，突破化学式关

为了便于认识和研究物质，化学中常用元素符号表示物质的组成，这种组成的式子就是化学式，针对初中化学课本共出现的108个化学式，我把它们分为两大类，第一类是单质化学式除O2、N2、H2、Cl2四个是双原子分子，其余单质一律用元素符号表示；第二类是化合物的化学式，一般组合规律，“正价前、负价后，求公倍、价除它，得个数、写右下、代数和等于零”。例氧化铝的化学式写法如下：铝元素的化合价是正三价、氧元素的化合价是负二价，正负化合价的最小公倍数是六，用六分别除以铝和氧元素的化合价的绝对值，得数分别写在铝、氧元素符号的右下角：六除以三等于二、六除以二等于三，即得铝原子的个数是二、氧原子的个数是三，按化合物组合规律氧化铝的化学式为Al2O3;另外，关注特殊现象，铁元素在初中阶段有两个常见的价态，正三和正二价，当它在化合物里显正三价是，读作“某化铁”，显二价是读作“某化亚铁”，随着学习了四种基本化学反应类型后，要告知学生，铁在参加置换反应是，生成物中的铁元素显得是正二价，即亚铁化合物。在读法上，对单质化学式一般读其元素符号名，如：Fe读铁，Si读硅，若单质为气体读时元素符号名后加一“气”字，如O2读氧气，Ne读氖气；对化合物可按照“正写倒读”，或“先写后读”，如NaCl读作氯化钠。另外为了便于学生记忆，在学习化学的记忆方法上我还采用了“化整为零，整零结合”的方法，学一个，记一个，会一个，积少成多，逐步全面地掌握初中阶段的108多个化学式，为将来学好化学方程式打下坚实的基础。在巩固上，采用多次检查的方案，督促学生早日掌握。

3．实验搭桥，现象做媒，突破化学方程式关

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金属钠的性质非常活跃，通过相应的化学反应，钠原子极易失去最外层的一个电子，形成钠离子。在化学课堂教学中，教师要尝试让本性活跃的高中学生，在适当的“教学反应”下褪去最外层的虚拟伪装，从呆板枯燥的课堂氛围中解脱出来，变化成为自信满满、兴趣浓厚、积极活跃的“钠离子”。

一、传统化学课堂教学的现状

传统化学“三个中心，一个基本点的”教学模式一直沿用至今，尽管素质教育者诟病多年，但依旧适用于所有阶段的化学教学课程，即：课堂是教学的中心，教师是课堂的中心，教材是教师的中心，考试成绩是检验学生知识掌握情况的唯一基本点。这种高强度、固定化模式的教学方法，吸引不了学生的眼球，发挥不了学生的主观能动性，压抑了学生的个性，无疑是对素质教育莫大的讽刺。

让教学回归到传授知识、寓教于乐的平台上，需要教授在教学方式上做出适当变革，在化学课堂上增添部分趣味性元素，增加知识与学生之间的化学反应次数，激发学生学习化学的内在动力。那么，积极活跃的化学课堂氛围就会自然形成。

二、提高化学趣味性的教学方法

1.给学生张贴上化学元素的标签

目前全球被人们发现的化学元素有180余种，地球上存在94种，出现在公众视野中较频繁的有26种，将这些化学元素交给学生，然他们选择一种化学元素代表自己，并说出选择这种化学元素的缘由。当然，为了避免部分学生选择同一个元素而丧失了学生之间的个体差异辨识度，给予学生一周时间了解地球上存在的94种化学元素，元素的构造、习性或者与本人有能够联系到一起的共通点。然后举行随机抽签决定选择元素的先后顺序。

这是一个极富创意的趣味性教学活动，占用的教学时间不多，收到的教学效果确实非同寻常。在抽签之前学生并不知道自己会成为第几个上台选择“领取”的人，为了防止自己喜欢的化学元素被他人选走，务必对其他所有化学元素的成分构造和发现渊源进行查阅了解，以期望能够找到元素与自己的贴合点。诚然，一个班级的人数上限不会超过90，所有地球上的94种化学元素对学生的选择而言，已经算是绰绰有余了。

2.建立仿真模拟化学实验室

当前网络模拟技术应用已经相当普遍，在军事战略指挥应用上，网络数据化模拟正在逐步替代传统的沙盘指挥作业。如2015年吴京导演的《战狼》，高级指挥官在进行反恐营救过程中的指挥作业就是通过网络模拟进行的。在驾驶员技能培训课程中，大多数驾校也开始选择性地采购驾驶模拟器材进行驾驶动作模拟演练。这说明网络模拟教学应用到高中化学课堂教学，从技术层面讲已经毫无障碍。模拟技术人员按照内容需要将相应规则和定律编辑进入特定的程序中，在条件假设符合程序要式的情况下进行自主模拟演练，其演练结果可以验证在假设条件下预估结果的真伪性，从而推动科学实验的有效进程。“仿真化学实验室”的诞生，就为模拟化学教学提供了相应技术支撑。

由金华科公司研发制作的软件“虚拟仿真化学实验室V3.0专业中文版”，这套软件在模拟实验操作方面简单易懂，囊括了几乎所有高中化学实验课程，对解决学校化学实验室器材有限、经费投入紧张、化学试剂成本较高、化学实验无法经常反复多次练习等问题，有其他教学方法不可比拟的优势。

3.互动游戏化教学应用

学生是课堂的主体，调动学生学习化学的积极性，才能更好地展开化学课程，保证课程完整、高效、顺利地进行。将心理学小游戏穿插于教学课堂中，如：将学生平均分成若干小组，每个小组设计一道化学方程式，写在纸条上，传递给教师汇总。授课教师将写有方程式的纸条放入事先准备好的投票箱中并适当搅拌，打乱纸条顺序。再由小组学生代表上来抽题，抽完后进行作答，又快又准地完成化学方程式配平的小组获得优胜，由教师办法小奖状和准备的小奖品。如此这类互动游戏化的教学应用，对于调动学生学习积极性，使学生尽可能多地参与到化学课堂教学中，最大限度地汲取化学知识养分，对于高中化学教学，将起到巨大的推动作用。

三、趣味性化学教学的现实意义

学生是教学的中心。新课标化学教学大纲要求积极开发学生的主观能动性，让学生快乐地接受化学知识传递。要做到这一点，学生永远都必须被摆放在课堂教学的中心位置，让学生当家做主，让学生背负起学习化学的责任，让学生为自己的化学课业而主动努力奋斗。将课堂交给学生，无论是化学元素标签式教学、仿真化学实验室教学，还是互动游戏化教学，课堂的中心和主体都是学生自己，学生掌握自己的学习节奏，在探究体验中进行互动学习，在游戏中快乐愉悦地理解并掌握知识的外延与内涵，才是成功的新课改化学课堂。

教师是学生的向导。诚然，学生当家做主了，那教师的位置又该如何摆放，教师应该是“引路人”，应该是学生自我学习的向导。学生选择化学符号代表自己，是学生的主观意愿和化学知识相结合的典范；学生参与到网络模拟实验室的操作过程中，是学生进行自主探究和自我思索的体现；学生融入游戏化的化学方程式竞技教学中，和同学比拼化学练习的答题能力，是学生好胜心的体现，这些都并不需要教师将自己的权力和意志强行穿去，学生有自己的思维模式和想象空间，教师只需要默默地观察、记录，并在特殊情况下进行适当引导即可。要相信高中阶段的学生，能够自己圆满完成这一堂堂有趣的化学课。

教材是教学的工具。高中化学教材本身在撰写的时候就强调了其工具性的特点，因此化学教学不能完全依赖于教材，如俗语云“尽信书不如无书”。学生是独立的差别性个体，要具体问题具体分析，有些学生性格内敛沉稳，善于总结学习，对于传统示范讲解式的教学方法情有独钟，也更能够收到掌握知识的效果，那么就要针对这类学生进行传统的指导性教学。有些学生古灵精怪，不按套路出牌，常常迸发出异想天开的点子，针对这类学生进行互动探究式教学，更能收到事半功倍的效果。不论哪种类型的学生或者是哪种有益的教学尝试，教材在这个过程都是必备工具，也是非常重要的工具。脱离教材或脱离学生教学，都不可能达到大纲要求的教学目标。

综上可知，学生是中心，教材是工具，教师是导向，在教学内容相对固定的情况下，最大限度地发挥学生的创造性思维，对于学生而言，能够培养化学学习兴趣，促进化学成绩的提高，提高人际交往能力。对于教师而言，丰富教学手段，让化学课堂变得生动有趣，让学生在不知不觉中掌握化学知识的深层次含义。对于整个高中化学而言，趣味性的化学课堂更能够践行素质教育的大纲要求，是教育发展的必然趋势。

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“范例”一词的含义是“可作为模范的事例”，在范例教学理论中，克拉夫基指出“范例”一词的意思是“例子”，更确切、明白地说是“典型的例子”、，是那些“隐含着本质因素、根本因素、基础因素的典型事例”。也就是说具有代表性的重点和难点的知识，它们就是范例，每一个范例都是具有代表性的，是反映整体的一面镜子，而且范例之间有着相互的联系。“范例教学”可称为“案例性的教学”，范例教学理论认为“范例教学”就是根据好的、特别清楚的、典型的事例进行的教学与学习。从教学方法论上讲，要求教师在有限的教学时间内，启发、引导、辅助学生从典型的事例学习中积极主动地获得一般的、本质的、规律性的知识。可以发现在教学过程中，教师通过对范例的讲解，使学生掌握教材中关键性的问题，引导学生理解一般性的知识，帮助学生将这些知识应用到生活实际当中。可见，范例教学就是通过对化学中典型事例的教学，帮助学生认识化学现象的本质，同时使学生获得研究化学现象、化学规律和应用化学知识解决相关问题的方法，引导学生获得良好的学习态度和认识判断、解决问题及继续学习的能力。

2在化学元素化合物中应用范例教学

2.1范例教学归纳总结化学规律

高中化学是一门逻辑性较强的学科，但是它也是一门有规律的学科，通过对一些化学物质的分析和研究就可以了解同类物质的化学性质。所以，化学的学习并不是一项很艰巨的任务。学生可以利用这个特点对化学物质进行归类总结，研究其中具有代表性的物质。范例教学的应用可以提高学生的分析能力，进而掌握化学的学习规律。比如说，在高中一年级化学中，将“碱金属”和“卤素”这两章的知识放在了元素周期表之前进行学习，就是为了提高学生的归纳总结能力。通过掌握具有代表性物质的化学性质，就可以通过分析研究出其他他同类元素的化学性质，进而总结出化学的学习特点。例如，将氯气、钠的学习和初中学习过的氢气、氧气、碳等物质进行化学对比，从而归纳总结出金属单质的典型规律：第一，能够和非金属物质进行化学反应；第二，能可以让学生记够和酸或者是水进行化学反应，第三，能够和盐进行置换反应；非金属单质的化学性质为：第一，能够和金属发生化学反应；第二，能够和氢气等非金属发生化学反应；第三，能够和碱或者水发生反应；第四，能够和非金属进行行相关置换反应。这种元素性质的归纳总结能够减少学生的记忆难度，提高学生的学习效率。

2.2范例教学进行知识拓展

学生在对范例进行了学习之后，可以应用金属物质按照范例所示范的进行化学实验，学生在亲自实验后，可以加深学习印象，更好的掌握知识，继而了解元素的化学性质，明白法神化学反应的原因和过程，根据这个结果，就可以大致得出同类元素的基本性质，从而归纳总结学习成果。通过范例的示范学习，我们发现金属从钠到金属锶与水或者是酸反应效果逐渐剧烈，化学反应之后最高价氧化物形成的水化物碱性越来越强，证明它们的金属性是逐渐增强的，卤素非金属和氢气进行反应逐渐困难形成的氢化物的化学性质也很不稳定，非金属的活泼性降低，生成的最高价氧化的水化物酸性也是逐渐递减的趋势。学生通过这些范例的学习，可以推论出其他同类元素的化学反应和性质，化学元素周期表中同一种族的化学元素，依次是非金属性减弱、金属性增强。

2.3范例教学获取其他元素的学习方法

学生通过范例教学了解了同一种族中的一个元素性质之后，就可以推论出其他元素的化学性质，比如说元素的金属性、相似性、与其他元素混合后可能会发生的化学反应等多方面的结论。其次，在进行碳族和氧族的学习过程中，就可以结合之前的学习经验进行推论式的学习，不仅能提高学生的推理能力，还可以节约时间，提高学习效率。由此可见，范例教学在化学学习中的应用具有很大的优势，它能够提高学生的学习能力，对化学的学习有很大的帮助。

3根据范例构建小结构让化学知识结构化

高中化学的学习过程，通常都是通过理论进行物质的实验、计算和推理，进而得出元素的化学性质，所以高中化学的目的就是为了更好的了解物质的化学性质。在这些研究的过程中，由于知识的零散性，所以学生学习起来可能会感觉有难度，但是范例教学的应用可以在一定程度上有效的解决这一问题，通过将要学习的物质进行分类，然后研究具有代表性的物质，就可以大致得出其他元素的属性，从而更加完整的掌化学知识的学习特点，并提高学习效率，对学生化学成绩的提高有很大的促进作用。例如在进行化学氧化还原反应教学的时候，教师就可以让学生记住，氧化还原的本质其实是在化学反应中电子对进行偏移或者是电子得失而造成的，所以在进行化学反应的时候，参加化学反应的反应物和生成物的得电子数必须等于失电子数根据这条规律，学生就可以进行相关得失电子之间的计算。高中化学范例教学的应用可以帮助学生归纳总结出化学知识的结构与体系，让学生化学的学习在到大脑中形成完善的结构体系。学生通过具体的范例进行学习后，可以总结出学习规律，并在今后的学习中加以利用，加深印象，对知识充分掌握，不仅方便学生的学习，还减轻了学生的学习压力。

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    化合价概念从提出到现在,已经一个半世纪,随着人们对分子及分子结构的认识越来越深入,早期那种认为可用整数定量量度化学元素性质的化合价概念已经过时,化学家的注意力已转向用分子轨道理论来讨论化学键的本质。从历史发展的角度来看,化合价概念的演变与发展经历了四个重要阶段:化合价的提出、化合价概念的发展、化合价的电子理论阶段和分子轨道理论阶段。

    1.化合价概念的提出

    1852年,英国化学家弗兰克兰在研究金属有机化合物时提出了化合价的思想,认为金属或其他元素的每一个原子在化合时具有一种特殊的性质——化合力,即任何一个原子都有和一定数目的其他原子结合的性质。“化合力”概念的提出揭示了元素化合力与基团化合力之间的联系,“化合力”后来被德国化学家凯库勒翻译为“价”,得到欧洲各国的普遍认可;我国早期使用的术语是“原子价”,1991年公布的《化学名词》中译为化合价,并给出定义:一定数目的一种元素的原子只能跟一定数目的其他元素的原子化合,这种性质叫做化合价。

    2.“化合价”概念的发展

    化合价的概念提出后,在较长的时间内并没有相应的理论去解释原子间结合的原因,直到化学家们把研究重点从化合价的本质转移到原子结合的数量关系上。21世纪,原子结构理论的建立为揭示化合价的本质奠定了基础。1861年,俄国有机化学家特列洛夫首先提出“化学架构”的概念,并指出物质的化学性质决定于它的化学结构,通过化学性质的研究可以推测化学结构,反之,根据化学结构又可预见物质的化学性质。随着有关分子结构理论的不断充实,原子间结合为分子的空间取向等问题逐步被解释了,但是人们无法回答分子间作用力的实质问题,1916年美国化学家路易斯在《原子和分子》中阐释了化合价的电子理论,解释了分子间作用力的实质,提出:原子失去或获得电子后形成稳定的电子结构,金属原子易失电子,非金属原子易得电子形成负离子,正、负离子间的静电库伦力是离子间形成化合价的本质。

    3.电子理论的发展

    1927年,英国化学家海特勒和德国化学家伦敦把量子力学理论应用到分子结构中来,后来又经过美国化学家鲍林等人的发展,建立了现代价键理论(简称VB法,又叫电子配对法),1931年,由鲍林和斯莱托创立了杂化轨道理论。价键理论和杂化轨道理论都认为,原子的化合价与原子核外电子层中未配对的电子数目相等。因为有几个未配对电子,就可以借电子对的形式来形成几个共价键,从而生成具有一定稳定结构的分子。例如:H、F、O、N、He、Ne基态时原子核外未配对电子数分别是1、1、2、3、0、O,所以它们的化合价也分别为1、1、2、3、0、0。

    4.分子轨道理论阶段

    化合价的电子理论虽然对解释化学键的本质起了重要作用,但是它无法解释后来逐步发现的缺电子分子、夹心面包型分子或分子片等实验事实。

    1931年鲍林提出了杂化轨道理论和电价配键、共价键的配合物价键理论,1932年美国化学家密立根和德国化学家洪特等人创立了分子轨道理论(简称MO理论),以及随后提出的单电子键、三电子键和缺电子键等概念,使化学家们对原子间相互化合的形式、结构、性质等的认识进一步深化和发展,同时也使化合价的传统概念暴露出来这样那样的缺陷。1938年,鲍林出版了《化学键本质》一书,宣告了用整数定量量度化学元素性质的化合价的消亡,并引导化学家们将注意力转到探索化学键的本质上来。至此,人们开始清醒地认识到用化学键数目来计算原子的化合价的方法是行不通的,至少在有些类型的化合物中是无法应用的。这类化合物中的化学键及化合价需要用量子化学理论来讨论,在这些分子中原子的化合价不再是整数,而可能是分数或小数。

    二、化合价的学习困难分析

    通过对化合价概念的演变与发展的历史回顾,我们可以看到,在第一阶段的化合价概念仅仅回答了原子间相互化合的数量关系。第二阶段则将化合价的数值与共价键数目或原子中未配对电子数目画上等号,从而使化合价这一起初比较抽象的概念变得具体起来。第三阶段,化合价的分子轨道理论为揭示化学键的本质提供了理论基础,同时说明用整数定量度量原子化合价的概念已经过时,对于奇数电子的分子、缺电子分子和夹心面包型分子中原子的化合价,必须用分子轨道理论来阐述才能得到满意的解释。这不断变化的含义,让化合价披上了一层神秘的面纱,也导致了学生化合价学习的困难。

    首先,从化合价的发展历程可以看出,化合价这一概念的含义不断在发生变化,而并不是我们现在教材中给出的化合价的含义,所以这就导致了学生学习了化合价概念之后,按照所学的化合价知识去判断其他物质中元素的化合价时,常常会遇到解释不通的时候,比如说四氧化三铁中铁的化合价、过氧化氢中氧的化合价。这样就导致学生难以理解化合价这个概念。

    初三学生在学习化合价之前头脑中没有与“化合价”相连接的先行组织者,化合价知识很难与学生的已有知识经验相连接,学生只能靠死记硬背老师教给的口诀,这样学到的知识在练习应用中又频频出错,这对学生来说更是雪上加霜,化合价的学习更加困难。

    其次,化合价如此复杂的发展史,对于很多的初中教师也是陌生的,教师在理解化合价时都不能给出其确切的含义,如果要传授给学生,讲到什么程度、怎样讲合适,这对教师来说本身就是一个挑战,所以很多教师则干脆不讲,直接告诉学生一个“化合价记忆口诀”,学生们只会记住这些口诀,而对于化合价什么含义、怎么用,则是一塌糊涂。

    三、解决化合价学习困难的教学建议

    以上从化合价发展史的角度分析了初中化合价难学的主要原因,在教学中为帮助学生理解化合价的概念,教师要注意以下两个方面:

    1.深入挖掘教材内容,注重化合价本质的理解

    化合价的内容理论性较强,需要学生的逻辑思维和抽象思维能力强。鲁教版初中化学教科书很好地利用了化合价发展史,教材中在化合价之前先安排原子的构成、元素等章节,让学生先了解了原子的构成、分子的形成以及原子的八电子稳定结构等知识,学生初步具有了从微观的视角来分析问题的能力。然后在“物质组成的表示”一节中提出了“化合价”概念。从教科书内容来看,教科书给出的“化合价”的解释处在了“化合价”历史发展的第二个阶段:在元素化合物中,元素的化合价是由这种元素的一个原子得到或失去电子的数目决定的。这样的编写顺序便于学生理解。

篇（9）

有以下两个字：

1、北：二人相背，相随而从，相对而比，相背而北，相转而化，是一个用于表示方向的地理名词，源于甲骨文；在现代汉语中有多种含义，指方向，早晨面对太阳，左手的一边，与“南”相对的北方；指北极星，出现在天空北部的一颗亮星，人们常靠它辨别方向；指北上，古代以北为上，后指去本地以北的某地，与“南下”相对；北国，指中国北部；在古代，山南水北为阳，山北水南为阴；

2、鉳：化学元素“锫”的旧译。

（来源：文章屋网 ）

篇（10）

化合价概念从提出到现在，已经一个半世纪，随着人们对分子及分子结构的认识越来越深入，早期那种认为可用整数定量量度化学元素性质的化合价概念已经过时，化学家的注意力已转向用分子轨道理论来讨论化学键的本质。从历史发展的角度来看，化合价概念的演变与发展经历了四个重要阶段：化合价的提出、化合价概念的发展、化合价的电子理论阶段和分子轨道理论阶段。

1、化合价概念的提出。 1852年，英国化学家弗兰克兰在研究金属有机化合物时提出了化合价的思想，认为金属或其他元素的每一个原子在化合时具有一种特殊的性质——化合力，即任何一个原子都有和一定数目的其他原子结合的性质。“化合力”概念的提出揭示了元素化合力与基团化合力之间的联系，“化合力”后来被德国化学家凯库勒翻译为“价”，得到欧洲各国的普遍认可；我国早期使用的术语是“原子价”，1991年公布的《化学名词》中译为化合价，并给出定义：一定数目的一种元素的原子只能跟一定数目的其他元素的原子化合，这种性质叫做化合价。

2、“化合价”概念的发展。 化合价的概念提出后，在较长的时间内并没有相应的理论去解释原子间结合的原因，直到化学家们把研究重点从化合价的本质转移到原子结合的数量关系上。21世纪，原子结构理论的建立为揭示化合价的本质奠定了基础。1861年，俄国有机化学家特列洛夫首先提出“化学架构”的概念，并指出物质的化学性质决定于它的化学结构，通过化学性质的研究可以推测化学结构，反之，根据化学结构又可预见物质的化学性质。随着有关分子结构理论的不断充实，原子间结合为分子的空间取向等问题逐步被解释了，但是人们无法回答分子间作用力的实质问题，1916年美国化学家路易斯在《原子和分子》中阐释了化合价的电子理论，解释了分子间作用力的实质，提出：原子失去或获得电子后形成稳定的电子结构，金属原子易失电子，非金属原子易得电子形成负离子，正、负离子间的静电库伦力是离子间形成化合价的本质。

二、化合价的学习困难分析

通过对化合价概念的演变与发展的历史回顾，我们可以看到，在第一阶段的化合价概念仅仅回答了原子间相互化合的数量关系。第二阶段则将化合价的数值与共价键数目或原子中未配对电子数目画上等号，从而使化合价这一起初比较抽象的概念变得具体起来。第三阶段，化合价的分子轨道理论为揭示化学键的本质提供了理论基础，同时说明用整数定量度量原子化合价的概念已经过时，对于奇数电子的分子、缺电子分子和夹心面包型分子中原子的化合价，必须用分子轨道理论来阐述才能得到满意的解释。这不断变化的含义，让化合价披上了一层神秘的面纱，也导致了学生化合价学习的困难。

首先，从化合价的发展历程可以看出，化合价这一概念的含义不断在发生变化，而并不是我们现在教材中给出的化合价的含义，所以这就导致了学生学习了化合价概念之后，按照所学的化合价知识去判断其他物质中元素的化合价时，常常会遇到解释不通的时候，比如说四氧化三铁中铁的化合价、过氧化氢中氧的化合价。这样就导致学生难以理解化合价这个概念。

初三学生在学习化合价之前头脑中没有与“化合价”相连接的先行组织者，化合价知识很难与学生的已有知识经验相连接，学生只能靠死记硬背老师教给的口诀，这样学到的知识在练习应用中又频频出错，这对学生来说更是雪上加霜，化合价的学习更加困难。

其次，化合价如此复杂的发展史，对于很多的初中教师也是陌生的，教师在理解化合价时都不能给出其确切的含义，如果要传授给学生，讲到什么程度、怎样讲合适，这对教师来说本身就是一个挑战，所以很多教师则干脆不讲，直接告诉学生一个“化合价记忆口诀”，学生们只会记住这些口诀，而对于化合价什么含义、怎么用，则是一塌糊涂。

三、解决化合价学习困难的教学建议

以上从化合价发展史的角度分析了初中化合价难学的主要原因，在教学中为帮助学生理解化合价的概念，教师要注意以下两个方面：

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依据教学目标与新课程标准的前提下，培养学生自主学习的积极性与创新精神，提高学生在化学学科的综合成绩，改善学生枯燥无味的化学学习环境，是目前化学趣味课堂的首要任务。根据化学学科灵活的特点，应该注重趣味教学的感染力与吸引力，形成风趣又标新的学科，将化学的知识渗透到学生日常生活中。目前，如何将风趣幽默的教学形式带到课堂中，适度改变老师传统保守的授课方法，激发学生积极主动学习的潜能，是每位高中化学教师需要注重与解决的问题。

一、优化化学理论授课方式

化学是一门实用又易学的学科，它与数学、物理等学科共同成为自然科学技术发展的重要开端，对于大多数普通的科研人员来说，化学是最经常运用到日常实际生活中的一门学科。化学与其他学科相互交叉，构成了生物化学、海洋化学、地质学等边缘学科，为科技的发展贡献着不可磨灭的力量。更重要的是化学与我们的衣、食、住、行息息相关，是社会迫切需要的学科。所以，培养学生学习化学的兴趣显得尤为重要，这就需要从根本上优化教师授课方式，增强学生自主学习的积极性。

提高学生学习兴趣就需要任课教师做出适当改变。例如，在传授理论课时避免死板念教材的形式，而是要通过借助生活中的实际例子将理论性知识印刻在学生脑子里。化学学科最基本的一项是认识并熟记化学元素及各元素之间的反应，这就需要任课教师避免空洞讲理论而脱离实际。

二、创设化学实验课的生活情景，走进趣味课堂

化学也是一门以实验为基础的自然科学，任课教师要在教学过程中精心创造实验演示情景，引起学生的好奇心，从而激发学生认真观察的兴趣，培养他们热爱化学的情感。实验在化学课上分为两种：一种是演示实验；一种是操作实验，前者是通过教师亲自演示实验反应过程，而学生注意观察的一种实验，这种实验法容易引起学生的好奇心，激发学生认真学习的兴趣；后者是在实验室上实验课，这就要求每个学生通过自己动手操作来观察变化，

再写实验报告的方式，提高学生的化学知识与叙述实验结果来让学生深刻记忆实验过程与化学知识。两者之间都有激发学生学习的兴趣，对于调动学生积极性起着重要作用。

创设趣味的化学课堂是必不可少的，在教学过程中运用一切可能的条件，联系实际让每位学生都能走进趣味课堂。例如，在新知识讲授之前，可以以一种标新立异的开场白引起学生的关注与好奇心，例如学习元素周期表一节内容的时候可以先让学生一起讨论并猜测元素周期表中出现的元素的读音及所处位置的含义与用途，通过学生既幽默又富有创意的说法来开始新知识的讲授，同时，可以通过实验展示的形式让学生了解“锰”的存在状态与形状，学生在教师的指导与展示下获得知识上的满足，更加激发了学生渴望进一步了解“锰”元素的各类性质与特点，有利于提高课堂效率，向学生展示了幽默风趣的课堂，从而加深了对课堂上内容学习的印象。激发学生学习化学的兴趣，需要该任课教师在趣味难忘的课堂上展开创意教学的思维方式，才会让课堂成为学生难以走开的场地。

三、充分利用多媒体来营造课堂气氛

1.课堂上最重要的教学工具就是多媒体的运用，在教学过程中，关于化学知识的展示可以在多媒体的播放下让课堂呈现出放松又高效率的画面。高中化学繁杂的课业中需要背记各种化学元素与化学反应，如果通过简单视频动画的播放，让每个化学反应都以独特的形式展现在学生面前，那么每个知识点都会被高效地记录在学生脑海里，尤其是在课堂上动画式的播放让学生的学习过程更加放松。

2.高中化学学科的教学时间非常紧张。教师过多关注在课堂上完成教学任务，而忽视了教学质量。化学课堂变得繁重、冗长，失去了趣味化。因此动画、视频、课件、投影等就帮助多媒体达到了教学过程中一定的作用，缓解了教学中沉重又无趣的气氛，同时再由该课程老师借助幽默风趣的语言，有意识、有目的地发掘一些课堂笑点以及闪光点，使得语言教学更加幽默趣味、生动难忘，给学生带来良好的听觉与视觉的享受，活跃课堂氛围，唤起学生对化学知识的学习热情。