气体介质绝缘强度的化学键组合理论

寻找能够替代SF6的新型绝缘气体介质非常具有挑战性,采用构效关系模型进行虚拟筛选是发现目标替代气体的有效手段.受计算资源限制,亟需发展准确快速计算气体绝缘强度的理论方法.本文建立了基于化学键理论的气体绝缘强度计算方法,根据分子的价键结构确定化学键类型和数目,优化各化学键的特征绝缘强度,累加获得任意气体的绝缘强度.与63种气体的实验结果相比,理论值与实验值的相关系数和均方根误差分别为0.970和0.16,能够满足高通量虚拟筛选的计算需求.揭示了气体绝缘强度与化学键的内在关联,提出了若干具有应用潜力的新型绝缘气体分子结构.

对化学键理解的两个层级:以超价分子的化学键模型为例

化学键是整个化学领域的核心概念之一,但必须清楚的是,化学键是人为抽象出来的概念,而不是物理现实。为正确描述化学键,历史上各种化学键模型或者理论被提出,其中基于经验规则的电子对成键模型和杂化轨道理论目前最广为接受。然而,经验规则毕竟有其适用范围,譬如对于超价分子的解释就存在不合理之处。我们建议在教学中以超价分子为例,对低年级学生明确指出经验规则在化学成键描述中的不足,高年级时运用分子轨道理论或现代价键理论开展成键分析的专题讨论。期望学生在掌握化学键概念的同时,对分子成键行为的见解持开放态度,培养其科学求知的精神。

探“项目学习”路径,育“模型认知”素养--以“化学键”单元教学为例

模型认知是重要的化学学科核心素养,也是学生对概念理解、深化知识以及提高抽象概括与应用能力的基础。本文以“化学键”单元教学为例,分别从初建模型、理解模型、再建模型和应用模型四个方面入手,融合多活动、多任务的项目设计,逐步引导学生对现象背后的实质和规律进行揭示,为解决真实问题提供思维范式,培养学生的模型认知素养。

化学键大概念建构的教学探析

结合教学实践,深入剖析人教版高中化学教材。在化学键内容的教学中,应加入化学键的探究进程和新发展,让学生体会化学键大概念在动态的化学科学发展过程中的统摄作用;应有意识地应用化学大概念进行高中化学部分内容的教学,帮助学生形成宏微结合的化学学习思维,提升学生的化学核心素养。

基于“宏微结合的图景”化学键及衍生概念教学

化学键概念由于其抽象性、综合性和微观性等特征成为学生学习的难点。本文参考《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》中对宏观辨识与微观探析核心素养的深入分析,结合化学键及衍生概念的知识特点,提出“宏微结合的图景”式教学策略并提供共价键的课堂教学实录,为化学键概念教学建立理论方案和提供实操模板,深化学生“宏观辨识与微观探析”核心素养的养成。

“教-学-评”一致性下的高中化学学历案设计研究——以“化学键”复习课为例

本文结合《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》要求,设计了“教-学-评”一致性理念指导下的化学键复习课学历案。本学历案基于教学内容和学情的分析确立学习目标,其中“教-学-评”一致性的评价任务包括课堂评价任务和终结性评价任务,学习过程设计基于晒盐情境,通过围绕目标层层设问,驱动学生充分参与教学过程,促成学生深度学习,实现有效复习。

指向“化学键”的归类考查

一、化学键类型判断的考查化学键主要类型分为2类:离子键与共价键,共价键又被分为极性键和非极性键。离子键是由阴、阳离子所形成的化学键,共价键是原子间通过共用电子对所形成的化学键;非极性键是由同种元素的原子所形成的共价键,极性键是由不同种元素的原子所形成的共价键。

化学键的创新教学设计——与氧化还原反应的奇妙衔接

在高中阶段化学教学中,“化学键”章节的教学极具挑战性,引导学生理解化学键,进而在头脑中生成化学键相关的知识体系一直是教研专家探索的重点内容之一.在现阶段注重化学学科核心素养形成的教学体系中,在新课标的指导下,高中化学必修一“化学键”的教学手段日益创新,持续发展.基于新课标新教材,开拓了一种“化学键”创新教学案例,将化学键与氧化还原反应本质的学习内容做奇妙的衔接,开创性地提出了一种有关“化学键”内容的新型教学案例.

基于化学键偶极的精氨酸分子力场参数的建立

探讨了一种新的诱导化学键偶极计算方法并确定了相关参数,并将其应用于计算质子化精氨酸侧链或质子化精氨酸片段与水分子形成的团簇的二体和三体相互作用能.通过与已有的AMOEBAbio18方法进行比较,发现新方法在预测团簇相对稳定性方面表现出了良好的性能,且在计算效率上具有明显优势.此外,该方法在其他随机团簇的相互作用能计算中也展现了令人满意的准确度.总的来说,本研究为分子模拟和计算化学领域提供了一种可靠的计算方法,有望在药物设计和生物化学研究中具有广泛的应用前景.

核心素养视域下观念建构为本的概念教学——以“化学键”教学为例

化学键的教学要实现概念向能力素养的转化,发展学生对物质构成的认知,需基于化学学科观念的建构,建立概念模型。利用化学键发展史与“太空天梯”材料的寻找两条情景线,认识化学键在物质构成、能量变化、化学反应本质中的作用,建构微粒观与元素观、化学价值观、“结构决定性质”的思想观念,打造素养统领、观念统摄、情景统一、认知发展合理进阶的课堂,达成能力与素养的培育目标。

基于DINA模型高中生化学键概念群学习的认知诊断

基于DINA认知诊断模型,对高中生“化学键”概念群的学习进行认知诊断。根据诊断结果绘制出了学生“化学键”概念群学习路径图,形成了学生个体诊断报告,详细展现了学生“化学键”概念群学习的认知水平与障碍点。

职前教师有关化学键的教学框架及教学策略

化学键是一个很难教好的重要课题,尤其是对新手来说。该研究旨在通过建立一个理解和解决化学键教学复杂性的框架来支持职前教师教育工作者。科学教育中的教学内容知识(PCK)模型得到了该领域专家的广泛认可,并被作为理论视角。其中涉及PCK的四个组成部分:化学键如何嵌入课程的知识,与该主题相关的学生理解的知识,教学策略和教学化学键表示的知识,以及与化学键理解评估相关的知识。最后,将文献研究成果和教师教育内容表征综合成一个化学教师教育框架。讨论了该框架的应用,并提出了研究结果的意义以及对化学键知识进行教授的相关教学的建议。

基于“物质结构与性质”模块再探必修知识——以“电负性”再探“化学键”为例

在 2017 年颁布新《课标》与 2019 年发行新教材的大背景之下,“物质结构与性质”模块的学习得到一定的重视。基于“物质结构与性质”模块再探必修知识,能够打破因为教材编写所导致的模块之间的“独立性”,能够让学生学以致用,深刻体会“结构决定性质”的化学思想。利用“电负性”的相关知识对“化学键”的知识进行补充说明,使知识更有连贯性和整体性。

基于迁移学习的化学键能数据自动抽取

[目的/意义]在计算化学中,化学键能是重要的化学领域科学数据,目前化学键能数据抽取工作主要是由领域专家手动抽取,效率低下,大多数化学键能科学数据被湮没于海量文献中,无益于深入的、创新的科学数据分析。[方法/过程]为了解决该问题,本研究以ChemBE化学键能语料为实验对象,设计在较少专家支持的情况下,使用迁移学习的方法在化学论文中自动抽取与化学键能相关的科学数据。本文提出了一种端到端的BERT-CRF模型,通过构建领域高频子词的方法来解决大量未登录词的问题,并在后续深度学习模型的训练中,将构建好的领域高频子词作为领域特征输入到深度学习模型中,实现了对论文中的化学键能科学数据自动、高效地抽取。[结果/结论]实验表明,端到端的BERT-CRF模型与需要专家构建规则的基线模型相比,取得了理想的实验结果,F1值达到了88.56%。本文通过构建领域高频子词来解决大量未登录词的问题,降低了对领域专家的要求,可以较为容易地、低成本地迁移到其他领域。本文的研究结果是情报分析技术在化学领域的实践,为化学键能的智能知识检索提供了重要支撑。

科学家首次发现“塑料岩石”并证实两者间存在化学键

一个国际团队发现了一种新形式的塑料污染——塑料垃圾薄膜与岩石发生化学结合。这一发现使科学家越发认识到塑料已经成为地球地质的一部分。2020年,地质学家发现巴西的沉积岩中含有内嵌的塑料瓶盖、塑料耳环和其他垃圾。其他科学家也发现了“塑料球”,它们是由熔化的塑料将岩石、沙子、其他天然和人造材料黏合在一起形成的。

基于变异理论的高中化学键概念教学研究

变异理论认为学习源于变异。文章以化学键概念教学为例探讨变异理论在化学课堂教学中的应用,引导学生在不同概念的区分、对比中掌握概念的实质,从中掌握普遍规律,发展学科思维,实现概念教学的正向迁移,提升学生的思维品质,进而培养学生的学科核心素养。

基于学科理解提高化学核心素养——以“化学键”同课异构教学为例

以素养为本的课堂教学,要求教师增进化学学科理解能力,从高中必修教材第四章第三节《化学键》同课异构教学比较来看,不同教师的化学学科理解水平和学科教学能力的高低,直接决定学生对化学键概念和离子健的成键本质理解、领会的深刻程度,影响着学生的化学思维能力.

跟踪“化学键”热点考查

一、化学键概念的考查化学键概念是学习化学键的基础,首先要对化学键、离子键、共价键的概念弄清楚,同时对其之间的联系与区别弄明白是解答这类试题的关键。例题1下列关于化学键的叙述正确的是()。A.化学键在相邻的分子与相邻的原子间都存在B.化学键是指2个分子间的相互作用C.化学键通常指相邻的2个或多个原子间强烈的相互作用.

将电负性研究新成果引入课堂,突破有机化学键性能理解难点

有机化合物含有不同的官能团,分子骨架中的碳原子可以不同的杂化态形成化学键,这使得有机化合物化学键性能呈现多样性。采用原子电负性无法解释不同官能团以及碳原子不同杂化态对化学键性能带来的差异,给化学键性能的理解带来困难。将电负性研究新成果引入教学课堂,利用碳原子不同杂化态的轨道电负性和电负性均衡原理的概念及其计算方法,计算出碳原子杂化轨道电负性和基团电负性,讨论X-C化学键能、C-C和H-C键长、H-C键酸性以及H-G中1H NMR化学位移的变化规律。用作图的方式,让学生直观地看到有机化合物中化学键性能的变化趋势,突破教学难点,收到良好效果。

花生蛋白高水分挤压组织化过程中的化学键变化

【目的】从挤压产品微观结构、化学键变化和蛋白质酰化改性等方面,探讨花生蛋白高水分挤压组织化结构的形成机理。【方法】采用扫描电子显微镜观察挤压产品的微观结构,利用物性测定仪分析挤压产品的质构特性,用化学分析方法对蛋白质中的总巯基和二硫键含量进行分析,采用琥珀酰化的方法对花生蛋白进行酰化处理。【结果】蛋白质溶解度试验结果显示,随挤压温度的升高,花生蛋白的溶解度迅速降低,在含2%SDS和2%SDS+2%2-ME缓冲液中的溶解度显著增加,最高达76.89%(140℃),说明挤压产品中以非共价键结合的蛋白质含量显著增加。随挤压温度的增加,二硫键含量在140～150℃范围内呈缓慢下降趋势,在155℃时显著降低。花生蛋白质酰化后,挤压产品的硬度、咀嚼度和组织化度等显著降低,相应的微观结构也显示出显著的变化。【结论】在花生蛋白高水分挤压组织化过程中,疏水作用和氢键起主要作用,其次是二硫键。在挤压过程中,花生蛋白分子内原有的二硫键含量降低,可能发生了部分断裂,高温会加速该反应的进行。酰化改性明显干扰了蛋白质分子间的相互作用,不利于挤压产品良好组织化结构的形成。