回复“用简单的无机化学式表达结构信息”

《Journal of Chemical Education》：Reply to “Conveying Structural Information with Simple Inorganic Formulas”

化学符号教学应用与改进方案研究，针对无机物质网络结构{}与层状结构//的符号系统，回应Giunta教授关于分子物质符号缺失的批评。提出括号标注法(m/g等)作为补充方案，并计划通过对比实验评估三种符号系统的教学效果。

　　

首先，我们衷心感谢Carmen Giunta教授对我们一系列论文“通过使用正确的术语来提高对化学的理解”（论文编号1-6）的密切关注和评论。我们非常荣幸，并同样感谢《化学教育杂志》（Journal of Chemical Education）为我们提供了回应Giunta教授宝贵意见的机会（论文编号7），更感谢该杂志为学术讨论提供了这样的平台。Giunta教授的主要批评意见集中在我们提出的表示无机物质化学公式的新的方法上：我们在公式中引入了符号来表明物质是网状结构（{}）还是层状结构（//），但没有为分子物质指定特定的符号。我们理解，在同一课程中，对于某些主题使用传统的化学公式，而对于其他主题使用这种新的表示方法可能会带来困扰。我们的决定基于这样的观察：通常学生倾向于认为所有物质都是分子形式的，我们认为添加额外的符号可能会使表示方法变得过于复杂。尽管如此，Giunta教授的观点很有道理，我们认为他的立场是合理的。

值得注意的是，为分子物质提出新的符号并不是一件简单的事情。表1列出了我们考虑过的不同表示方法及其在课堂应用中可能遇到的困难。这些困难大致可以分为三类：第一类是使用在化学各个领域已有固定含义的符号，例如用于表示激发态、化学键、摩尔浓度、自由基、温度、支撑系统、电子对、量子化学或聚合物的符号（条目1-9）；第二类是西方书面语言中常用的符号，用于表示引用、标点符号或表达式（条目9-12）；第三类是符号本身的实际使用难度，要么是因为它们难以手写（如“与”符号），要么是因为使用标准文本处理软件难以输入（如“大约”或西班牙语波浪号符号（条目13和14）。

表1. 以氯化氢（HCl）为例提出的表示分子物质的符号及其潜在问题

竖线（| |）通常用于表示摩尔浓度。点（·）通常用于表示自由基。符号°通常与温度单位相关联。方括号用于表示配位化合物和聚合物。符号@常用于表示支撑或固定的系统。尖括号（? ?）用于量子化学中的bra-ket表示法。冒号（:）是标点符号，可能表示孤对电子。引号（“ ”）通常用于引用或直接引文。分号（;）是标点符号，可能会引起混淆。感叹号用于表达惊讶、情感或强调。符号&表示“和”，手写时可能比较困难。“大约”或西班牙语波浪号符号手写容易，但输入时可能较为麻烦。

条目	提出的符号	可能存在的问题
1	*HCl*	星号（*）通常用于表示激发态。
2	–HCl–	破折号（?）常用于表示化学键。
3	|HCl|
4	·HCl·
5	°HCl°
6	[HCl]
7	@HCl@
8	?HCl?
9	:HCl:
10	“HCl”
11	;HCl;
12	!HCl!
13	&HCl&
14	～HCl～

在这方面，如果需要，我们建议使用像?HCl?这样的符号，虽然它可能与量子化学中的bra-ket表示法混淆，但属于该领域内的特定上下文；或者使用～HCl～，尽管在大多数文本处理软件中输入可能稍显不便。

我们 also 欣赏Giunta教授提出的使用类似聚合态表示法的括号表示法的建议。按照这种方法，分子物质可以写作（m），层状结构写作（ls），网状结构写作（r）。我们唯一的担忧是，这种表示法在视觉上不够突出，可能会导致学生出现错误。此外，在表示物理状态（如气态氯化氢）时，公式可能会变得繁琐，例如HCl(m,g)。另一种方法是简单地写作HCl(g)，因为根据Giunta教授的定义，所有气体都是分子物质。然而，这种推论对学生来说并不直观，可能会导致更多的误解。

考虑到Giunta教授的这两条建议，我们计划在正在准备的下一篇文章中测试这三种表示方法。我们在这篇新论文中的目标是展示这些表示方法如何帮助解决区分物理变化和化学变化时的常见课堂误解。这项研究将使我们能够比较和评估：(i) 我们最初的提议，(ii) 增加了分子物质符号的系统，以及 (iii) Giunta教授提出的括号表示法的有效性。