“物质的量”引言及定义解读及教学实践

侯前进

【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）3-0071-01

1.引言

诸多化学教材在"物质的量"这一章开篇引言部分会提出：单个或数量非常有限的微观粒子在化学反应中容易计数，但质量太小难以称量；当质量大到可以称量时，其微观粒子数目则多到难以计数。之所以出现这种两难困境，是因为在研究物质间的化学反应时人们有两个需求：一是在研究反应过程或反应机理时，需要对参与反应物质的微粒进行计数，即需要知道物质微粒之间是按照什么样的数量关系进行化学反应的；显然，参加反应的物质微粒数量越少越便于计数。为此，人们希望参加反应的物质微粒数量尽可能地少。但是当微粒数量少到便于计数时，由于单个的原子、分子、离子的绝对质量数值太小（以千克为单位，其数量级为10-27），除造成反应现象难以观察的同时；还势必带来样品质量难以称量的实际困难；而如果满足可以称量，样品的质量就必须大到一定程度。但是，当样品质量大到可称量时，其中包含的微观粒子的数量必然是极其庞大、难以计数。

显然，如方便微观粒子计数，就需要粒子数目尽可能地少，但这样会出现物质质量或体积太小，使得称量难以进行，顧"此"失"彼"；如方便参加反应的物质称量，就需要质量或体积要大，但是又会引起其微观粒子数量巨大而难以计数，顾"彼"失"此"。

所以，为解决这种"两难"问题，就需要建立一个新的物理量，让它担负起"把微观粒子数目与宏观可称量的物质质量联系起来"的功能，这个新的物理量就是"物质的量"。

因此，引言的作用是告知学习者，在化学知识体系中引入"物质的量"的必要性-解决"两难"问题；另外的一个作用是引入课题。

对于引言部分的作用，不要以为，这不过是几句引言，并非重难点知识，就一带而过甚至放过。教师应该对此高度自觉，否则难以引起学生对"物质的量"学习的重视和学习兴趣。为了使学生能较好的理解这种"两难"，教学中可以打比方的方式给予说明，如：称2～3粒芝麻非常容易计数，因为数量少。但是，称其质量很困难，因为2～3粒芝麻的质量太小：好数不好称（一难）。一大堆的芝麻容易称重，因为它的质量已大到一定的程度；但是，对一大堆的芝麻计数困难，因为它的数量肯定很大（又一难）。最后设问："物质的量"系统的确可以把这个"两难"很好的解决，难道不应该重视去学习和掌握么？

2.物质的量的定义

"物质的量"的定义的表述在不同的教材中有多种方式，其一表述为：物质的量是表示某一特定数目的基本单元（粒子）为集体数及其倍数的物理量。

该定义中有以下四个要点：

①特定数目

②基本单元

③集体数

④物理量属性定位

表1 国际单位制(SI)基本单位

物理量名称 物理量符号 单位名称 单位符号

长度L 米 m

质量m 千克 kg

时间 t 秒 s

电流强度 I 安培 A

热力学温度T 开尔文 K

物质的量 n 摩尔 mol

发光强度I 坎德拉 cd

对于物质的量的定义教学，要统筹处置以上四个要点。在第一次讲解时，不可能都讲深讲透。对于①可后置，与"物质的量"的单位教学融合②可后置与"物质的量"计算融合，而后进行较为深入的阐述；这样学生更容易接受。否则，极易形成"夹生"现象。

对于③集体数的解释比较容易，可以利用学生已有的生活经验给予说明：如一包香烟、一箱水果、一袋米、一个班级，它们包含的都不是单个数，都是集体数，如一包烟里有20只烟卷；一个班级里肯定不会是一个学生等。最后给出结论，物质的量其中包含的微观粒子数象它们一样，也不是单个的，也是一个数量很大的集合体。

对于④物质的量"属性定位为物理量。在初中阶段学习过程中，学生已经接触物理量，但是一般不给出定义。作为进入高中或其它非初等阶段的化学学习，应该对物理量给予"物理量是量度物理属性或描述物体运动状态及其变化过程的量"之定义，无须回避与含混。

为防止学生对"物质的量" 物理量属性产生陌生感，教学中，可以把他们熟悉的若干物理量与"物质的量"一并按照下面表1形式列出，进行对比讲解；实际教学过程中，可以引导学生对已经学习过的物理量进行复习，唤回记忆，然后再介绍"物质的量"，告诉学生："物质的量"无任何神秘之处，也不是其它星系的天外来客，不过是七种物理量当中的一员而已。