1、钠与非金属单质反应演义
第一节 ⅠA 碱金属元素及其化合物
钠或者说碱金属是金属中最典型的代表，而且金属单质只能失去电子，只具有还原性，性质较“单一”，所以我们先学习碱金属中的代表元素钠的单质及其化合物。
由于金属与非金属的“对立统一”关系，我们在介绍完金属中最典型的代表元素钠和碱金属元素后马上介绍非金属中的典型代表元素氯和卤素元素，这样就形成了一个完整的学习小思路。
碱金属元素及其化合物学习的基本思路：
一、钠单质
1、钠与非金属单质反应
这10个化学反应方程式是典型的化合反应：金属单质+非金属单质═盐，即金属单质与非金属单质反应生成相应的盐。
如果我们要理解金属单质与非金属单质之间的化合反应“原理”，那么我们最好要了解或理解“对立统一”关系。金属单质与非金属单质就是典型的“对立统一”关系，正因为如此，所以它们才能发生如此必然的化学反应。
对立关系：金属的对立面是非金属，非金属的对立面是金属；没有金属元素的说法也就没有非金属元素的说法，同样没有非金属元素的说法也就没有金属元素的说法。其实，这是一种二分法，化学元素按最简单的分类方法即二分法就可以分为金属元素和非金属元素两类。这就好比有上必有下、有左必有右、有正必有负、有阴必有阳、有得必有失、有升必有降、有酸必有碱、有氧化必有还原等等“道理”是一样的。
统一关系：由于金属单质与非金属单质是典型的“对立”关系，所以金属元素单质与非金属元素单质二者间“必然”、“应该”可以直接反应生成相应的化合物。在此反应过程中，金属失电子显正化合价，非金属得电子显负化合价，“正负相吸”生成相应的化合物。二者统一在化合物中。
处于“对立统一”关系两端的物质必然要发生反应，所以“道理”上只要是处于对立统一关系中的两种“异性”“必然”会发生化学反应,如金属与非金属“必然”反应，酸和碱“必然”反应，氧化剂和还原剂“必然”反应等等。“道理”如此，“事实”上则必须进一步依靠科学事实进行判定，但这种思维意识是必须具备的！
金属与非金属是对立统一关系，二者发生的反应我们也可以认为是“异性相吸”：金属吸引非金属，非金属吸引金属。同样以后还有许多“异性相吸”的反应，如酸碱中和反应、氧化还原反应等等。以这种“对立统一”、“异性相吸”的思维方式可以帮助我们很好的理解记忆许多化学反应方程式。
★这种“对立统一”的思维方式将贯穿化学反应方程式演义的始终。
★这种“异性相吸”的思维方式将贯穿化学反应方程式演义的始终。
(1)现在我们开始对“金属单质+非金属单质═盐”的过程进行详细的分析和说明，以帮助大家深入理解和记忆这类化学反应方程式。
金属单质会失去电子形成金属阳离子，非金属单质会得到电子形成阴离子；而金属失去的电子就被非金属得到了，这样通过电子的转移或“交易”两者就分别形成了正、负离子，通过“异性相吸”就结合在一起形成了相应的化合物。
为了说明“异性相吸”的思想对我们理解化学反应方程式的帮助，我们试着以化学反应方程式“2Na＋Cl2═2NaCl”为例进行分析和说明，具体的拆分、结合过程如下：
简而言之就是：
注意：“Cl·e－”这种用小黑点将氯原子和电子连接起来表示Cl－ 的方法其实并不陌生，如胆矾CuSO4·5H2O、明矾KAl(SO4)2·12H2O等。小圆点“·”在这里表示“相结合”的意思。以后我们还有很多类似的表示方法，其目的仅仅为了方便理解物质的组成(不是结构)和化学反应可能的过程。
Ⅰ．我们将钠单质看成是钠离子和电子的这种思维方式叫“一分为二”：Na═Na＋·e－═Na＋＋e－。以此类推，金属单质的一分为二还有：
非金属离子的一分为二有：
Ⅱ．我们将氯原子和电子看成是氯离子的思维方式叫“合二为一”：Cl＋e－═Cl·e－═Cl－。以此类推，非金属离子的合二为一还有：
金属离子的合二为一还有：
★这种“小圆点、相结合”的思维方式将贯穿化学反应方程式演义的始终。
★这种“将方程式进行拆分、结合进行理解”的思维方式将贯穿化学反应方程式演义的始终。
★这种“一分为二、合二为一”的思维方式将贯穿化学反应方程式演义的始终。
(2)为了深入理解“金属单质与非金属单质反应生成相应的盐”这种反应类型且能举一反三，我们除了将该类反应的反应原理(对立统一、正负相吸、异性相吸)和过程进行了分析外，我们还有必要知道金属元素有哪些？非金属元素有哪些？它们之间互相反应或者说排列组合可以生成哪些相应的物质？
在化学中，“常见”(并非全部哦)的非金属单质就那么几个。如卤族元素有三个：Cl2、Br2、I2；氧族元素有三个：O2、O3、S；氮族元素有二个：N2、P；碳族元素有两个：C、Si。为了方便理解记忆，我们可以借助它们在元素周期表中的位置进行理解记忆(如下图1-3)。
图1-3 元素周期表中常见非金属元素
“常见”金属单质，一看元素周期表，如ⅠA、ⅡA等主族金属元素和过渡元素中的金属元素；二看金属活动顺序表中的金属元素。
Ⅰ．常见的ⅠA、ⅡA主族金属元素和常见过渡元素中的金属元素
为了方便理解记忆，我们也可以借助它们在元素周期表中的位置进行理解记忆(如下图1-4)。
图1-4 元素周期表中常见金属元素
Ⅱ．金属活动顺序表
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au
[顺口溜记忆：嫁给那美女，心贴细千金，总共一百斤]
仅仅从上面的归类总结来看，非金属形成的单质约十种，金属单质约十多种，十乘以十等于一百，这里就可以从理论上得出一百多个金属单质与非金属单质反应的化学方程式。因而理论上说，所有金属单质都可以与所有非金属单质发生化学反应，因为“对立统一”、“异性相吸”嘛！我们可以大胆这样推测，这是一种排列组合思维方式，也是一种发散思维方式！大家可以写一下，看能写多少出来。在写的过程中，您一定会体会到学习是如此的简单和快乐！
(3)是不是金属单质一定会与非金属单质反应呢？实际上不是，如金单质就很难很难很难与氧气发生化学反应，俗话说“真金不怕火炼”就这个意思。尽管有很多这种例外，但上面这种大胆类推、勇于排列组合的思维方式在我们学习化学反应方程式的过程中有很大的帮助。您面前的这本书就是对高中所有化学反应方程式的大胆类推和举一反三。
★这种“排列组合”的思维方式将贯穿化学反应方程式演义的始终。
★这种“大胆类推”的思维方式将贯穿化学反应方程式演义的始终。
★这种“举一反三”的思维方式将贯穿化学反应方程式演义的始终。
在前面举例的10个化学反应方程式中有两个化学反应方程式：4Na＋O2═2Na2O 和2Na＋O2
Na2O2值得特别研究一下：它们的反应物相同，但是产物不一样，这是为什么呢？我们认为这可能有两个基本原因。一是因为某一反应物是否过量的原因，产物可以与过量的反应物继续反应导致最终产物不一样；二是因为化学反应的条件发生变化或者说条件不同而导致最终产物不一样。
在这里两个原因都有：常温下，钠与氧气反应生成了氧化钠；但在加热或点燃条件下，钠与氧气反应生成的是过氧化钠。另外，在加热条加下氧化钠会与氧气反应生成过氧化钠，即2Na2O＋O2 = 2Na2O2，所以方程式2Na＋O2=Na2O2也可以看成是分两步进行：
第一步是4Na＋O2═2Na2O；
第二步是生成的Na2O再与O2反应生成Na2O2：2Na2O+O2=2Na2O2；
两个分步方程式综合起来就是2Na2O＋O2 = 2Na2O2 。
我们知道Na2O和Na2O2是两种完全不同的物质：白色的氧化钠不具有强氧化性；淡黄色的过氧化钠则具有强氧化性。为什么过氧化钠具有强氧化性而氧化钠没有呢？我们认为这里有两个原因。一是过氧化钠中氧的化合价为-1价，可以降低为-2价，所以过氧化钠具有“潜在”的氧化性；氧化钠中的氧是-2价，不能降低，所以氧化钠不具有氧化性。二是因为过氧化钠比氧化钠多一个氧原子，正是这个“多余”的氧原子让过氧化钠具有了强氧化性但氧化钠没有。
这个多余的氧原子是怎样来的呢？为什么它能让过氧化钠具有强氧化性呢？我们可以做如下大胆的分析和推导：
2Na2O＋O2═2Na2O＋O·O <将氧气分子写成氧原子的形式>
═2Na2O＋2[O]
═2Na2O·2[O] <氧原子与氧化钠相结合>
═2(Na2O·[O]) <将2提前，表明“1个”氧化钠和“1个”氧原子相结合>
═2Na2O2。 <“1个”氧化钠和“1个”氧原子相结合就是“1个”过氧化钠>
简而言之就是：
2Na2O＋O2═2Na2O＋2O
═2Na2O·2O
═2(Na2O·O)
═2Na2O2。
从这个推导过程可知我们可以将Na2O2 的组成看成是Na2O·[O]的形式，即Na2O2—Na2O·[O]。因为这样，所以我们认为就是这个[O]让Na2O2 具有了强氧化性，因为在反应过程中过氧化钠能提供这个氧原子，所以它就具有氧化性。
为什么呢？还可以这样认为吗？当然可以！当我们将Na2O2看成是由Na2O和[O]组成的过程中，当我们把Na2O2表示为Na2O·[O]的过程时就已经显示出了Na2O2的氧化性。
我们知道1个Na2O2中有两个-1价的氧，改写成Na2O·[O]后发现过氧化钠中的两个氧的化合价均发生了变化：一个变为-2价的氧而另一个变为零价的氧原子。当-1价的氧变为-2价时，它就体现了过氧化钠的氧化性：化合价降低具有氧化性。那-1价的氧变成零价不是体现了过氧化钠的还原性吗？对对对！是这样的。但这只是暂时的，因为零价的氧原子遇到还原剂时其化合价一定会重新降低为-2价，比在过氧化钠中时的-1价还低，所以最终这个氧还是从-1价变成了-2价，体现了过氧化钠的氧化性。综上所述，过氧化钠中的两个氧最终都变成了-2价，所以过氧化钠具有强氧化性。把Na2O2写成Na2O·[O]的形式只是表示了Na2O2潜在的氧化性，一旦遇到适当还原剂，其氧化性就会完全、明显的体现出来。
既然过氧化钠中的两个氧最终都变成了-2价，体现了过氧化钠的强氧化性，那何苦还要绕几道圈子，将Na2O2表示为Na2O·[O]呢？这是因为Na2O·[O]中的氧原子[O]是自由的，在分析理解许多关于象Na2O2这样的“含氧氧化剂”发生的化学反应时将会事半功倍。不信？往后面看！
Na2O2是强氧化剂，是含氧的氧化剂(注意：是“含氧”的“氧化剂”)，所以过氧化钠可以表示成Na2O·[O]的形式以凸显含氧氧化剂的氧化性，这个氧化性“直观”来看就是它们能提供氧原子[O]，这就是为什么我们要费尽心思、千方百计将过氧化钠进行如此分析的原因所在。大胆类推，我们以后遇到的那些含氧氧化剂就可以看成是'氧化物·氧化物·氧原子’的形式了。这种形式为我们提供了一种理解物质组成(不是结构)、理解化学反应原理的一种新途径、新思路或新方法，即将“含氧氧化剂”的化学式或组成看成是“氧化物·氧原子”的形式。这种思维方式来自于高中化学教材“硅酸盐组成的表示”这部分内容，是对这一部分内容的大胆类推。
本书中，短横线“—”表示“看成为”、“看成是”的意思，小圆点“·”表示“相结合”的意思。这样做的目的是为了更好的理解一些物质的结构特征和一些化学反应的反应特征，方便理解记忆。
另外，“1个”“1个”这种表述不准确，应该是“1摩尔”“1摩尔”，但“1个”“1个”更口语化些，更像聊天一样，更方便理解些。这也是本书取名“演义”的原因之一。本书取名“演义”的原因之二就是希望对高中化学反应方程式进行如上般的推导和分析,让大家知其然知其所以然。第三，我个人希望自己的语言平易近人，生活化一些，更贴近学生一些。这样努力的目的是希望让同学们对化学反应方程式多一分理解，多一分兴趣，进而在学习化学上少一些阻碍。因为如此，所以本书大量运用了比喻、类推、合情推理等方法，故名“演义”。
★这种“将'含氧氧化剂’的化学式或组成看成是'氧化物·氧原子’的形式”的思维方式将贯穿化学反应方程式演义的始终。
★这种“比喻、类推、合情推理”的思维方式将贯穿化学反应方程式演义的始终。
(4)顺便说一下，氧化剂就分为两类：无氧氧化剂(如Fe3＋等)和含氧氧化剂(如Na2O2、H2O2、浓硫酸、硝酸等)。一般情况下含氧氧化剂就可以看成是'氧化物·氧化物·氧原子’的形式，如“Na2O2—Na2O·[O]”。
再顺便说一下，含氧化合物分为两类：氧化性含氧化合物和非氧化性含氧化合物。氧化性含氧化合物就是含氧氧化剂，所以可以看成是'氧化物·氧化物·氧原子’的形式。这一点对我们分析理解化学反应方程式非常重要。
金属单质与非金属单质化合后的化合价“一般”看其最外层电子数。金属最外层有“多少个”电子则显正“多少”价；非金属差“几个”达8个电子显“几个”负价。