化学中的数学

化学中的数学

引言

化学是一门实验学科，尤其是在它刚刚兴起的时候，那时的化学学科并没有一个完整的理论体系，化学家们也是以寻找经验规律为目标。即便到了现在化学家们的工作的起点也是从通过实验发现经验法则，这似乎是一门和数学完全没有联系的学科。

我们再来看看数学和化学的区别。数学和化学有着完全不同的学科结构，因为数学中不存在实验这种东西。数学是一个具有完整公理体系的依靠演绎和推断得出结论的学科。数学是从点、直线这种没有一个确切定义的元素开始一步步严格推出，每一个新发表的研究成果都应当基于过去的成果，作为数学家应当知道他所在的领域目前几乎所有的研究成果，他们需要详细的知道这个领域至今的工作，也就是说他们需要阅读具体的文献。但是化学家则不同，他们最希望看到能有一篇非常好的文献综述，这样他们就不用读那些文献了，他们不必知道别人的具体工作，只有在需要的时候查阅就可以。此外，数学家们期望看到的是一种符号化严格的证明，但化学家们则喜欢直觉化的证明，事实上他们的所有理论开始的时候都是直觉化的。

然而早在1878年，在Coulson回顾了一百年间化学的进展时就曾断言“我确信化学今后将与数学建立密不可分的联系从而作为一门精确的学科发展下去”。当然，在那个时候化学家中几乎没人同意他的观点，但是当二十世纪二十年代量子理论出现之后，光谱和基于电子结构的研究成为化学中不可或缺的一部分，人们也不由得佩服Coulson的前瞻性。此后，化学开始和数学建立了共生关系，从定量分析到量子化学，从数量分析到化学计量学，数学在化学中的应用日益广泛，涉及的数学知识也越来越深奥。

通常化学研究的流程为以下三个步骤：首先是通过实验找出一个经验法则，由此来建立新的同类实验模型和对结果进行一定程度上的预测。下一步就是通过众多的实验找出半经验法则，这是已经可以对另外一种形式的实验进行结果的预测和解释了。接下来，数学开始占据主要地位，建立适当的模型并对实验中的数据通过量子力学等方法进行演绎，从而得出一个理论。如果这个理论能够很好的解释和预测实验，又有着很好的普适性，那么一个新的理论就诞生了，如果这个理论达不到要求，那么化学家们又会重新建立模型并进行演绎找寻新的理论，这种循环将一直持续到找到期望中的理论为止。

数学在化学中的应用

化学在研究微观世界中的原子、分子、化学键和晶体结构等抽象的东西的时候，通常建立起相应的数学模型，借此将问题直观化、形象化。事实上这种模型的建立方法正是一种数学的思维方法，例如将晶体中的原子使用原子坐标来表示这正是数形转换的思想。通常来说具体的研究方法是先找寻研究对象间的量变规律，通过化学原理建立化学模型，再使用数学方法对模型进行处理，将其变为适当的数学模型，最后解决这个数学模型的问题，这样一来，原本的化学问题也就解决了。在解决数学模型的问题中，化学家们主要使用以下的数学知识：图论：化学家从很早之前就使用了结构式来表示物质，但他们并没有意识到结构式本质上以表示原子间“连通性”的图或多重图，知道化学家们在分子轨道理论中开始利用图时，通途表示反应步骤的复杂序列，以及用图反应异构体间的形式相互关系时，他们才意识到图论的通用性。目前在化学中主要有两类应用。一类是一个图对应一个分子，顶点代表原子而边表示化学共价键（也就是我们通常所说的结构图或构造图），另一类就是一个图对应于一种反应混合物，顶点代表化学物质而边表示物质间的转化（这种图叫做反应图）。化学中烷

烃的异构体数目，就是求顶点度数最多为4的树的数目。

拓扑：在研究化学分子的对称性中“手性”这个概念很重要，比如著名的“反应停”事件。那时候人们还不知道手性这个东西，认为化学结构相同的物质必然具有相同的化学性质，但是，反应停这种药品左旋和右旋在生物体中一个是救命的良药，另一个则是害人的毒药，会让胎儿产生畸形，因反应停误用造成的众多畸形婴儿诞生让人们认识到了手性的重要性。此后，手性的研究成为了一个重要的课题，例如2001年的诺贝尔化学与生理学奖就颁给了研究手性催化的几位科学家。手性这个概念在数学中首先是几何定义，即“如果存在一个保定向的等距变换h:R3→R3，s.t. h(P)=r(P)，则P就是无手性的，反之就是有手性的”。但是这个定义要求物体是刚性的，对称性要求太高，因而人们使用了一个更宽松的环境，也就是将等距变换变为了同胚，这样一来便和拓扑联系了起来，也就大大的适应了化学研究中的具体问题。

群论：分子的对称性在化学研究中占据重要的地位，知道了分子的对称性也就可以判别分子的光学活性、偶极距、取代物的类型和化学位移等价性，在历史上这方面的研究曾困扰了化学家们很长时间，但数学中群的概念引入后，关于分子的对称性便有了一个系统的判别，此后群论便成为研究分子对称性的主要手段。

模糊数学：化学中很多概念只是一种极端的表示，而现实则是经常处于二者之间。例如化学键分为离子键和共价键，但事实上物质中的化学键并非是其中的某一种而是介于两者之间，过去常用离子键百分数来表示，但离子键百分数只是一个大致的判定。此外化学中物质的酸碱性也同样只是一个相对的概念，但即便在这种相对的概念中也有很多两性的化合物存在，于是化学家们又使用了两性偏酸，两性偏碱两个名词，但这样一来这种说法就非常模糊，两个同样两性偏酸的物质甚至连比较都很难用语言表述出来。于是，化学家们引入了隶属度这个概念，这也就是模糊数学，由此，这种不具有精确性的性质可以被进一步的研究。

控制论：化学研究物质变化的目的不外乎认识它和控制它，这个化学学科的发展就是一个认识到控制的过程，现在的化学是一个复杂体系，而控制论、系统论等对于复杂体系的处理很有成效，因此目前部分化学家和数学家尝试将控制论引入到化学研究中。

计量化学和化学计量学

除了以上几类数学的使用，近年来还产生了计算化学(computational chemistry)和化学计量学(chemometrics)两个与数学结合的非常紧密的新兴学科。

计算化学的主要目标是利用有效的数学近似以及电脑程序计算分子的性质（例如总能量，偶极矩，四极矩，振动频率，反应活性等）并用以解释一些具体的化学问题。计算化学包括五个主要研究领域：

一是化学中的数值计算。即利用计算数学方法，对化学各专业的数学模型进行数值计算或方程求解。例如量子化学和结构化学中的演绎计算、分析化学中的条件预测、化工过程中的各种应用计算等。

二是化学模拟，包括：数值模拟，如用曲线拟合法模拟实测工作曲线；过程模拟，根据某一复杂过程的测试数据，建立数学模型，预测反应效果；实验模拟，通过数学模型研究各种参数对产量的影响，在屏幕上显示反应设备和反应现象的实体图形，或反应条件与反应结果的坐标图形。

三是模式识别。最常用的方法是统计模式识别法，这是一种统计处理数据、按专业要求进行分类判别的方法，适于处理多因素的综合影响，例如，根据二元化合物的键参数（离子半径、元素电负性、原子的价径比等）对化合物进行分类，预报化合物的性质。

四是化学数据库及检索。

五是化学专家系统，相当于人工智能和数据库相结合。

化学计量学则是通过应用数学、统计学和其他方法和手段（包括计算机）选择最优试验设计和测量方法，并通过对测量数据的处理和解析，最大限度地获取有关物质系统的成分、结构及其他相关信息。而化学作为一门实验科学，其最基本的研究对象正是物质的组成、结构和性质及其相互联系和变化的规律。除此之外，目前已知化合物的数量已超过两千多万种，并在不断增加中，如此庞大的信息量造成了使用上的困难，常规手段已经无法满足化学家的需要，因而众多数据库应运而生，挖掘这些数据的内在规律正是化学计量学的意义。

结语

现今数学在化学中的作用日益增强，所涉及的数学知识也越来越深奥。一个合格的化学家必须学会将化学问题转化为数学模型，并熟练的使用数学方法（如向量分析、常微分方程、微分与变分法、偏微分方程、有限差分计算、数值方法、矩阵、群论、过程最优化方法、概率与统计等等）来解决问题，这也正是当今化学的发展趋势。相信随着科技的发展，数学中的方法和手段会随之先进，曾经解决不了的化学问题也能够顺利解决。

参考文献：

[1] Francis P. G. Mathematics for Chemists ; London: Chapman and Hall, 1984.

[2] Graham D. Brian, T.S. Mathematics for Chemistry ; York: Pearson Education Limited, 1995.

[3] Bruce R.K. Chemometric: Mathematics and Statistics in Chemistry ; Washington: D.Reidel

Publishing Company, 1983.

[4] Klein D.J.; Randie, M.Mathematical Chemistry ; 3rd International Conference on Mathematical

Chemistry, Galveston, 1989.

[5] Balaban A.T. Chemical Applications of Graph Theory ; Beijing: Academic Press,1976.

[6] David M.B. Group Theory and Chemistry ; Oxford: Clarendon Press, 1973.

[7] 姜伯驹，钱敏平，龚光鲁. 数学走进现代化学与生物. 北京：科学出版社，2007.

[8] 周旭章等. 模糊数学在化学中的应用. 长沙：国防科技大学出版社，2002.

[9] 潘亚明，朱鹤孙. 化学与化工中的数学方法. 北京：北京理工大学出版社，1993.

[10]张常群等.计算化学. 北京：高等教育出版社，2006.

[11]许禄.化学计量学. 北京：科学出版社，2004.

[11]金松寿.控制论化学.浙江：浙江教育出版社，1989.

数学与应用数学专业就业前景分析

数学与应用数学专业就业前景分析 就业前景是考生选择专业需关注的一大要素，在选择专业之前，考生需多方调研，综合考虑方可作出决定。为了帮助广大考生更准确的定位和选择专业，奉上各专业就业前景分析，望考生认真分析! 数学与应用数学专业就业前景分析 应用数学专业属于基础专业，是其他相关专业的“母专业”。无论是进行科研数据分析、软件开发、三维动画制作还是从事金融保险，国际经济与贸易、工商管理、化工制药、通讯工程、建筑设计等，都离不开相关的数学专业知识，数学专业与其他相关专业的联系将会更加紧密，数学专业知识将会得到更广泛的应用。由于数学与应用数学专业与其他相关专业联系紧密，以它为依托的相近专业可供选择的比较多，因而报考该专业较之其他专业回旋余地大，重新择业改行也容易得多，有利于将来更好的就业。家教业的逐渐兴起，也为数学与应用数学专业毕业生提供了一条重要的就业渠道。由于数学家教对专业知识和教学辅导艺术的要求比较高，家长不易操作或无暇顾及，于是聘请数学家教已成为许多家庭的必然选择。 代表职业：程序员 薪酬情况：多数人会从事的程序员工作薪酬水平差距很大。初级程序员的月入一般在两千元左右，做到主管一级，月入可达到五六千元。 总之，具备数学和数据结构方面的扎实基础，是成为编程高手的必备条件。 商务人员 就业分析：金融数学家已经是华尔街最抢手的人才之一。最简单的例子是，保险公司中地位和收入最高的，可能就是总精算师。在美国，芝加哥大学、加州伯克利大学、斯坦福大学、卡内基·梅隆大学和纽约大学等著名学府，都已经设立了金融数学相关的学位或专业证书教育。尽管如此，在美国很吃香的保险精算师，很多都是数学专业出身。专业有优势，职业前景好 教师 就业分析：：需求大，待遇稳定，据国家教育部预测，今后5年内，我国高中教师缺口达到116万人，其中对数学、语文等基础学科的教师需求量最大。广东省许多市县甚至出现数学“教师荒”。全国37个大中城市人才市场的统计分析表明，数学教师十分抢手。拓宽师资渠道，面向社会招聘教师，已成为教育人事制度改革的重要举措。这无疑为报考综合院校数学与应用数学专业毕业生就业提供了很大的发展空间。 google公司副总裁李开复提醒大学生们：“绝大多数理工科专业的知识体系都建立在数学的基石之上。学习数学知识可以培养和训练人的思维能力。” 研究生：站在数学的肩膀上选择前途 选择数学专业，最好能有进一步深造的计划。先打好了本科阶段的数学基础，再从其他方向寻求发展，会更容易突破。毫无疑问，研究生专业的选择方向当然最好是金融、计算机等专业。 考研择专业分析就业前景是必要的一环，但不是唯一的一环，希望大家能够综合自身各方面条件，从己和彼两方面着手，选择一个最恰当合适的专业。切不可盲目跟风或者自以为

物理化学与计算机编程的联系

物理化学与计算机编程的联系 说到化学我还以自豪下，毕竟曾经我取得啦较好的成绩，然而到大学化学老师延伸拓展让我开阔啦眼界，同时也觉得自己是井底之蛙，然来化学与计算机有着密切的联系。我找到啦一些资料来充实自己。例如化学中的分析与量子化都需要计算机编程，在此我浅谈自己的所了解的···· 计算机在分析化学中的应用————简称计算分析，其内容有：1.1数据处理利用一元统计，可对同一项目的若干次测量数据进行统计处理，计算置信区间、标准误差、变动系数等。利用二元统计，可以计算含量与滴定体积或浓度与吸光度之间的直线方程（线性回归法）。用程序型计算器也能迅速完成这些计算。 1.2 条件预测根据溶液平衡原理，考虑副反应系数校正，形成精确的数学模型，可对化学分析条件进行预测，例如显色反应最合适的pH的预测、离子交换色谱法中淋洗液浓度和用量的预测等。在较复杂的情况下，可以利用计算数学方法。设有10种金属离子与10种络合剂共存，它们之间的竞争反应可用迭代法预测，计算机对每种络合物用迭代法处理，获得收敛结果的报出答案,迭代999次仍不收敛者弃去，总共不多于10万个数据的计算。按常法以每个数据平均费时6分钟计,一个人要三年半才能算完，用计算机处理不到1小时可得出答案，为化学分析中哪种离子参加反应、哪些离子被掩蔽等条件，获得可靠的预测效果。 1.3 提高选择性即准确测定指定的组分,消除干扰一般可概括为下列两种模型：①平衡模型，以各种平衡常数为依据,把共存的每种平衡都写成一个方程式,形成一组方程。在测得某些未知量之后，就可把被测物质的共存干扰物质的含量一起计算出来。这种模型适于处理化学分析问题，但受到平衡常数的精密度和高浓度溶液中活度校正的准确度的限制。②当量模型，以广义的当量关系，即测定信息与被测物含量的关系为依据。这些测定信息可以是滴定体积、沉淀重量、吸收、发射、电流、电压、波峰的高度或面积等。将它们组成方程组，可把多种组分的含量一起计算出来。这种模型适用于化学分析和各种仪器分析，准确度高于平衡模型，但也受到某些限制。此外，国内还研究了在多波长光度法中用计算机选择波长对（或波长组），以及无机红外光谱等方法，来提高测定性质相近元素的选择性。 1.4 提高灵敏度改善信噪比、提高分辨率，常采用数学

化学动力学与化学热力学在有机化学中的应用

化学热力学与动力学在有机化学中的应用 一．化学热力学： 一个反应能否自发发生及反应平衡时反应物和产物之间的相对比例是一个化学热力学问题。可以解决，一个反应的能否自发进行及反应的限度问题，是用自由能ΔG 来判断的，ΔG<0反应可以自发进行，直到平衡即ΔG=0，相反如果大于0时，反应是不能自发进行的，由平衡常数与ΔG 的关系可以知道，此时K 很小所以往往是可逆的。S T H G ?-?=?，Δ H 反应的是反应的热效应，在反应中焓的变化反映了反应物键的断裂与生成物键的生成能量 之差（其中包括张力能，离域能等），即断裂键的键能之和减去生成键的键能之和（键能为正值）。当ΔS 可以忽略不计的时候，ΔG ≈ΔH ，当反应是放热的时候，即ΔH<0,则ΔG<0，即反应可以自发进行。ΔS 的判断：1.分子在体系中的自由度越大，她的熵值也就越大。即气>液>固。在一个反应中如果反应物都是液相的，而产物至少有一个是气相的，那么在热力 学上由于熵增大所以是有利的。2.产物的分子数目等于反应物的分子数目的反应，熵变通常是不大的，但是如果生成物的分子数增加，通常会有较大的熵值增加。所以分解，分裂的反应在热力学上是有利的。但是注意，有些时候分解反应的热焓变比较大抵消了ΔS 的增大，最终ΔG 仍>0，反应仍不自发。3.链状分子比对应的环状分子有更大的熵值，因而分子的打开是有利的，闭环意味着熵值的减少。如果弱键断裂，强健生成，则反映放热，ΔH<0,在放热反应中，焓变对G 有一个负的的贡献，所以反应易于由弱键生成强键，反之，由强键生成 弱键，会消耗能量，H>0对G 有正的贡献，不易发生。综上焓减少是反应的推动力，熵增加是反应的推动力。 化学动力学： 对反应速度的处理研究涉及到化学动力学问题。有机化学中主要应用过渡态理论。过渡态是反应途径中能量最高点时所存在的结构。它和反应物、产物或中间体不同，并不是一个化学实体，无法分离和实验观察，仅是一个有一定几何形状的和电荷分布的高度不稳定状态。 微观可逆原理：：（1）一个基元反应的逆反应也必然是基元反应，即任何基元反应都是可逆的；（2）正反应与逆反应经过相同的过渡态即正逆反应途径一样，机理一样。 当我们研究一个有机反应时，最希望了解的是这一反应将向产物方向进行到什么样程度？一般来说，任何体系都有转变成它们最稳定状态的趋势(即自发的趋势都是体系自由能减小的方向，ΔG<0)，因此，可以预料当产物的稳定性愈大于反应物的稳定性时，则平衡愈移向产物一侧。这句话的意思可由下式看出来。△G=-RTlnK ，当两个物质的稳定性差很大的时候，即自由能差很大，如果生成物的自由能比反应物的小，即ΔG 很负，所以K 很大，平衡常数大，说明向稳定的方向进行的趋势很大，即平衡移向产物一侧，反应进行的很完全。 要使反应发生，产物的自由能必须低于反应物的自由能，即△G 必须是负值。说白了对于一个自发反应，反应物与产物之间自由能差别越大，或者说稳定性差别越大，反应进行的趋势完全程度也越大。 过渡态理论：1.起反应的物质结合时需要通过比原始和终了的状态较高的势能，具有较高势能的状态较过渡态。即假设一个反应先达到一个过渡态，然后从过渡态以极快的速度变成产物。2.反应有几种产物时，每一种产物都从不通过过渡态过来的，主要产物是过渡态能量最低的转化而来的。3反应物与过渡态之间存在一个平衡，反应的速度（生成过渡态的速度）依赖于平衡常数，而K 又与活化自由能有关。过渡态的自由能的高低成为衡量反应速率的重要标志。 在一步反应的图中能量最高点是活化络合物，在它的左边，所有络合物都被认为同反应物处于平衡中；而在它右边，所有络合物则被认为是同产物处于平衡中。 A+B 反应物 D 产物△G 双步 反 应G ΔG 1≠ΔG 2≠ C 中间体 A+B 反应物 C 产物过渡态△G 单 步 反 应G ΔG 1≠a b

分析化学在现实生活中的应用1

分析化学在现实生活中的应用我们的生活离不开物质。如何让物质能更加美好我们的生活呢?掌握一点化学知识其实是非常实用的方法。无论是生产、生活,还是环境保护、能源与资源的利用、医药卫生与人体健康等与化学有着广泛的关系。因此,生活中有许多化 学知识需要我们去认识。 “民以食为天”,我们先来看看吃里的化学吧。 油条是我国传统的早餐食品之一,它的历史非常悠久。当大家吃着香脆可口的油条时,是否会想到油条制作过程中的化学知识呢? 先来看看油条的制作过程:首先是发面,用鲜酵母或老面(酵面)与面粉一起加水揉和,使面团发酵到一定程度后,再加入适量纯碱、食盐和明矾进行揉和,然后切成厚1厘米,长10厘米左右的条状物,把每两条上下叠好,用窄木条在中间压一下,旋转后拉长放入热油锅里去炸,便成了一根香、脆的油条。 在发酵过程中,由于酵母菌在面团里繁殖分泌酵素(主要是分糖化酶和酒化酶),使一小部分淀粉变成葡萄糖,又由葡萄糖变成乙醇,并产生二氧化碳气体。同时,还会产生一些有机酸类,这些有机酸与乙醇作用生成有香味的酯类。反应产生的二氧化碳气体使面团产生许多小孔并且膨胀起来。有机酸的存在,就会使面团有酸味,加入纯碱,就是要把多余的有机酸中和掉,并能产生二氧化碳气体,使面团进一步膨胀起来;同时,纯碱溶于水发生水解,后经热油锅一炸,由于有二氧化碳生成,使炸出的油条更加疏松。 从上面的反应中,也许大家会担心,在制作油条时不是使用了氢氧化钠吗?含有如此强碱的油条,吃起来怎么会可口呢?然而其巧奥妙之处也在于此。当面团里出现游离的氢氧化钠时,原料中的明矾就立即跟它发生了反应,使游离的氢氧化钠经成了氢氧化铝。氢氧化铝的凝胶液或干燥凝胶,在医疗上用作抗酸药,能中和胃酸、保护溃疡面,用于治疗胃酸过多症、胃溃疡和十二指肠溃疡等。常见的治

数学在各方面的的应用

附录三关于数学在理科中应用的调查报告 我们对理科中物理、化学、计算机基础中数学知识的应用进行了相关的调查。调查过程中翻阅了大量的相关资料，并询问了不少相关的专家，现将结果公布如下： 一、物理学中的数学知识 数学是物理学的基础和工具。离开了数学，物理学几乎寸步难行。现行大学物理系的数学教材几乎囊括了所有高等数学的基础知识。理论物理和实验物理都必需具备相当高深的数学知识。 理论物理中所应用的数学知识有：空间及其拓朴、映射、实分析、群论、线性代数、方阵代数、微分流形和张量、黎曼流行、李导数、李群、矢量分析、积分变换（包括傅里叶变换和拉普拉斯变换）、偏微分方程、复变函数、球函数、柱函数、函数、格林函数、贝塞尔函数、勒让德多项式等。 实验物理中所应用的数学知识呈主要集中在概率统计学中。包括一维、多维随机变量及其分布、概率分布、大数定律、中心极限定理、参数估计、极大似然法等。其中概率分布包括伯努力分布、泊松分布、伽马分布、分布、t分布、F分布等。 从上可以看出，上述数学知识对物理专业来讲，必需了解，且有的需要深入了解。比如群论、空间及拓朴、积分变换、偏微分方程、概率分布、参数估计等。工科和理科、师范类和非师范类、物理专业和非物理专业、其物理学习中所应用的数学知识也有范围和程度上的变化。工科就没有理科要求高，物理专业中所涉及的数学知识也比非物理专业所学物理课本上的数学知识丰富的多。 二、化学中的数学知识 初等化学只是简单介绍物质的组成、结构、性质、变化及合成。除了相应的计算外，与数学的联系没有物理学那么紧密。高等化学需要更深入的研究物质，因此需要相应的高等数学知识为基础。下面我们就化学理论和化学实验两种课程来讨论。 化学理论中所应用的数学知识有：级数及其应用、幂级数与Taylor展开式、Fourier级数、Forbemus方法、Bessel方程、Euler-Maclaurh加法公式、String公式、有限差分、矩阵、一阶偏微分方程、二阶偏微分方程、常微分方程（包括一阶、二阶、线性、联立）、特殊函数（包括贝尔函数和勒让德多项式）积分变换、初步群论等。 化学实验中所应用的数学知识有：随机事件及其概率、随机变量的数字特征、随机分量及其分布、大数定理、中心极限定理、参数估计等。 从上面可以看出，化学中的数学知识主要应用于计算，因此大部分是一些数学公式和方程，并没有更深一步理论推导及逻辑思维、形象思维的要求。所以，化学专业中数学知识的要求不高，只限于了解并会套公式而已。

数学与化学的关系

数学文化读书报告 题目：数学与化学的关系 学校名称山东科技大学 专业班级应用化学09-2班 学生姓名洪福 指导教师赵义军 填表时间： 2012 年 6 月 10日

数学与化学的关系 洪福 应用化学09-2班 0901110210 摘要：数学是研究人类思维方式的科学。几乎在一切人类活动中, 都离不开数学工具。将数学知识渗透到化学中, 实际上就是将化学问题抽象成为数学问题, 这和数学建模是很相似的，即在化学中运用已掌握的数学工具, 通过分析化学变量之间的相互关系, 建立一定的数 学关系或构造数学模型, 最终达到解题的目的。化学中渗透数学知识, 既新鲜有趣, 利于激 发兴趣, 又通过运用数学知识, 拓展了大学生的本领, 还可以从中提高我们的思维品质。并 且很多的化学难题都离不开数学来解答，许多化学物质分析需要数学来解释。 关键词：数学化学关系 1、前言 俄国化学家门捷列夫发现了元素周期律, 揭示了看来毫无联系的各种化学元素之间所存在着的深刻的内在联系, 从而为现代的无机化学奠定了基础。他本人曾总结道“为了正确地进行推论, 不仅需要了解元素质的标志, 而且需要认识它的量的标志, 即可计量的标志。当某些特性能够计量的时候, 这些特性就不再带有主观随意性, 并使对比具有客观性。”由此可见, 门捷列夫之所以能作出上述发现, 其重要原因之一就是他十分重视量的分析以及量和质的辩证关系。这样, 定量的分析最终就导致了元素周期律的发现化学元素的性质随元素原子量的增加而呈周期性的变化。这一工作也预示了数学方法在化学领域的广阔的应用前景。 2、数学渗透到化学之中 化学是一门很广泛的科学，按研究范围来分，包含无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、生物化学。这些科目都会用到数学。长期以来，人们一直以为只有在化学计算中要用到有关数学的知识，例如：一些算术、初等代数、求导、微分。其它数学反方面的知识在化学领域中基本用不到。其实不然，随着时代的进步，数学方法已深入到纯化学领域之中，数学不仅在语言上还在技术上应用于化学中，并在很多方面已有了令人意想不到的应用。化学的新发现和重要成果分析都离不开数学，数学的发展和深入的研究将在化学研究中占有重要的地位，数学是研究化学的一个工具，是研究化学的一个动力，所以数学广泛应用于化学领域。 2、1渗透数学归纳法知识 众所周知, 要推导核外各电子层最多容纳的电子数, 必须系统地学习电子层、电子亚层( 电子云的形状) 、原子轨道( 电子云的伸展方向) 、电子的自旋方向、能量最底原理、洪特规则、保里不相容原理, 而所有这些, 高中化学教材中已经删去。学生要想靠已知的化学知识推导核外各电子层最多容纳的电子数是不可能的, 但若借助数学中的完全归纳法进行推导, 却能实现殊途同归。例如: 用数学归纳法推导核外电子分层排布最多容纳的电子数为2n2。 2、2渗透数列、极限的知识 求解分子式是有机化学中一类常见的问题,然而所给的物质往往不能通过典

物理和化学的关系

物理和化学的关系 通过近一个学期对于大学物理和工程化学的学习，使我深深地体会到了物理和化学之间的关系，对于物理和化学这两门课也有了进一步的认识和了解。初步了解到了化学是一门从物理中分出来的学科，所以说物理和化学从一开始就有了很大的联系，通过进一步的学习和实践更是让我深深地体会到了他们之间存在的某种紧密的联系，它们都不可能孤立与对方存在。 物理，从最广泛的意义上来说即是研究大自然现象及规律的学问，在物理学的领域中，研究的是宇宙的基本组成要素：物质、能量、空间、时间及它们的相互作用；借由被分析的基本定律与法则来完整了解这个系统。化学则是人类用以认识和改造物质世界的主要方法和手段之一。物理是一个物质的外特性，是一个比较直观的概念，而化学则是一个物质内在的性质。从有没有新物质生成讲，没有新物质生成的是物理变化，有新物质生成的是化学变化。研究一种物质必须从物理和化学两个方面相结合去研究，缺少一个都是不严谨的，因此，无论是日常生活中还是学科研究领域，物理和化学是联系相当紧密的两个物质代名词。 物理学与化学，作为自然科学的两个分支，关系十分密切，任何一种化学变化总是伴随着物理变化，物理因素的作用也会引起化学变化，自然科学中物理和化学历来是亲如兄弟、相辅相成的两个基本学科，它们虽曾有过约定俗成的分工，各司其职，但非各自为战，化学和物理合在一起，子自然科学中形成了一个轴心。历史上化学家合物

理学家的研究是相互合作、相互促进中进行的，许多科学家的研究兼及物理和化学每当化学家们对取得的实验经验试图做出解释，并提高为理论时，每当他们在研究中遇到难以逾越的障碍时，总是求助于当时的物理成就，而且受益良多。物理包含着所有物质系统的化学行为的原理、规律和方法，化学也同样涵盖从宏观到微观与性质的关系、规律、化学过程机理及其控制的研究。由此便产生了物理化学这一学科，也是化学以及在分子层次上研究物质变化的其他学科领域的理论基础。 在学科研究中，物理与化学最本质的方面是想通的。通常，科学家们习惯于直接在特殊领域提出用于描述观察结果的理论，而不从一个更基本领域中的理论出发去推行相应的理论。虽然在提供特殊附加信息的情况下，从基本理论出发的推导在理论上是可行的，但是在实际中，在大多数情况下都十分困难或者不可能。所以尽管各部门科学占据着不同的层次，但他们都是一个联合整体的一部分，整体结构的统一性通过各部分之间的联系而得以巩固，位于某一层次上的科学涵盖了位于较上一层的不那么基本的科学的定律。但是更上层的定律由于更特殊，因而除了前者的定律之外，还需要更多的信息。因此，无论是进行物理方面的研究还是化学的探索，都应当吧他们进行融会贯通，使其相辅相成，共同揭示物质的本质。 在生活方面，物理和化学更是紧密联系，所有的物质都包含了物理和化学两方面的性质并且相互影响、如生活用火既包含了物质燃烧的化学变化，同时还包含了能量转移、温度、辐射等多方面的物理变

化学知识在生活中的实际应用

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/859767107.html, 化学知识在生活中的实际应用 作者：焦小品 来源：《科技传播》2012年第09期 摘要：学习化学知识的根本目的，在于使学生能够将我们日常生活中所遇到的现象或问题进行科学、有理有据的解释与解决。实现化学知识，不仅是我们所学到的一门学科，更成为我们实际生活中的一门应用科学。 关键词：化学知识；生活；实际应用 中图分类号O6 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）66-0093-02 我们日常生活的处处、方方面面都存在着化学，懂的化学的基本理论知识与原理，就能用化学的知识去分析并应用我们接触到的事物，不仅能够更好的使事物发挥其应有的作用，而且还能使其与其他事物发生联系，让事物的利用范围更加的广泛。 1 日常生活和实验室不可或缺化学品（碘化合物）——食盐 食盐，化学学名氯化钠（Nacl）,人们日常生活必备的调味品之一。而从化学的角度我们会看到，它不仅仅起到的是增加食物味道的作用，它更是保证我们人体日常生理、生化和功能正常运行基本而重要的元素成分。从氯化钠的化学成分组成我们可以分析得出，Na+和Cl-在体 内会与K+ Ca2+、Mg2+等多种元素发生反应和联系，建立错综复杂的关系，起到控制细胞、组织液和血液内的电解质平衡，保持体液的正常流通和控制体内酸碱平衡的重要作用；对于机体内神经和肌肉的适度应急水平也有着辅助性作用。而NaCl和KCl对血液粘稠度的变化也起着调节的作用；消化食物的胃酸、胃液、胆汁和胰液化合物也均有血液里含有的钠盐和钾盐形成。胃里开始消化某些食物的酸和其他胃液、胰液及胆汁里的助消化的化合物，也是由血液里的钠盐和钾盐形成的。另外，Na+、K+和Cl-浓度的适当配比，对于我们眼睛中视网膜对光的生理反应也起着重要的作用。而我们日常口腔护理中，淡盐水漱口不仅对于我们的口腔健康及牙龈肿痛能起到很好的防范和治疗作用；还对咽喉肿痛有一定的防治功效，这对我们在秋冬季节易发、多发的感冒起到预防的作用。 另外，碘化钾、碘化钠、碘酸盐等含碘化合物也是医学和化学实验室必备的化学试剂；而它又是食品和医疗中重要的营养成分和药剂，对人体健康的平衡起着很好的维护平衡的作用。碘作为我们人体中甲状腺生理作用必需的微量元素，它基本均已碘化合物的形式存在于人体内，通过甲状腺形成的甲状腺激素而起到其生理作用。我们正常人体内的碘含量在 15mg~20mg，且其中70%~80%浓集在甲状腺内。如果我们人体缺碘就会使机体产生一系列的生化紊乱及生理功能异常，如，常见的甲状腺肿大，以及导致婴、幼儿生长发育停滞、智力低下等疾病。

数学方法在化学教学中的应用

数学方法在化学解题中的应用 在新课程改革的背景下，现在的高考题目越来越灵活，我们的化学题目也不例外，题型更灵活，更注重学生的应变能力和解题技巧。从某种角度上讲，一道题目本应该要求考生在5分钟内求解完成，如果考生在30分钟求解完成，我们可以说该考生没有得到正分，反而是得到负分。为什么这么说呢？因为不管是什么考试，考试时间是有限的，并且出题者对题量和时间也经过了合理的计算，如果考生用较长的时间解出该题，表面上好像得分，而事实上他是以牺牲其他题目的时间换来该题的答案，所以他影响了其他题目的得分，所以可以从某种角度讲，他得了负分。 在求解化学题目过程中，做题目之前考虑好一种恰当的方法再进行求解，于是，我们就可以有事半功倍的效果。数学中有许多很好的方法如果灵活的用到化学题目的求解过程中会达到意想不到的效果。以下介绍几种数学方法及在化学解题中的解题实例。 一、不等式法 例1．若A是相对分子质量为128的烃。则其分子式只可能是。若A是易升华的片状晶体．则其结构简式为。 解：设A的分子CxHy，12x+y=128，y≥2（烃中H至少为2个），烷烃的通式为CnH2n+2，因此我们可以得出y≤2x+2。从式12x+y=128解得y=128-12x，又因为y≥2，y≤2x+2，所以2≤128-12x≤2x+2，解此不等式，得到9≤x≤10.5，因为x为整数，所以x只可能是9或者10。分子式为C9H20或者C10H8。易升华的片状晶体很容易想到是。 简评：这一考题题干很简单，如果一个个猜测时间肯定较费，但是如果考生能掌握各种烃的通式，并且用数学的不等式法求解，这就不是一题化学题，而是一题简单的数学题，这样可以大大缩短解题的时间。 二、十字交叉法 例2.将NO与O 2按一定比例混合，所得混合气体对H 2 的相对密度为20，则混合前NO 与O 2 的物质的量之比。 解：有题意得混合后相对分子量为40，可以断定混合气体中必定有NO 2 。a．所得混合气体为NO2和O2。十字交叉

放射性核素在化学中的应用示踪原子方法原理利用

第十三章 放射性核素在化学中的应用 第一节 示踪原子方法原理 利用放射性核素容易探测这一优点，人们常用放射性同位素作为示踪来揭示体系中所研究物质变化的规律。在一些简单的示踪方法中，放射性核素仅仅附着于所研究的对象上。例如将含放射性钴的线系在昆虫身上，就可以利用γ射线来考察昆虫的活动习性和规律。用放射性浮标可以测定密闭容器中的液面高度，此时，只要在液面上加有含少许放射性物质的浮标，便可根据探测到的射线来判断液面的高度。 在另一类应用中，由于放射性示踪与研究对象混合均匀，所以可以根据示踪的浓度判断研究对象的行为。例如当油管中相继流过几中不同的油时，将可溶性的124Sb —三苯基锑加入油中，可以判断各种油流动时的交界面。将24Na 标记的盐水溶液注入病人体内，待盐水在体内均匀分布后，取样分析24Na 的浓度可求得病人体液的总量。 在化学研究中，广泛用放射性核素作为示踪原子。示踪原子方法常用于分子结构的研究；化学反应以及吸附、色层、电解、电泳等过程的动力学研究；还用于反应的平衡常数、活化能、分离系数、扩散速度、物质的比表面、溶解度、蒸气压等物理化学数据的测定；在分析化学中用于元素含量的定量测定等。 在化学中，除了将放射性同位素作为示踪原子应用以外，还可以作为辐射源应用。后一类属于辐射化学领域。本世纪初有人曾试图将RaD(210Pb)从大量珠铅中分离出来，然而实验表明，这种分离是徒劳的。 但是分离工作的失败却启示了人们，既然RaD 不能从铅中分离出来，RaD 和普通铅又发生完全相同的化学变化，那么就可以用RaD 来“标记”非放射性铅。在可以忽略同位素效应的前提下，同一元素的各种同位素的物理化学性质完全相同。因此若合成一种与所研究的化合物相同并含有放射性同位素标记化合物，则在将标记化合物均匀地加入所研究的化合物后，便可依靠对射线测量而方便地根据放射性同位素的行为来判断原来不易或不能辨认的大量稳定同位素的行为。该放射性同位素的原子常称为示踪原子。 放射性示踪原子方法的原理可以用下式表示 →)(*A xAy S M →N →…. →Y →)''(A Ay x Z →)(*A xAy S M’→N’→…. →Y’ →'Z (13--1) →)(*A xAy S M →N →…. →Y’’ → ''Z 式中)(*A xAy S 表示开始时体系中化合物S 含有x 个稳定同位素原子A 和y 个放射性同位素原子*A ，在通常情况下，x 远远比y 大得多。（13--1）式表示S 同时发生了三种化学变化，并且每一种化学变化又经过了一系列中间产物。但是因为A 和*A 的化学性质完全同，所以无论是中间产物还是最终产物中，稳定同位素原子A 和放射性同位素原子*A 的数目之比总是等于x/y 。例如对最终产物之一Z ，有y x y x =''。如果某一中间产物含有x’’个稳定同

化学在生活中的应用分析

化学在生活中的运用 作为一门基础的自然科学，化学在生活中运用非常广泛，对人类发展有着重大意义。众所周知，我们周围的事物都是由许许多多形形色色的化学元素组成的，包括我们人体不可缺少的许多元素以及衣、食、住、行，可以说化学无处不在。随着生产力的发展，科学技术的 进步，化学与人们生活的关系越来越密切。化学在人类的生产和生活中发挥了不可估量的作用。 众所周知，水是地球上所有生命赖以生存的基础。水是生命 的起源，远古时期最早的生命诞生在古老的海洋里，即使实现登陆，生命的存在仍然以水作为首要条件。即使在当今代表了最尖 端科技的航天领域，对外太空生命的探索仍然以水作为第一判断 条件，可以说没有水，一切生命创造的精彩都将不复存在。当今 世界，经济在高速发展，我们对于水需求更大，然而我们却在面 临前所未有的水危机。全世界很多国家国家中，有超过一半的国 家缺水，可见我们面临的形势有多么危急。我国水形势亦不容乐 观：中国是世界上缺水国家之一，全国全国很多城市中目前大约 一半的城市缺水，水污染的恶化更使水短缺雪上加霜：我国江河 湖泊普遍遭受污染，湖泊出现了不同程度的富营养化；城市水域 污染严重，南方城市总缺水量，水污染降低了水体的使用功能， 加剧了水资源短缺，对我国可持续发展战略的实施带来了负面影 响。我们的水资源正在遭受各种污染的侵袭，水污染严重破坏生 态环境、影响人类生存，要想实现人类社会的可持续发展，首先

要解决水污染问题。 由有害化学物质造成水的使用价值降低或丧失称之为水污 染。水的污染有两类：一类是自然污染；另一类是人为污染。而 后者是主要的。水污染可根据污染杂质的不同而主要分为化学性 污染、物理性污染和生物性污染三大类。化学性污染物又可分为：无机污染物、无机有毒物、有机有毒物、需氧污染物、植物营养物、油类物质等；物理性污染又可分为：悬浮物污染、放射性污染、热污染；生物污染主要指造成疾病的病原体对水体的污染。 历史上著名的全球十大环境公害中竟有三件是水污染，它们是水俣病事件、骨痛病事件和剧毒物质污染莱茵河事件。造成的危害是巨大而长久的，给人类带来了无比的伤痛。近些年来发生的水污染事件依旧触目惊心：淮河水污染事件：淮河上游的河南境内突降暴雨，颍上水库水位急骤上涨超过防洪警戒线，因此开闸泄洪将积蓄于上游一个冬春的2亿立方米水放了下来。水经之处河水泛浊，河面上泡沫密布，顿时鱼虾丧失。下游一些地方居 民饮用了虽经自来水厂处理，但未能达到饮用标准的河水后，出现恶心、腹泻、呕吐等症状。经取样检验证实上游来水水质恶化，沿河各自来水厂被迫停止供水很久，百万淮河民众饮水告急，不少地方花高价远途取水饮用，有些地方出现居民抢购矿泉水的场面，这就是震惊中外的"淮河水污染事件。金矿事件：罗马尼亚 境内一处金矿污水沉淀池，因积水暴涨发生温漫坝，含有大量氰化物、铜和铅等重金属的污水冲泄到多瑙河支流蒂萨河，并顺流

浅谈概率论与数理统计在化学中的应用

浅谈概率论与数理统计在化学中的应用 摘要：概率论与数理统计在自然科学，尤其是化学领域应用广泛，且对化学发展有重要作用。因此本文以概率论在化学中的应用为出发点，从概率论在化学中取得应用的原因、意义及化学中常用的分布函数几方面进行阐述，在一定程度上加深和拓展了对概率论的认识与应用。 关键词：概率论与数理统计；化学；应用 一、引言 概率论与数理统计是研究随机现象及其规律性的一门数学学科。概率论是基于给出随机现象的数学模型，用数学语言来描述它们，并找出其内在规律。而数理统计是以概率论为基础，基于有效地观察、收集、整理、分析带有随机性的数据来研究随机现象，进而对所观察的问题做出推断和预测。 至今，概率论与数理统计的理论与方法已广泛应用于自然科学、社会科学及人文科学等各个领域中，并且随计算机的普及，概率论与数理统计已成为处理信息、制定决策的重要理论与方法。它们不仅是许多新兴学科的数学理论基础学科，还和其他领域相交叉而产生了许多新的分支和边缘学科。总之，概率论与数理统计作为理论严谨、应用广泛、发展迅速的数学分支正越来越引起广泛的重视。 二、概率论在化学中的应用 1、原因 化学作为一门以测量为基础的实验科学，一直被认为是有着很大欠缺的,那就是欠缺严格性、逻辑性以及精确性的理论，因为测量具有随机可变性、不确定性、模糊性。诚然，测量是有着重要性的，在美国芝加哥大学社会科学研究馆的正面，刻有这样一段铭文：“假若你不能测量，你的知识就是贫乏和不能令人满意的。”但是我们不能片面地追求所谓精确性，其结果只能是将认识过程加以近似化、简单化，最终会走向形而上学，乃至神秘主义。所以这句话还应该这样补充：“假如你只懂得测量，那么你对世界的认识将是可怜的。” 为了解决这一问题，概率论和数理统计开始应用于化学研究领域。其具体原因如下：（1）实验的研究对象只能是极小一部分样品，其最后结果也只能从这一小部分样品的研究结果出发并做出统计推断，也就是运用概率论和数理统计方法推断出研究对象的全体。 （2）实验中不可避免地会存在着大量随机误差的问题，要从这些随机现象中去得出准确可靠的研究结果，就只能依赖于概率论和数理统计的方法和原理。 （3）随着现代科学研究的发展，各种测量仪器的计算机化给我们带来了“数据爆炸”，而要处理这些大量的数据，并从这些数据中获取更多的甚至意想不到的信息，只有数学和统计学技术才能给我们以可靠的保证。 2、意义 化学这一学科基本上还是一门实验学科，所以化学工作者掌握概率论和数理统计的原理及其应用就显得尤为重要。只有正确运用概率论和数理统计，我们才能够从表面杂乱无章的实验现象里去找出有意义的统计结论来；才能使我们能更有成效地进行科学研究，并确保取得可靠、准确的结果，进而得以发现客观规律；才能使我们从大量的实验数据、实验资料中去揭示和获取更多的化学信息。 三、化学中常用的分布函数

化学专业解读：什么人适合学化学 数学不好可以报吗

化学专业解读：什么人适合学化学数学不好可以报吗化学与我们的日常生活密不可分，无论是日用品中还是航空航天等高新技术领域，都有化学的身影。 “化学”一词，若单是从字面解释就是“变化的科学”。它是自然科学的一种，在分子、原子层次上研究物质的组成、性质、结构与变化规律；创造新物质的科学。世界由物质组成，化学则是人类用以认识和改造物质世界的主要方法和手段之一。它是一门历史悠久而又富有活力的学科，它的成就是社会文明的重要标志。 化学类包含四大专业 在《普通高等学校本科专业目录（2012年）》中，理学门类下有单独的化学类，在化学类下有4大专业，分别是化学、应用化学、化学生物学、分子科学与工程。接下来我们分别对这四个专业进行解读。 化学 培养目标 培养具备化学的基础知识、基本理论和基本技能，能在化学及与化学相关的科学技术和其它领域从事科研、教学技术及相关管理工作的高级专门人才。 本专业学生主要学习化学方面的基础知识、基本理论、基本技能以及相关的工程技术知识，受到基础研究和应用基础研究方面的科学思维和科学实验训练，具有

较好的科学素养，具备运用所学知识和实验技能进行应用研究、技术开发和科技管理的基本技能。 化学专业学什么 主干学科：化学 主要课程：无机化学、分析化学(含仪器分析)、有机化学、物理化学(含结构化学)、化学工程基础及化工制图。 就业方向： 毕业生主要在精细化工相关企事业单位、商贸公司从事技术开发、产品研制、生产管理、生产监督、环境监测、质量检验、技术服务等工作。还可到相关行业从事化学品的应用研发、安全管理、质量检测等工作。 应用化学 培养目标 应用化学是一级学科化学工程与技术下设的二级学科。该专业培养具备化学的基本理论、基本知识且具有较强的实验技能，能在科研机构、高等学校及企事业单位等从事科学研究、教学工作及管理工作的高级专门人才。

物理化学的心得体会

物理化学心得体会 经过对物理化学的学习，感觉很系统，很科学，我对这门课程有了进一步的了解与熟悉。物理化学的研究内容是：热力学、动力学、和电化学等，它是化学中的数学、哲学，学好它必须用心、用脑，无论是用眼睛看，用口读，或者用手抄写，都是作为辅助用脑的手段，关键还在于用脑子去想。 学习物理化学应该有自己的方法：一、勤于思考，十分重视教科书，把其原理、公式、概念、应用一一认真思考，不粗枝大叶，且眼手并用，不放过细节，如数学运算。对抽象的概念如熵领悟其物理意义，不妨采用形象化的理解。适当地与同学老师交流、讨论，在交流中摒弃错误。二、勤于应用，在学习阶段要有意识地应用原理去解释客观事物，去做好每一道习题，与做物化实验一样，“应用”对加深对原理的理解有神奇的功效，有许多难点是通过解题才真正明白的。做习题不在于多，而在于精。对于典型的题做完后一定要总结和讨论，力求多一点“觉悟”。三、勤于对比与总结，这里有纵横二个方面，就纵向来说，一个概念原理总是经历提出、论证、应用、扩展等过程，并在课程中多次出现，进行总结定会给你豁然开朗的感觉。就横向来说，一定存在相关的原理，其间一定有内在的联系，如熵增原理、Gibbs自由能减少原理、平衡态稳定性等，通过对比对其相互关系、应用条件等定会有更深的理解，又如把许多相似的公式列出对比也能从相似与差别中感受其意义与功能。在课堂上做笔记，课下进行总结，并随时记下自己学习中的问题及感悟，书本上的、课堂上的物化都不属于自己，只有经历刻苦学习转化为自己的“觉悟”才是终身有用的。 第二、三章是热力学部分的核心与精华，在学习和领会本章内容中，有几个问题要作些说明以下几点：1. 热力学方法在由实践归纳得出的普遍规律的基础上进行演绎推论的一种方法。热力学中的归纳，是从特殊到一般的过程，也是从现象到本质的过程。拿第二定律来说，人们用各种方法制造第二类永动机，但都失败了，因而归纳出一般结论，第二类永动机是造不出来的，换句话说，功变为热是不可逆过程。第二定律抓住了所有宏观过程的本质，即不可逆性。热力学的整个体系，就是在几个基本定律的基础上，通过循环和可逆过程的帮助，由演绎得出的大量推论所构成。有些推论与基本定律一样具有普遍性，有些则结合了一定的条件，因而带有特殊性。例如从第二定律出发，根据可逆过程的特性，证明了卡诺定理，并得出热力学温标，然后导出了克劳修斯不等式，最终得出了熵和普遍的可逆性判据。以后又导出一些特殊条件下的可逆性判据。这个漫长的演绎推理过程，具有极强的逻辑性，是热力学

化学教学中模型的应用

化学教学中模型的应用 摘要：模型是帮助学生理解和掌握一些抽象概念和理论的重要方法。模型方法的应用也可以促进学生思维能力的发展。文章论述了化学模型的定义和分类，并探讨将模型运用于化学教学中。 关键词：模型；化学模型；化学教学 文章编号：1008-0546（2016）05-0040-03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.05.016 素质教育认为通过学习学生不仅要掌握知识，更要掌握科学方法。模型方法源自科学研究，是人类认识事物的重要方法，因此也是学习的重要工具，它可以帮助我们认识一些抽象的现象，也有助于我们理解一些概念和理论。化学是研究物质组成、性质和结构的一门学科，因此在研究和学习过程中普遍运用了模型方法 一、化学模型的定义及分类 化学模型是在已获得大量感性认识的基础上，以理想化的思维方法，对化学事实进行近似、形象和整体的描述，进而揭示其本质和规律。[1]化学中最重要的思想模型是分子模型（反映分子的组成、结构和性质的静态模型）和反应系统

模型（反映分子转化过程即化学反应的动态模型）。化学中 的其他思想模型，如官能团模型、化学键模型、反应速度理论模型、溶液模型等，都与这两类基本的化学模型有密切的联系。 按照模型代表和反映原型的方式是较为普遍使用的一 种分类标准，可分为物质模型和思想模型。见表1。 二、化学教学中模型的应用 化学模型方法广泛应用于中学化学不同内容的教学中，如化学基本概念教学、基础理论教学、化学反应教学、化学体系教学，本文将从这几个方面以及数学模型在教学中应用加以讨论。 1.模型运用于化学概念教学中 化学概念是人类在认识过程中，把所感知的客观事物的本质特点抽象出来，加以概括。因此，概念具有抽象性、高度概括性。在概念的学习中可以运用模型方法，将概念和熟悉的事物联系起来，从而帮助学生理解相关概念（见表2）。 解析：在气体摩尔体积这一个概念的教学中，将微观世界宏观化，运用一系列分子模型图片展示1mol 物质的体积 大小，让学生有感性的认识。利用学生熟悉的实物模拟物质的组成，采取类比方法，来解释说明影响气体、液体和固体体积的因素，使学生更易理解和掌握气体摩尔体积这一概念。 化学上还有很多抽象的概念，比如物质的量、质量守恒

化学知识在生活中有哪些应用

化学知识在生活中有哪些应用 随着生产力的发展，科学技术的进步，化学与人们生活越来越密切。众所周知，周围的事物都是由许许多多的化学元素组成的，包括人体不可缺少的许多元素。化学与人类生活的息息相关，无论是衣、食、住、行、工、农业生产、医疗卫生，还是环境保护等与化学有着广泛的关系。因此，生活中有着许多化学知识需要去认识。下面小编就给大家分享一些化学知识在日常生活中的应用，欢迎阅读。 ?化学在生活中的应用1.烧水的壶用久了,壶的里层往往有一层白色的水碱.使用的时间越久,积存得就越多.有人叫它“水锈”,也有叫它“锅垢”的.这究竟是那 里来的呢?这是水里夹带着不容易溶解的物质,如硫酸钙CaSO4等,沉淀下来的.硫酸钙在水中的溶解度很小,由于水的温度增高,会更降低它的溶解度,因此它 就沉淀在壶底了.还有水里夹带着一些溶解的物质,如酸性碳酸钙Ca(HCO3)2 酸性碳酸镁Mg(HCO3)2等,这些物质受热就会分解,生成碳酸钙CaCO3和碳 酸镁MgCO3等不溶解于水的物质,就沉淀在壶底.硫酸钙、碳酸钙和碳酸镁等都是白色的沉淀物,混和在一起,就是水碱.化学在生活中的应用2.水有软硬吗?水有软水和硬水的区别,凡是含有钙、镁等盐类的,就叫做硬水.不含钙、镁等 盐类的,就叫做软水.硬水里所含的钙、镁等盐类,如果是酸性碳酸盐,如酸性碳酸钙、酸性碳酸镁等,就叫做暂时硬水,因为酸性碳酸钙和酸性碳酸镁受热后, 就变成碳酸钙和碳酸镁沉淀下来,经过过滤后,就成软水了.硬水里所含的钙、 镁等盐类,如果是硫酸盐,如硫酸钙、硫酸镁等,就叫做永久硬水.因为这样的水虽然经过煮沸后,也不能把他们全部去掉,因为硫酸镁是可以溶解于水的,在 20oc的时候每100公分的水中可以溶解72公分.如果水中既含有钙、镁的硫酸盐,那就叫做两性硬水.化学在生活中的应用3.怎样防煤气?煤气是煤在隔绝

数学在化学中的应用

数学工具在中学化学教学中的实践研究 施培成 （鄞州区同济中学宁波 315175） 案列背景 近年来随着教学的改革深度和广度的扩大，教学既要达到课堂知识传播的有效性，同时又要培养学生在创新思想、探究意识、自主学习等各方面的多种能力。不仅仅是教会学生就题解题的能力，而是达到多学科知识综合应用和理解。 在化学课堂上巧妙地运用一些数学工具来巧解化学中的一些典型问题，一是激发学生学习化学的兴趣，促进学生对化学学习的积极主动性；二是可以减轻教师与学生的“题海”压力，提升学习效率；三是提高学生的知识迁移能力和综合应用能力。 案例实践及讨论： 小学奥数中的植树问题在化学中应用 例1：设NA表示阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是（） A、常温常压下，7.0gC2H4与C3H6的混合物中含有氢原子的数目为NA B、常温常压下，18gH2O中含有的原子总数为3NA C、标准状况下，11.2LCH3CH2OH（酒精）中含有的分子数目为0.5NA D、常温常压下，22.4LCO与CO2的混合气体中含有碳原子数目为0.1NA 学生的困惑：困惑之一，对于高一学生来说，刚刚开始系统性地学习化学C2H4与C3H6的分子不熟悉，心里的第一感觉是畏惧，不知如何入手解答；困惑之二，学生平常见到的是宏观物质，对于微观粒子的构成不太好理解。 教师的讲解：基于以上几点，作为教师在讲解时不是直接让学生就题解题，先请学生回忆小学数学中的植树问题。从宏观的物体来帮助学生理解微观粒子的构成。如在一段长为300米的路上植树，要求1棵柳树傍边种2棵杨树，每隔10米中1棵树，问能中几棵树？其中柳树几棵？杨树几棵？听到这种比较熟悉的情景的问题。同学们表现出都跃跃欲试的样子，脸上洋溢着自信的表情。（让同学们自由发挥一下）顺势我讲解A项中C2H4与C3H6的C原子当作柳树，H原子当作杨树，学生就能马上想到，这个问题就可以看作1棵柳树傍边种2棵杨树。当绝大多数学生都理解时，得出C2H4与C3H6的最简式为CH2，列出计算式：7g/14g.mol-1*(1+3)*NA，计算得出A项正确。同理B项正确。 二、高中数学排列组合知识在化学中的应用 例2：已知自然界中氧的同位素有16O、17O、18O，氢的同位素有H、D。从水分子的原子组成来看，自然界的水共有（） A、3种 B、6种 C、9种 D、12种 学生的困惑：困惑之一，对于高一学生来讲，有化学反应进行的才是化学题，在这题中无任何反应迹象，在心理上无法接受；困惑之二，学生想到了用数学思想中的排列组合方式来做，有学生解答成2*3，得答案为6种。此种答案是由于考虑问题不够周全造成的。