简析物质种类判断方法

简析物质总类判断方法

江苏省如皋市江安中学 胡海鹏 226534 人类已发现的元素仅100多种，而这些种类有限的元素却构成数千万种不同的物质，如何来探索这其中的奥秘？本人根据多年的教学经验和丰硕的教学成果，对如何准确判断物质总类进行了一些归类总结。 [例]（苏教版化学1专题一第三单元《人类对原子结构的认识》练习与实践5）许多元素有多种核素，而且自然界中各种核素都有固定的原子

分数。如氧元素存在O 168、O 178、O 188三种核素，氢元素有H 11、H 21、H 3

1三种元素。请你估计，自然界中最多可能存在多少种水分子？ [解析]此题考查对相同元素的不同核素形成物质的种类。

方法一（一般解法）：先写出3种氢原子（1H 、2H 、3H ）两两与16

O 结合形成的水分子：

共6种，若将16O 分别换为17O 、18O ，又各得6种水分子，共得18种水分子。

方法二（排列组合法）：从数学的角度看，水分子的形成是H 、O 原子组合的结果。由于与选H 、选O 的顺序无关，所以只是组合，并无排列。先确定两H 原子相同的水分子个数：从3种H 原子中任选1种H 原子共

有13C 种选法，从3种O 原子中任选1种O 原子共有1

3C 种选法。这样，可形成的水分子数目为：

13C ×13C ＝3×3＝9

再确定两H 原子不同的水分子个数：从3种H 原子中任选2种H 原

子共有23C 种选法，从3种O 原子任选1种O 原子共有1

3C 种选法．这样，可形成的水分子数目又有：

23C ×13C ＝3×3＝9

共得水分子种数为18。

若综合考虑水分子中H 原子的选法，再结合O 原子的选法，可得下式：

（13C ＋23C ）×1

3C ＝（3＋3）×3＝18

[提升]最多可形成多少种式量不完全相同的水分子？ 方法一（一般解法——列表法）：设水分子的化学式为x H y H z O ，x 、y 分别是1、2、3，且x ≤ y ；z 分别是16、17和18。则式量不同的水分子有：

方法二（等差数列法）：由等差数列公式得：

711

18

2411=+-=+-=

d a a n x

[答案]18 ，7

[评注]以上四种方法比较，方法1思维朴素，易接受，但解题费时多；方法2思维抽象，难理解，但解题速度快。