所謂分類就是根據對象的共同點和差異點,將對象區分為不同種類,并且形成有一定從屬關系的不同等級的系統的邏輯方法。化學上物質的分類就是根據物質在組成、結構、性質、用途等某一方面的共同點或不同點將物質分成不同種類的科學方法。
2、物質分類的意義:
物質種類繁多、數量巨大,且新的物質還在不斷地被發現或被制備出來,這就決定了人們不可能一種一種地去研究。如果能對物質進行科學的分類,再分門別類地研究它們的組成、結構、性質、用途,就容易找到規律,把握物質的本質屬性和內在聯系,并反過來利用這些規律去發現或制備新的、對人類生產生活有用的新物質、新材料。
3、物質分類的方法:
物質分類的方法很多,根據研究的需要,可以從多種角度對物質進行分類,并得到不同的分類結果(同一種物質屬于不同的類別),因此在對物質進行分類時,必須指明分類的依據。中學化學學習中常用的方法主要有以下幾種;
⑴根據物質的組成與性質分:
、聘鶕衔镌谒芤褐谢蛉刍癄顟B下能否導電分為電解質與非電解質。
⑶根據化合物分子中原子之間的強烈相互作用(化學鍵)分為共價化合物與離子化合物。
、雀鶕镔|在化學反應中得失、電子情況,將反應物分為氧化劑與還原劑。
⑸根據分散質微粒直徑大小將混合物分為溶液、濁液(懸濁液、乳濁液)和膠體。
4、物質分類的應用:
、艖梦镔|分類思想研究物質,可以從共性中發現特性。
通過研究各類物質中的典型代表物,掌握同一類物質的共性后,再運用于新物質的研究,不但可以驗證其與已知物質的共性,更重要的是“發現”它的特性。如對Na2O2的研究就是從共性中發現特性的很好例證:從組成上看,Na2O2應屬于金屬氧化物中的堿性氧化物,因而可預測它的性質:與非金屬氧化物(CO2)、水、酸(HCl、H2SO4)反應,但在實驗驗證中卻發現,它與一般的堿性氧化物(Na2O)不同,它與這些物質反應時都“多”生成了一種物質??O2!而且它與水反應后的溶液中滴加酚酞試液,先變紅后褪色!因此可以得出一個與預測相反的、“全新”的結論:Na2O2不是堿性氧化物!而應當將劃分為氧化物中另一類??過氧化物。這就是物質分類思想的威力!
⑵用物質分類思想“發現”新物質。
如:用Na、Cl、Mg、O、Cu、S、H、Ca、C等9種元素組成盡可能多的物質。如果用元素之間無規律地組合,最多能寫出我們“已知”的十幾種物質,但若正確地運用物質的分類思想,一類一類地“對號入座”,你就能“發現”就這九種元素能組成的物質,大大地超出你的想象。(用本文給出的第一種分類方法試一試,你能寫出物質就可能超過100種!而在今后學習了有機物分類知識后,它們能組成的物質種類可以超過千萬種!)。
、菓貌煌姆诸悩藴蕦ξ镔|進行分類,“發現”物質新的性質和用途。
某種物質在某一類別中是特性,但在另一類別中,就是共性。如從物質在水溶液中或熔化狀態時是否能導電及導電性的強弱,將酸堿鹽歸類為電解質,并由此研究離子反應發生的條件、離子方程式的寫法;從物質中的某一元素的化合價能否在化學反應中發生變化(實質是能否發生電子的轉移)、是升高還是降低(實質是失去或得到電子),將物質分類為氧化劑和還原劑,研究氧化還原反應及其應用。如硫酸、硝酸、鹽酸的工業制法;合成氨、水煤氣的制備;金屬的冶煉;汽車尾氣的處理、各種化學電池材料的選取等都是這種分類思想的具體應用。
⑷在化學發展史上,有許多重大發明都運用了物質分類思想。
如門捷列夫在前人對大量物質分門別類研究的基礎上,總結出了具有里程碑意義的元素周期律和元素周期表;阿累尼烏斯在總結大量不同類別物質酸堿性的基礎上,發明了現在人們還在應用的酸堿質子理論。格林在研究了大量各類有機物相互轉化的基礎上,發明了對有機合成具有重大意義的格林試劑,為有機合成作出了巨大貢獻。諾貝爾在研究了大量不同炸藥的共性與特性基礎上,發明了高能安全炸藥硝化甘油。
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