台湾高中化学教材印象

台湾同行朋友给我寄来一套现行高中化学教材(其实是教师用书)，五册，“龙腾文化公司”出版。三册为“基础化学”，成功大学化学系黄得时教授主编，供高一和高二使用，两册为“选修化学”，台湾大学化学系张哲政教授主编，供高三(分流)用。先摘录它的章节和主要内容吧。

基础化学（一）

Chapter1 物质的组成与性质2

1 物质的分类   实验1 物质的分离   2 原子与分子   3 原子量与分子量   4 溶液   实验2 硝酸钾的溶解与结晶

Chapter2 原子构造与元素周期表

1 原子结构   2 原子中电子的排列   3 元素性质的规律性及元素周期表

Chapter3 化学反应

1 化学式   2 化学反应式与平衡   3 化学计量   4化学反应中的能量变化   实验3 化学反应热

Chapter4 常见的化学反应

1 化学反应的基本类型   2 电解质与阿瑞尼斯的酸碱定义   3 沉淀反应   4 酸碱反应   5 氧化还原反应   实验4 示范实验 常见化学反应的形态

基础化学（二）

Chapter1 物质的构造与特性

1 物质的形成与化学键   2 离子键与离子晶体   3 共价键与共价分子、网状固体   实验5 示范实验 分子在三度空间的模型   4 金属键与金属晶体

Chapter2 有机化合物

1 烷、烯、炔与环烷   2异构物   3 烃类的命名   4 芳香烃化合物   5 官能基与常见的有机化合物   实验6 有机物质的一般物性   6 生物体中的有机物质——糖类、蛋白质、脂肪、核酸

Chapter3 化学与能源

1 化石燃料   2 电池   实验7 化学电池   3 常用的能源与替代能源

Chapter4 化学与化工

1 生活中的化学   2 化学与永续发展   3 化学与先进科技   实验8 界面活性剂的效应

基础化学（三）

Chapter1 气体

1 气体性质   2 气体的定律   3 理想气体   4 气体的分压

Chapter2 化学反应速率

1 反应速率定律   2 碰撞理论   3 影响反应速率的因素   实验9 秒表反应   4 催化反应

Chapter3 化学平衡

1 化学平衡   2 平衡常数   3 影响平衡的因素   4 溶解平衡   实验10 平衡常数与勒沙特列原理   实验11 溶度积测定

选修化学（上）

Chapter1 化学平衡

1 可逆反应与化学平衡 （可逆反应  平衡状态时反应系统内各物质的浓度不随时间而改变）   2 化学反应式与平衡状态 （可逆反应无论从正向或逆向开始进行，均能达成平衡  反应式中各物种的系数不表示该反应达平衡时各物种的相对浓度关系）   3 平衡常数 （介绍反应商Q值，达平衡时反应商称为平衡常数K  化学反应式与其平衡常数式间的关系）   4 影响化学平衡的因素 （勒沙特列原理  反应商Q与净反应方向的关系）   实验1 化学平衡的移动与勒沙特列原理   实验2 平衡常数的测定

Chapter2 水溶液中的平衡

1 盐类的溶解平衡 （溶度积常数  离子积K_sp  盐类溶解度与K_sp的关系  同离子效应）   2 弱酸与弱碱的解离 （K_a与K_b值  微溶盐的同离子效应  多元酸  以磷酸为例指出氢离子逐步解离）   3 盐 （介绍盐类的来源，举出一些制成盐类的反应  说明各种不同的盐类，正盐、酸式盐、碱式盐、复盐、错盐的定义、命名及特性）   4 缓冲溶液 （缓冲溶液的特性、配制方式、重要性）   5 弱酸与弱碱的滴定 （滴定曲线图  指示剂的选用）   实验3 溶解度与溶度积常数

Chapter3 溶液的状态与性质

1 液体的蒸气压 （水的蒸发与凝结平衡、饱和蒸气压  影响蒸气压大小的因素  解释拉午耳定律  理想溶液）   2 溶液的沸点与凝固点 （稀溶液沸点上升或熔点下降与重量莫耳浓度的关系  利用溶液沸点上升和凝固点下降推算溶质的分子量）   3 溶液的渗透压 （半透膜与渗透  渗透压的意义与测量方法  稀溶液渗透压大小与其体积莫耳浓度的关系  利用渗透压推算高分子物质的分子量  逆渗透及其应用）   4 电解质溶液的依数性 （电解质溶液对依数性质的影响  凡何夫因数  强电解质溶液与弱电解质溶液对依数性质的影响不同  利用凡何夫因数预测电解质在水溶液中的解离度）   5 胶体溶液 （溶液的分类  胶体溶液的特性  胶体粒子在胶体溶液中不沉淀的原因  胶体的凝聚现象）   实验4 溶液凝固点小降的测定

Chapter4原子与分子

1 原子性质的周期性 （原子与离子的大小  共价半径、金属半径、凡得瓦半径的意义  影响半径大小的因素  共价半径具有加成性  游离能的意义及周期性变化、影响游离能大小的因素、游离能与价电子数的关系  电子亲和力的意义、各元素电子亲和力的周期性变化关系、影响电子亲和力大小的因素）   2 分子内的键结及分子形状 （路易斯结构及其画法  共振  不符合八隅体的路易斯结构  配位共价键、价键理论、混成轨域及其与分子形状的关系  价壳层电子对互斥模型VSEPR，并用来预测分子形状  未键结电子对与分子形状的关系及σ键与π键的形成   3 分子的极性 （极性共价键与非极性共价键  电负度的意义极其周期性  电负度大小与元素间化合生成离子化合物之倾向的关系  分子的极性及其与形状的关系  分子极性对物质性质的影响）   实验5 分子模型的探讨

Chapter5物质的形成及结构

1 分子间作用力   2 氢键   3 共价网状晶体的结构及特性   4 金属晶体的结构及特性 （金属的电子海键结原理及其特性  体心立方、面心立方及六方最密堆积三种最主要金属晶形  金属晶体的键结强弱判断原则）   5 离子晶体的结构及特性 （离子晶体的库仑静电力键结原理及其特性  离子晶体形成过程的能量变化  离子晶体的键结强弱判断原则及堆积方式）   6 分子晶体的结构与特性

选修化学（下）

Chapter6 电池、电解、电镀

1 电化电池 （电化电池是一种自发性的氧化还原反应  了解阴阳极的质量变化、电解质溶液中进行的化学反应及盐桥的功用）   2 标准电极与电池的电动势 （比较不同物质释放电子的能力，预测氧化还原反应是否会自然发生，并由预测结果来组成电化电池  氧化电位与还原电位的定义  参考电极的作用  探讨标准还原电位  由半电池的反应与电位求得组成电池的反应与电位  说明正向串联与逆向串联电池）   3 常用的电化电池 （一次电池和二次电池  介绍燃料电池的功能与种类）   4 电解与电镀 （电解反应是一种非自发性的氧化还原反应  电解反应的进行过程  以惰性电极与活性电极电解时生成物的判断  法拉第定律  电解精炼与电镀的原理  无电电镀）   实验6 电镀与非电解电镀

Chapter7 有机化合物

1 有机化合物的组成与结构 （以定性、定量法决定有机化合物  有机化合物中的官能基）   2 有机卤化物   3 醇、酚与醚   4 醛与酮 （含有羰基的化合物  含有醛基的化合物的特性  醛与酮性质的差异）   5 羧酸与酯   6 胺与硫胺   实验7 官能基性质的探讨—醇、醛、酮   实验8 阿司匹林的制备

Chapter8聚合物

1 聚合物的分类与一般性质 （单体、单体单元、聚合物的意义  聚合物的分类与一般性质  加成聚合与缩合聚合的命名方式）   2 聚合物的合成反应   3 天然聚合物 （天然橡胶与加硫橡胶  单糖、双糖与多糖  淀粉与纤维素的性质与用途  蛋白质的结构与性质  酵素的特性  去氧核糖核酸与核糖核酸的组成与性质）   4 合成聚合物 （合成纤维与合成橡胶的种类与性质  阴阳离子交换树脂的原理与再生法 涂料及接着剂）   实验9 糖类的检验

从黄得时教授主编的“基础化学（一）”来看，台湾教材对化学发展史有更厚重的解读。除古希腊德谟克利特、法国拉瓦锡、英国道耳顿、意大利阿佛加德罗、英国汤姆森等重要人物外，还专门介绍了波以耳等科学家的建树。

波以耳(爱尔兰人Robert Boyle)1661年出版“怀疑的科学家”一书，定义元素(单质)是不能以一般化学方法再分解的物质。教材称其为“化学之父”。

普鲁斯特(法国人Joseph Proust)1799年提出定比定律（low of definite proportion，又称定组成定律）：无论化合物的来源如何，组成该化合物的各元素质量比是固定的。以氯化钠为例，不论是由海水分离出，或是由钠与氯元素直接反应而得，钠与氯的质量比皆为1:1.54。定比定律是原子说重要的基础之一。

19世纪初，道耳顿提出倍比定律（low of multiple proportions）：当甲、乙两种元素可形成数种化合物时，在这些化合物中与等质量甲元素化合的乙元素，其质量比为一简单整数比。

给吕萨克(法国人Joseph Louis Gay-Lussac)1808年提出“气体化合体积定律”：在同温同压下，气体发生反应时，气体反应物与生成物的体积比为一简单整数比。(阿佛伽德罗定律之前)

以上这些人物及事迹对原子、分子论的形成过程不可或缺，均为化学史的重要环节。

门得列夫1872年含63种元素的周期表也在课本中具体呈现，表中“-”表示该位置应有尚未发现的元素存在，“？”表示当时的原子量的数据可能有误。

而密立坎等人在原子结构发现史中所作贡献的重要性不在汤姆森、拉塞福之下，课本也不惜篇幅给以介绍。

1909年美国人密立坎(Robert Andrew Millikan)进行“油滴实验”，测定电子所带的电荷。喷雾器喷出的小油滴吸附由X射线照射气体所产生的气态阳离子及自由电子，使小油滴带正电荷或负电荷。所以当电极的两端加以电压，会影响小油滴所受的静电力，再以显微镜观察电场中小油滴的运动，并测量油滴的大小。调整电压大小，让作用于带电油滴所受的静电力与其所受的重力相等，使油滴静止在空中；从油滴的大小可推算油滴所受的重力，进而可计算油滴所带的电量。密立坎做了数千次实验，前后历经11年，发现油滴上所带电量均为1.602×10^-19库仑的正整数倍，故推论电子的电量为油滴所带电量的最大公因数，即为1.602×10^-19库仑，后人将此电量称为基本电荷。

1913年英国人莫斯利(Henry G.J.Moseley)利用高能量电子撞击各种不同的金属，观察由元素所放出X射线的特有频率，认为元素性质与原子序有更大的关联性，故提出以原子序代替原子量来排列周期表。

质子和中子的发现——新西兰人拉塞福(Ernest Rutherford)发现原子核后，科学家接着要探究的就是原子核的组成。1919年，拉塞福由α粒子(利用镭放射)撞击氮原子核的实验发现质子：⁴₂He+¹⁴₇N→¹⁷₈O+¹₁p

1932年英国人查兑克(James Chadwick)利用α粒子撞击铍原子核而发现中子⁴₂He+⁹₄Be→¹²₆C+¹₀n

重视科学史，其实是重视科学形成的过程与方法，让学生体验科学的艰辛，同时加强对学科本源的热爱和敬畏。

“龙腾文化”的“基础化学（一）”中有不少内容与大陆课本不尽相同，一些概念我们没有。

物质分类。首先将物质分为均匀物质和不匀物质两类。若物质的各部分组成相同，看似单一成分者(物质内部各个部位并无界面存在)，称为均匀物质，例如水、空气或合金等。均匀物质可能是纯物质(纯净物)，也可能是均匀的混合物，而均匀的混合物称溶液。又若组成物质的各成分并非处于同一相中，而是以其原来的形态相互混合，由外观即能判别含有不同成分者，称为不匀物质，例如花岗岩、珍珠奶茶等。

相——为对不匀物质的说明有更深入的了解，学生需有相与界面的概念。一般而言，物质的状态又称为相(phase)，常见有固、液、气三相。当系统中两相不相溶或溶解已达饱和时，其接触面即称为界面。界面可存在于不同相态之间，例如水与砂石间、冰与水间、水与空气间等。或者存在于相同的相态间，例如水与油之间。

物质分离与纯化的物理手段除过滤、蒸馏、层析、萃取、再结晶、分馏外，还介绍倾析、离心。过滤除重力过滤外还有真空过滤(抽滤)。

滤纸层析法——将少量待分离的试样点于滤纸上，当溶剂藉毛细作用向上移动时，与溶剂作用力较大(或与滤纸作用力较小)的色素，在滤纸上移动距离较远，反之则较近。其中滤纸称为固定相，溶剂则称为移动相(也称为展开液)，移动相带着试样在固定相上移动的过程成为冲提。

倾析——对组成成分比重不同且不相溶的物质的分离。如水与油的分离、淘米、溶液与沉淀物的分离。

离心——利用离心力使比重不同的各成分快速分离。倾析、过滤、离心均用于不均物质的分离。

萃取则引入分配系数概念：K=C/C_s

C为有机物在有机层中的溶解度，C_s为有机物在水层中的溶解度。V为水溶液的体积，V_s为所用萃取剂(有机层)的体积，W₀为原溶于水中的有机物质量，W_n为n次萃取后残留于水中的有机物质量。

    K=   ……  W_n=W₀

能阶的概念——科学家由一连串的原子光谱实验证实电子在原子核外依能量大小分布在不同的壳层(shell)。壳层起初由内而外被命名为A、B、C、D……，但科学家想预留空位给尚未发现的壳层，所以改由K开始命名。每一壳层皆有其特定的能量，称为能阶(energy level)。电子从低能阶跃迁至高能阶时须吸收能量，从较高能阶跃迁至较低能阶时则以辐射的形式放出能量。若辐射的波长在大约380—780纳米的范围则为可见光，如氖灯就是氖原子中的电子先吸收能量跃迁至高能阶，然后电子从高能阶跃迁至低能阶时辐射出红色光的例子。电子跃迁的能阶变化类似棒球沿着阶梯升降，可能停在任意阶梯上，但不能停在阶梯之间。

元素分类——除金属和非金属（包括惰性气体）外，还有类金属（metalloids），又称半金属(semimetals)，包括硼、硅、锗、砷、锑、碲，属于周期表中金属和非金属的交界。类金属的导电性介于金属和非金属之间，导电性随温度的升高而增加，是制造半导体的材料。我们的零族台湾叫 8A族。硅还是叫矽。

莫耳生成热(molar heat of formation)——一莫耳物质由其最稳定之成分元素(单质)反应生成时的热含量变化。标准状态下的莫耳生成热称为标准莫耳生成热，以ΔH⁰_f表示。标准状态下，元素的莫耳生成热定为零，如H₂(g)、Br₂(l)、Na(s)的莫耳生成热为零。若某元素有多种同素异形体时则将最稳定者的生成热定为零，如石墨、斜方硫(S₈)及氧气(O₂)等物质的莫耳生成热为零；而其对应的同素异形体如钻石、单斜硫及臭氧的莫耳生成热则不等于零。

反应热的速算公式：ΔH=生成物的生成热总和-反应物的生成热总和

莫耳燃烧热(molar heat of combustion)——一莫耳物质与氧作用，完全燃烧所放出的热量。标准状态下的莫耳燃烧热称为标准莫耳燃烧热，以ΔH⁰_c表示。

赫斯定律——1840年，俄国化学家赫斯(Germain Henri Hess)提出化学反应热为固定值，与其反应途径无关。换句话说，一反应的反应式能以数个其它反应式的代数和表示时，其反应热亦等于此数个反应式之反应热的代数和。此叙述称为赫斯定律(Hess’ law)，又称为反应热加成性定律(the law of additivity of reaction heats)。依据能量守恒定律，能量既不能被创造，亦不能被毁灭，只能从一种形式转化为另一种形式，而总能量保持不变，所以赫斯定律是建立在能量守恒定律。

能量守恒是自然界最基本的规律之一，赫斯定律是其在化学中的基本体现，台湾教材对此不离不弃，可见编者的内行。

氧化还原滴定——例如，过锰酸钾易溶于水形成紫色溶液，常应用在化学分析的滴定法中，用以定量某些还原剂(如亚铁盐、草酸盐等)。

元素——一种含义等同我们说的单质，为最简单的物质，无法再分离出其它成分。第二种含义是“具有相同质子数的一类原子的总称”。对元素含义的这种理解，可能台湾与西方一致，英语单词中单质和元素使用的就是一个单词，element。而我们是不允许将元素和单质混为一谈的，单质是元素的游离态。

原子量、分子量，简洁的汉字名称，台湾未将其人为复杂化为相对原子质量、相对分子质量。

台湾高中课本中不给学生物质的量概念：12克¹²C所含之原子个数为1莫耳(摩尔)。物质的量被称为莫耳数。比如：8.0克硫酸铜中所含氧原子的莫耳数为何？物质的量在该书附录(物理量)中被叫做“物量”。我赞成这个翻译，象一个单词而不是短语。

实验式(empirical formula)——即我们所说的最简式。不仅有机物用实验式，课本还说明实验式常用来表示金属、离子化合物及共价网状晶体，因为这些物质是由极大数目之原子堆积而成的巨大结构，只能以实验式表示。

示性式(rational formula)——将结构式适当简化，用来表示分子中含有何种特殊的原子团或官能团，以彰显其化学特性的化学式。

置换反应在台湾称作取代反应。

电解质的定义——常温常压下无法导电，但在熔融状态下或溶于水后可以导电的物质称为电解质；反之，有些物质即使溶于水后仍无法导电，称为非电解质。该定义中没有强调电解质是化合物，但“常温常压下无法导电”的限制已将石墨、金属等单质排除在外。                     ( 来源：yinfei 的博客)