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有机化合物的化学性质十篇

发布时间:2024-04-26 04:27:06

有机化合物的化学性质篇1

[关键词]有机化学;哲学原理;运用

有机化合物是含碳的化合物(碳本身和简单的碳化合物除外)。有机化学是研究有机化合物的组成、结构、性质及其变化规律的科学。早在远古时代,人们就开始接触和使用有机化合物。在漫长的历史长河中,人类逐渐发现并制备出大量新的有机化合物,积累了浩如烟海的有机化学知识,其中无不处处闪烁着哲学的光芒。如果我们在学习和研究有机化学的过程中,能从哲学的角度来思考,会给我们的学习和研究带来意想不到的收获,收到事半功倍的效果。

一、对立统一规律在有机化学学习中的运用

唯物辩证法认为,矛盾存在于一切事物中并贯穿于事物发展的始终,矛盾的双方既对立又统一,相互依存,互为条件,共同处于事物的统一体中,并依据一定的条件各自向相反的方面转化。事物的发展变化主要是其内部矛盾发展变化的结果。对立统一规律是唯物辩证法的精髓。

(一)同一性和斗争性

同一性和斗争性是矛盾同时具有的两种重要特性,相互联系又不可分离,共同处于一个统一体中。同一性离不开斗争性,斗争性寓于同一性之中,是同一性的基础,没有斗争性也就没有同一性。

在有机化学中,两种异构体在室温下能相互转变并达成平衡的现象称互变异构现象,具有互变异构现象的两个异构体称为互变异构体。互变异构体之间的关系就是对立统一的关系。如酮与烯醇、对亚硝基苯酚对苯醌肟、硝基烷烃与酸式硝基烃、烯胺与亚胺等均为互变异构体,它们之间能相互转变并在一定的条件下达成平衡,往往很难分离出某个纯的异构体。互变异构体的分子具有不同的结构,是不同种类的化合物,表现为相互对立的关系。但是,双方之间又相互依存,任何一方都不能脱离对方而孤立存在。并且,二者在一定的条件下可相互转化,形成你中有我、我中有你的局面,表现了矛盾双方相互渗透的特性。当然,它们之间的依存和转换是有一定条件的,这就是矛盾同一性的相对性。

(二)矛盾是事物发展的动力

1 内因与外因

内因是事物内部诸要素之间的对立统一。外因是该事物与其他事物之间的对立统一。在推动事物发展的过程中,内因与外因是相互联系、不可分割、缺一不可的。但二者在事物发展中的地位和作用是不同的。内因是事物发展变化的根据,外因是事物发展变化的条件,外因通过内因起作用,内因在外因的作用下发挥作用。

我们在学习醇的性质时,知道醇既有一定的弱酸性,又呈弱碱性;既可发生亲核取代反应,又可发生消除反应,还可发生α-氢的脱氢和氧化反应,这都是由其分子内部结构决定的。至于到底发生何种反应,体现何种性质,则需视外部条件而定。当醇与活性金属作用时,表现出弱酸性,而与强酸作用时则体现出弱碱性;与氢卤酸、无机酸酰卤或含氧酸在温热条件下发生亲核取代反应,而与含氧强酸在较高温度下则发生消除反应;与氧化剂作用则易发生氧化反应。这些反应都是外因通过内因起作用的。具有α-氢的烯烃与溴到底是发生双键上的加成反应,还发生α-氢的取代反应;卤代烃究竟发生亲核取代反应,抑或是发生消除反应,同样要视外部条件而定。

此外,具有不同官能团的化合物的化学性质往往不同,聚集二烯烃、共轭二烯烃和孤立二烯烃,卤乙烯型卤代烯烃、烯丙基型卤代烯烃和隔离型卤代烯烃以及芳卤型卤代芳烃、苄基型卤代芳烃和隔离型卤代芳烃化学性质间的差异,均是由其内部分子结构的不同而决定。

2 矛盾是事物发展的源泉和动力

唯物辩证法认为,矛盾是事物发展的原因与动力,事物发展是矛盾同一性与斗争性紧密结合、共同推动的结果。

不对称烯烃与质子酸的加成反应,氢离子有可能加在双键两个碳原子的任何一个上,产生两种加成方向,从而形成两种不同的加成产物。这两种加成方向是相互竞争的,究竟以哪个加成方向为主,这就是矛盾同一性和斗争性相互作用的结果。这两种不同的加成方向,会形成两种不同的碳正离子中间体,但它们的稳定性存在很大差异。若氢离子加在含氢比较多的双键碳原子上,形成的中间体更加稳定,由此生成的产物也就是主要产物。反之,得到的产物就是次要产物。这就是马氏加成规则的实质。从矛盾的观点看,这一反应实际就是矛盾双方地位、作用不断转化的结果。同理,当具有两种以上β-氢原子的卤代烃或醇发生消除反应生成烯烃时,究竟是以札依采夫取向的产物还是以霍夫曼取向的产物为主,也是矛盾斗争性作用的结果。

(三)矛盾的普遍性和特殊性

唯物辩证法指出,矛盾的普遍性即矛盾的共性、一般,矛盾的特殊性即矛盾的个性、个别。一般寓于个别之中,共性存在于个性之中;另一方面,个别、特殊又同一般、普遍联系着。任何一般都是个别的一部分,或一方面,或本质。任何事物都是普遍性和特殊性、共性和个性、一般和个别、绝对和相对的辩证统一。

据美国化学文摘统计,截至20世纪90年代初,有机化合物的数目已愈1000万种。要对数目如此庞大的有机化合物逐一学习和研究是不可能的,也是完全没有必要的。我们可根据有机化合物中所含的官能团的不同,将它分成不同的种类。具有同种官能团的化合物,往往具有相似的化学性质。由于某一类化合物所具有的普遍性质寓于各个具体的化合物之中,因此,我们对同类化合物中有代表性个体的性质进行研究后,就可以归纳、抽象出同类化合物具有的普遍性质,也就无需对同类的个体进行逐一研究。

众所周知,不对称与溴化氢加成时,根据马氏加成规则,氢将加在含氢较多的双键碳原子上。这是一个普遍适用的规律。但如果反应体系中存在过氧化物,或是当烯烃分子中存在较强的吸电子基团时,则加成的方向恰恰相反,这是马氏加成规则的一个特例,也是一事物区别于他事物的特殊本质。因此,我们在分析问题时必须做到具体事物具体分析,不能生搬硬套。转贴于

二、质量互变规律在有机化学学习中的运用

(一)质、量和度

质是一事物成为其自身并区别于他事物的内在规定性。量是表示事物存在和发展的规模、程度、速度等的数量的规定性。任何事物都有其质的规定性和量的规定性,是质和量的统一。度是事物自己质的量的幅度、限度和范围,是与事物的质相统一的数量界限。丙烯与氯反应,在低于200℃时,主要发生的双键加成反应,生成1,2-二氯丙烷;若高于300℃时,主要发生α-氢的氯代反应,生成3-氯丙烯。低于200℃,就是发生加成反应的度。在低于200℃这个量的范围内,发生加成反应的质不变;高于200℃这个量的范围(尤其是超过300℃时),这个反应就会失去自身的质,而发生α-氢的氯代反应。在度中,质与量这两种不同的规定性达到了高度的统一。

(二)质量互变规律

量变和质变是事物变化的两种形式或状态,量变引起质变,而质变巩固着量变的成果,又引起新的量变,如此循环往复,以至无穷,推动着事物的不断发展。质量互变的具体实现形式是复杂多变的,表现为二者之间的相互渗透、相互包含,量变中有质变,质变中包含了量变。

在有机化学中,有关质量互变规律的例子比比皆是,最典型的例子莫过于同系物的物理性质的变化了。正构烷烃的沸点、熔点随着相对分子质量增加而有规律地升高,折射率随着碳链长度的增加而增大;烯烃、芳香烃、卤代烃、醇、醚等同系物的沸点、熔点随着分子量的增加而升高的现象;在卤代烷中的亲核取代反应中,其活性顺序为:氟代烷酰胺,莫不都是量变引起质变的例子。

醇类随着分子中羟基数目的增多,沸点升高、相对密度增加、酸性变强。酰胺分子中氮原子上连一个酰基,呈中性;而酰亚胺类化合物由于氮原子上相连的二个酰基的作用,呈弱酸性。在碳原子的sp3、sp2和sp三种杂化形式中,由于杂化轨道所含的s和p成分的不同,使得杂化轨道的空间形状和性质不同,均表明量变是质变的必要准备,质变是量变的必然结果。

三、否定之否定规律在有机化学学习中的运用

唯物辩证法认为,世界上任何事物的内部都包含着肯定与否定两个方面、两类因素和两种力量。肯定是事物中维持自身存在的方面,否定是事物中促使自身趋向灭亡并转化为他物的方面。自1883年合成出含三元环和四元环的碳环化合物后,人们发现三元环的化学活性比四元环大,而四元环的活性又要大于五元环。为了解释这一实验事实,1885年德国化学家拜尔(Baeyeravon)提出了“张力学说”,认为环烷烃中构成环的碳原子是处于同一平面内,排列成正多边形,其Z_CCC的键角与碳四面体正常键角109度28分的偏差将产生“角张力”,张力愈大,环就愈不稳定。这一理论较好地解释了三元环、四元环和五元环的稳定性,这是该理论的肯定方面。但由于其假设成环碳原子共面的观点与实际不合,这是其内部孕育的否定方面,因无法解释六元环的稳定性而被近代杂化理论所否定。这样,对于环烷烃稳定性解释的理论就从一个阶段发展到另一阶段。当然,这种否定是“扬弃”。

在有机化学发展史上,由于从动植物体内得到的这些化合物有许多共同的性质,明显地不同于当时从矿物来源的无机化合物。当时的化学家把有机物和无机物绝对划分开。1806年瑞典化学大师贝采利乌斯(BerzeliusJJ)把有机化合物和有机化学定义为“从有生命的动植物体内得到的化合物称为有机化合物,研究这些化合物的化学称作有机化学”,并认为“在动植物体内的生命力影响下才能形成有机化合物,在实验室内是无法合成有机化合物的”。这种学说被称为“生命力”学说,曾一度牢固地统治着有机化学界,使人们放弃了用人工合成有机物的想法。

直到1828年德国青年化学家维勒(w·hlerF)发现无机物氰酸铵加热很容易转变为有机物尿素。他把这一重要发现告诉了贝采利乌斯。他说:“我应当告诉您,我制造出尿素,而且不求助于肾或动物——无论是人或犬。”但是这个重要的发现,并未马上得到贝采利乌斯和其他一些化学家的承认,就是维勒本人也认为这个合成不能算作一个完全的合成,因为氰酸和氨还不能从无机物制备。因此,在它们里面还有一些是属于有机界的东西,是这些物质使尿素的合成得以成功。还有人为了维护“生命力”学说,认为尿素是动物机体的排泄物,而且易于分解为氨和二氧化碳,因此可以把尿素看作是有机物和矿物质之间的联系环节,尽管这种处于分界线的物质可以人工制成,但要人工制备结构较为复杂的有机物质还是无能为力。

有机化合物的化学性质篇2

一、有机物的化学性质和制备

有机化合物的性质与其所含官能团息息相关。具有相同官能团的化合物,在物理和化学性质上具有很大的相似性。结构决定性质,在知道化合物的结构后,就可以据此推测化合物所具有的性质。有机化学中讨论某一类物质的性质时也会涉及物理性质,但重点研究的还是有机化合物的化学性质,所以在此只讨论从物质结构分析化学性质的方法。一是找出具有反应活性的原子、基团或官能团,然后进行讨论。筛选的化学活性部位主要包括两个方面,其一是官能团本身,其二是受官能团影响较大的周围原子或基团。如环烯烃的化学活性部位就是C=C和受C=C影响较大的α-H;二是应用电子效应和空间效应理论分析分子活性部位的结构特点,结合反应的普遍规律,推测该活性部位具有的性质。以1-甲基环戊烯的性质为例,环上C=C结构中π键的弱稳定性和电子云在双键平面的上下分布能推测出C=C易发生亲电加成反应,甲基的作用使C=C上电子云分布不均,进一步导致极性亲电试剂加成时具有不对称性。从结构预测性质,电子效应和空间效应是学生必须掌握的两种理论;三是将抽象化、概念中的物质具体化,比如,亲电试剂包括浓硫酸、卤素、水、氢卤酸等。另外,C=C也容易被氧化剂氧化,生成链端具有相同官能团的开链化合物,根据产物的结构不同进行分析,可知用作氧化剂的物质的氧化性强弱。又如环二烯烃,由于具有共轭双键和环状结构,所以能够发生双烯合成反应,是合成含有六元环的双环化合物的好方法。学生因此从本质上掌握了反应特点,遇到相关结构就能触类旁通。由于有机化合物的化学性质涵盖的内容比较多,若想在短短的四十五分钟内完成教学,不借助于多媒体教学手段是难以有效完成的。知识容量大是多媒体教学的一大特点。互动教学模式的运用体现在随堂练习和复习的时候,即练即将,提高了学生的学习注意力和主动性,增强了学生对知识掌握的效果。进行有机化学教学的目的是通过一定的原料合成目标化合物从而满足日常生产的需要,有机化合物制备包含的内容是:某一化合物可以利用哪些原料和试剂、通过哪些反应得到,有的简单,有的复杂。有机物制备涉及的有机化学基础知识比较丰富,有些用于作原料的物质的性质和反应原理都是在后续章节中进行学习的内容,如制备环烯烃,其中方法之一就是以脂环醇为原料、在脱水剂的作用下加热消去一个水分子得到目标物烯烃,但醇类的性质、消去反应等知识的学习被安排在烯烃章节之后,因此在讲授环烯烃制备时只能从反应事实上讲解。化合物制备的教学内容适宜的教学策略是直接讲授反应事实,无需纠缠反应的原理。

二、有机物的反应机理

有机化合物的化学性质篇3

   对于脂环烃的结构可以通过多媒体形象而直观地演示出来,同时由最简单的不含有任何取代基的脂环骨架开始讲解。将含有最少碳原子数的脂环———环丙烷,到氮原子数逐渐增多的环丁烷、环戊烷和环己烷放在一起比较,结构明了,易于掌握。知识的变化总是由简单向复杂、由少向多进行,掌握的技巧也应该和这一变化规律相适应。同样是脂环烃,当碳原子数再增多和环上连有各种不同的取代基时,结构也就显而易见了。以上都只限于结构只含有单一环状饱和烃的情况,那么更复杂的情况是什么样的,可以通过给予学生适当提示,采用启发式和互动教学模式结合的形式,来引入复杂的螺环和桥环的结构。它们中一是两个环共用一个碳原子、另一是两个环共用两个桥头碳原子。学生根据提示写出化合物的结构,印象更深刻。在有机化合物结构的教学中,常常会涉及到同分异构现象,这使得有机化合物数目庞大,并且新合成的有机化合物数目以几何级的形式增长。因此在有限的课堂教学中教师是不可能穷尽众多有机化合物结构的讲授,只能抓住重点,教给学生认识结构的方法,才能收到举一反三的教学效果。知晓了化合物的结构是不够的,如何命名是灵活运用化合物所不可或缺的。在教学过程中,结构和命名联系紧密,通常是放在一起进行讲解,可将多媒体教学方法和互动教学模式有机地结合起来。对于脂环烃命名的这部分教学内容,适合用“授生以渔”的教学策略进行教学。命名的正确与否关键是取决于学生对命名规则的掌握程度,命名的正确率高说明学生灵活掌握了命名的规则,知道不同情况所适用的不同细则。这些规则包括选主链的规则、确定官能团和支链位置的编号规则、确定构型的顺/反或Z/e规则、正确书写规则等,是由国际纯粹与应用化学联合会为正确命名而约定俗成的标准,丁是丁、卯是卯,没有讨巧可言。学生学习时要理解透彻这些规则的内涵、牢固地记住并在应用时做到熟练灵活。因此,在教授脂环烃的命名时,要将规则中涉及的内容用多媒体全部列出来,清晰明了,并对照规则向学生阐明。这一过程中使用实例教学和互动教学模式,使教学效果得以提高。初学这些规则,一下全部记住有一定的难度,多媒体将命名规则清楚醒目地放映出来,可以强化学生的记忆;实例教学更有代表性,在讲解实例时又可深化对规则的理解,帮助更好地记忆。互动教学模式的使用是在教师实例讲解之后,让学生通过在练习中使用所学规则,结合教师现场批改,使学生更加熟练地掌握之。学好脂环烃命名的关键之处就是全面、准确地记清楚规则,掌握这一知识点无捷径可走,唯有反复诵记,一步一脚印,踏踏实实。

   一、有机物的化学性质和制备

   有机化合物的性质与其所含官能团息息相关。具有相同官能团的化合物,在物理和化学性质上具有很大的相似性。结构决定性质,在知道化合物的结构后,就可以据此推测化合物所具有的性质。有机化学中讨论某一类物质的性质时也会涉及物理性质,但重点研究的还是有机化合物的化学性质,所以在此只讨论从物质结构分析化学性质的方法。一是找出具有反应活性的原子、基团或官能团,然后进行讨论。筛选的化学活性部位主要包括两个方面,其一是官能团本身,其二是受官能团影响较大的周围原子或基团。如环烯烃的化学活性部位就是C=C和受C=C影响较大的α-H;二是应用电子效应和空间效应理论分析分子活性部位的结构特点,结合反应的普遍规律,推测该活性部位具有的性质。以1-甲基环戊烯的性质为例,环上C=C结构中π键的弱稳定性和电子云在双键平面的上下分布能推测出C=C易发生亲电加成反应,甲基的作用使C=C上电子云分布不均,进一步导致极性亲电试剂加成时具有不对称性。从结构预测性质,电子效应和空间效应是学生必须掌握的两种理论;三是将抽象化、概念中的物质具体化,比如,亲电试剂包括浓硫酸、卤素、水、氢卤酸等。另外,C=C也容易被氧化剂氧化,生成链端具有相同官能团的开链化合物,根据产物的结构不同进行分析,可知用作氧化剂的物质的氧化性强弱。又如环二烯烃,由于具有共轭双键和环状结构,所以能够发生双烯合成反应,是合成含有六元环的双环化合物的好方法。学生因此从本质上掌握了反应特点,遇到相关结构就能触类旁通。由于有机化合物的化学性质涵盖的内容比较多,若想在短短的四十五分钟内完成教学,不借助于多媒体教学手段是难以有效完成的。知识容量大是多媒体教学的一大特点。互动教学模式的运用体现在随堂练习和复习的时候,即练即将,提高了学生的学习注意力和主动性,增强了学生对知识掌握的效果。进行有机化学教学的目的是通过一定的原料合成目标化合物从而满足日常生产的需要,有机化合物制备包含的内容是:某一化合物可以利用哪些原料和试剂、通过哪些反应得到,有的简单,有的复杂。有机物制备涉及的有机化学基础知识比较丰富,有些用于作原料的物质的性质和反应原理都是在后续章节中进行学习的内容,如制备环烯烃,其中方法之一就是以脂环醇为原料、在脱水剂的作用下加热消去一个水分子得到目标物烯烃,但醇类的性质、消去反应等知识的学习被安排在烯烃章节之后,因此在讲授环烯烃制备时只能从反应事实上讲解。化合物制备的教学内容适宜的教学策略是直接讲授反应事实,无需纠缠反应的原理。

   二、有机物的反应机理

   有机反应机理的研究是有机化学教学中的难点之一,在工科专业的教学中没有作重点要求,但是仍然需要讲解透彻,因为很多的化学性质中涉及的有机反应在讲明了机理后才更利于学生掌握。有机反应机理的教学过程中,需要强调其重要性,引起学生重视使学生认识反应机理对于有机物化学性质学习的重要性,激发其好奇心和求知欲非常关键。多媒体教学也是一种促进教学直观化的重要教学手段,它将抽象、枯燥的学习内容以图像、文字、动画、声音相结合的直观形式表现出来,使学生通过多种感官刺激,全方位地获取丰富的信息,便于学生理解、记忆,更好地解决知识的重点和难点,起到事半功倍的教学效果。单纯地讲解机理是很枯燥的,学生学习起来也很吃力,在教授反应机理的过程中,充分运用多媒体将带来事半功倍的效果。例如,在介绍烯烃的亲电取代反应历程的时候,采用传统的教学方法很难将抽象的电子转移过程表现出来。而利用多媒体模拟其过程,制作成直观的动画,形成一个动态的过程,使反应中电子的转移和亲电试剂的进攻过程形象地呈现在学生面前,使学生一目了然,学习兴趣得到提高,对知识的掌握会更加准确。此外在课堂教学进度允许的情况下,多给学生随堂练习的时间,练习中遇到的问题及时发现及时解决,消除学生学习新知识时的疑难,使之顺利掌握知识。

有机化合物的化学性质篇4

关键词:高分子化学;教学研究;有机化学;融通应用

中图分类号:G642文献标识码:B文章编号:1002-7661(2013)33-002-01

有机化学(organicChemistry)是一个名词,由瑞典化学家贝采里乌斯(Berzelius)在1806年提出的。当时是与无机化学相对立而命名的。同时,又被称为碳化合物的化学,其主要是研究有机化合物的结构、性质以及制备的一门学科,是化学中十分重要的一个分支。其中,含碳化合物被称为有机化合物,这是由于原先的化学家们认为含碳物质一定要由生物(有机体)才能制造,然而,1828年德国化学家弗里德里希・维勒(Friedrichwhler),在实验室中第一次成功合成尿素(一种生物分子),从此以后,有机化学便脱离传统所定义的范围,扩大为含碳物质的化学。

一、高分子化学

高分子化学主要包括高分子化学、高分子物理和高分子工艺,它是高分子科学的三大领域之一。高分子化学主要就是研究高分子化合物合成、化学反应、物理化学、加工成型以及应用等方面的一门综合性学科。在内容上,高分子化学和有机化学以及物理化学有直接关系,所以,我们必须学好这门学科,这对学生掌握有机化学知识的理解十分有利,同时,又为以后的学习打下一个坚实的基础。从而,我们要注意将有机化学知识融入到高分子化学的学习中,提高学生的学习兴趣,进而对学生的创新思维进行培养,学会融会贯通。

二、有机化学分类

对于有机化学我们可以从两方面进行不同分类。

1、有机化合物的碳原子结合的基本结构不同

(1)链状化合物,主要是其化合物分子中的碳原子连接成链状,最开始是在脂肪中发现的,因此可成为脂碳环化合物。

(2)碳环化合物,主要是其化合物分子中含有碳原子组成的环状结构,所以称之碳环化合物,其可以分为脂环族化合物以及芳香族化合物两大类,前者是和脂肪族化合物相似的碳环化合物;后者是其分子中还有苯环、稠苯体系的化合物。

(3)杂环化合物,在这类化合物中除了碳原子以外,还有其他元素的原子,所以就叫做杂环化合物。

2、依据官能团分类

官能团就是决定某一类化合物性质的主要原子、原子团。含有相同官能团的化合物,其化合物的基本性质相同。如下图:

三、高分子有机化学的反应

1、聚合反应

由有机小分子(单体)经过聚合反应制成的就是高分子化合物。聚合反应主要分为两类:

(1)缩聚反应

经过缩聚反应产生的缩聚物,如涤纶,学名聚对苯二甲酸乙二醇酯,它主要是对苯二甲酸和乙二醇合成的。这些都是官能团单体之间多次缩合小分子而成的。

(2)加聚反应

经过加聚反应产生的聚合物,如苯乙烯合成聚苯乙烯等,都是由于烯类单体的双键加成聚合成的。

在有机化学中,我们要通过学习熟练地掌握聚合反应的性质、特点。聚合反应中的缩聚反应和加聚反应是不同性质的,他们的结构、性能也不尽相同。缩聚是为了平衡反应通过官能团(二个或以上)的单体的缩合反应,并去掉某些小分子而成,这种情况属于逐步聚合,要有大于98%的高的基团反应程度才能得到高分子化合物并伴有副反应。加聚是烯类单体通过双键断裂相互加成并且在引发剂、光照等的作用下的聚合反应,在反应中没有生成小分子,这种情况属于连锁聚合,万一发生的话可以很快形成高分子化合物。但必须加快反应的转化率,同时,所得聚合物多属于碳链聚合物。

2、电子效应与位阻效应

电子效应与位阻效应作为有机化学中的重要内容,是高分子化学中的一个非常重要的体现,它涉及到化合物的稳定性以及反应机理的选择等多个方面。如单体对聚合机理的选择性直接影响着分子结构中的电子效应。又因为电子效应中包含着共轭效应以及诱导效应,正因为共轭和诱导作用,可以进行阴、阳离子和自由基聚合。单体中取代基的位阻效应影响着聚合动力学的影响,取代基中的多种效应(共轭效应、极性效应以及位阻效应等)影响了聚合中单体、自由基的活性,但是影响程度并不一样。

3、合成与改性高分子化合物

作为高分子化学中的教学内容,高分子化合物的改性十分重要,它是以高分子材料的性能与引入功能制备新的聚合以及扩大应用范围为主要目的。通常有共聚化学改性以及聚合物化学改性等改性方法。它融入了很多相关的有机化学知识,使其在高分子化学教学中得到融通实践。

综上所述,将有机化学知识融入到高分子化学教学中,不仅使学生的学习兴趣提高了,更加有效的保证了教学效果。

参考文献:

有机化合物的化学性质篇5

基础化学类课程是高职药学类各专业重要的专业基础课,主要包括《无机化学》、《有机化学》和《分析化学》。在实际教学中,各课程自成体系,一方面占用较多学时,另一方面化学类课程之间,某些内容同一水平重复多次,或对同一问题提出不同看法,既浪费时间,也影响教学质量的提高。近年来,国内一些高职院校对基础化学类课程做了相应的调整,优化整合了教学内容。石家庄职业技术学院对化学课程教学内容进行压缩、精简、整合,并在实践中不断完善建立了《无机化学》、《分析化学》、《物理化学》三位一体的学科新体系,整合后的课程体系和教学内容,缩短了学时,提高了学生学习高度。[1]浙江医药职业技术学院对传统的《无机化学》、《分析化学》和《物理化学》三门化学课程进行重组,根据医药专业的需要进行优化组合,初步建立了一个以整个自然科学为基础,以化学原理为主导,以分析方法为手段,以无机药物及有关物质的性质和反应为研究对象的新体系。[2]盘锦职业技术学院对化工类基础化学课教学体系进行了改革与探索,将教学内容重新调整优化达到精简化学理论着重实际应用的目的。[3]我们在化学教学中本着必需、够用的原则也对《无机化学》、《分析化学》的教学基本内容进行精选,优化整合,突出重点,加强基础,整合为《无机及分析化学》。尽管这些院校做了相应调整,但是依然存在《无机及分析化学》与《有机化学》教学内容的简单重复,存在该两门课程与高中化学知识、与后学课程的简单重复,以及前后知识衔接不当等问题。为更好地优化课程内容,我们开展了基础化学类课程优化的研究。

二、研究方法

1.研究对象

(1)山东药品食品职业学院药物分析专业学生,这些学生全部为通过普通高考,国家统一招生录取的学生,82%为山东籍学生,18%的学生来自山西、内蒙、辽宁、吉林等省份。

(2)威海地区化学教师、山东药品食品职业学院药物分析专业相关任课教师和基础化学教师。

2.调查方法

为了能够比较全面、真实地反映化学类课程的情况,我们采取了问卷调研和座谈两种方式。

(1)药物分析专业学生问卷调研。了解高中化学的选修情况,了解学生入校时化学知识水平,主要调研哪些化学知识高中学习较多、掌握较好的学生,为的是大学期间可略讲或不讲,哪些理解困难,需要详讲。

(2)高中化学教师访谈。了解目前高中化学的知识传授情况,从而更全面地了解高职学生入学时的化学知识水平。

(3)基础化学教师座谈。了解山东药品食品职业学院院两门基础化学课程――《无机及分析化学》和《有机化学》之间的重复内容和前后衔接内容。

(4)后续专业课教师访谈。了解化学类基础课与后续课程之间的重复内容、前后衔接的内容和联系不紧密的内容。

三、调查结果与分析

1.为了解学生进入大学时的化学知识水平,我们开展了新生入校时化学知识水平的调研

通过调研我院各生源地的学生了解到,目前各地高中,理科生化学课程方面主要学习《必修一》、《必修二》、《化学反应原理》和《有机化学基础》四个模块。其中前三个模块是高考必考内容,《有机化学基础》是选修模块。

通过与威海地区高中化学教师的访谈了解到,目前高中化学与大学基础化学课程重复内容及学生在高中的学习程度如下:

物质结构和元素周期表方面的知识,只了解原子内部组成和周期表的排布及元素性质的周期性变化;元素性质方面的知识,主要学习了各族代表元素的典型物理和化学性质、本族元素性质的递变规律;化学反应原理方面,学习了化学平衡,化学反应速率,水溶液中的离子平衡,氧化还原反应及原电池等知识;化学键方面,主要学习了离子键、共价键,但是未涉及极性和非极性键;学习了物质的量、浓度的概念及有关计算和溶液的配制;有机化学方面的知识,主要学习了烷烃、烯烃、炔烃、苯、醇、卤代烃、酚、醛、羧酸等代表化合物的性质及同系物的性质,性质方面只简单介绍典型的性质,未对有机化合物的性质做深入学习;在实验教学方面,以教师演示实验为主,学生动手操作机会偏少。

2.为对化学类课程内容进行合理的整合,开展了面向药物分析专业学生的问卷调研

通过调研发现,经过一年基础化学类课程的学习,60%以上的学生认为在大学化学课程中,原子核外电子的运动状态、元素性质的周期性变化、化学键、化学反应速率和化学平衡、重要元素及其化合物、氧化还原反应、烃类、卤代烃等8个方面的知识在高中学习较多,建议大学时可略讲。这与开展的高中教师调研情况基本相符,说明高中化学知识面较宽,为基础化学课程的教学打下良好基础。

同时调研发现,50%以上的学生认为标准滴定溶液制备、定量分析相关计算、eDta及配合物、醇酚醚、醛酮醌、有机含氮化合物等5个方面的知识理解相对困难,建议详讲。经过分析发现,上述知识点主要涉及基础化学类课程的计算、公式推导、性质复杂的有机化合物和高中未接触的知识。

通过调研发现,82%的学生认为基础实验(基本操作和基本技能)非常重要,超过60%的学生认为基础化学类课程应注重培养学生良好的实验习惯,46%的学生认为加强实验安全知识的学习非常重要。由此可以看出学生对基础实验、基本能力和安全知识的渴求。

纵观上述两个调研,我们可以看出:(1)目前高中化学知识面较宽,但因高考的改革,高中化学课时缩短,加之高中学生接受能力的限制,大部分知识只能讲表面而无法深入,需要在大学时期继续深化。同时也有部分知识完全可以满足本专业学生今后学习和工作的需要,因此大学期间可以采取略讲或不讲,例如:重要元素及其化合物。(2)因高职学生整体基础较差,加之缺乏学习主动性和自学能力,对于理论性较强、内容复杂的知识理解较困难,因此教师在教学过程中,应耐心引导,详细讲解。(3)因高中化学课时缩短,加之“应试教育”的影响,化学实验以演示实验为主,学生动手操作少。

3.为对化学类课程教学内容进行优化,我们开展了《无机及分析化学》和《有机化学》教学内容优化整合的座谈和访谈调研

在与本教研室化学教师座谈中,我们对《无机及分析化学》和《有机化学》的教学内容进行了分析,找出了重复的内容,进行合理安排,避免简单重复。通过座谈,发现两门课中杂化轨道理论、共价键的基本属性、勃朗斯得酸碱质子理论、路易斯酸碱理论等属于重复内容。这部分知识可以在《无机及分析化学》中详细讲授,而在《有机化学》课程中,可采取复习的方式回顾。

药物分析专业化学类课程的后续课程主要有《药物分析》、《药物化学》、《仪器分析》、《生物化学》等,为使前后课程衔接得当,避免简单重复,我们通过访谈的形式进行了调研。

通过与《生物化学》课程负责人的访谈了解到,基础化学课程与《生物化学》衔接最多的是糖、氨基酸、多肽、蛋白质、核酸、脂等方面的知识。但是,《生物化学》课程中主要侧重物质结构和物质在体内的代谢。因此,《有机化学》可主要从命名、结构(一级结构,构型)、典型理化性质三个方面讲解。

通过与《药物分析》课程负责人的访谈了解到:(1)基础化学课程与《药物分析》重复内容主要是旋光度和旋光仪。因此,可整合这部分重复内容,在基础化学课程中详讲,《药物分析》课程中,则可采取复习的方式回顾。(2)衔接内容主要是定量分析化学(包括标准滴定溶液的配制、标定及相关计算,有效数字保留、误差处理,四大滴定及其应用和相关计算等)和有机化合物的结构、官能团的典型理化性质(主要用于药物的鉴别、分离和定量分析)等方面的知识。通过讨论,在定量分析化学方面,基础化学课程应强化基础,注重应用,可融合《药物分析》课程对分析的要求,避免因药物分析和化学分析要求不同,而产生不一致;在有机化学知识方面,可增加《有机化合物的分离和鉴别》章节,安排在《有机化学》最后一章讲授。(3)联系不紧密的知识主要是复杂的有机化学反应机理和合成设计。因此,可以将这部分知识删除,或作为自学内容。

通过与《药物化学》课程负责人的访谈了解到:(1)基础化学课程与《药物化学》衔接内容主要是有机化合物的命名、结构及结构与理化性质间的关系。这与《药物分析》对有机化学方面的知识的要求相似。因此,在知识的传授过程中,化学基础课应注重培养学生通过结构分析理化性质的能力。(2)因《药物化学》课程中只涉及部分药物合成路线,学生掌握有机化合物的化学性质即可满足该课程的学习要求。因此,可将基础化学课程中复杂的有机化学反应机理和合成设计方面的知识删除或作为自学内容。

通过与《仪器分析》课程负责人的访谈了解到:(1)化学类课程与《仪器分析》重复内容主要是化学分离方法,化学原电池。因化学分离方法方面的知识涉及原理和仪器,讲解需大量课时,因此可整合这部分内容,安排在《仪器分析》中系统讲授;化学原电池可整合到基础化学课程中讲授,《仪器分析》则可采取复习的方式进行回顾。(2)衔接内容主要是原子结构(光分析法)、分子间作用力(色谱法)、定量分析等方面的知识。原子结构方面的知识,因高职学生的基础较差,基础化学课程应主要介绍基础方面的知识,关于电子跃迁等知识可在《仪器分析》中循序渐进的向同学们介绍。对于分子间作用力、定量分析方面的知识,应加强基础、注重应用,可将《仪器分析》中的相关内容整合到基础化学课中,避免因两门课的要求不同,而产生不一致。

通过上述调研,我们可以看出,化学类课程之间,化学类课程与后续课程之间存在大量的重复内容和前后衔接内容。通过优化整合,可以避免同一水平的简单重复,节约课时,同时可以使前后知识衔接更为得当。

四、结论及建议

通过本次研究的广泛调研,我们可以看出,药物分析专业基础化学各课程之间,基础化学课程与高中化学知识,基础化学课程与后续课程都存在大量的重复内容和前后衔接内容。因此,应对高中化学知识、基础化学课程及后续课程的知识认真分析、梳理,对基础化学类课程教学内容采取重排、整合、压缩、删减等优化措施,使前后知识衔接得当,避免简单重复,从而更好的为后续课程服务。为使课程优化开展的科学、合理,在此提出化学类课程内容优化建议,以期为其他专业基础化学课程教学内容的优化,或其他基础课程教学内容的改革提供借鉴。建议如下:

1.注重化学知识与高中化学知识的衔接。应充分考虑学生进入大学时的化学知识水平,对于高中学习过,但没有深入探索的知识,我们应从高中的知识入手,循序渐进地引导学生学习新知识;对于高中阶段已经掌握较全面的知识,我们应缩短课时,以复习的方式进行回顾或删除该部分知识;对于高中没有接触的新知识或学生理解困难的知识,我们应适当增加课时,从基础讲起,注重知识的应用。

有机化合物的化学性质篇6

1.1化学污染物。(1)元素;(2)非金属无机物;(3)有机化合物和烃类;(4)金属有机和准金属有机化合物(5)含氧有机化合物;(6)有机氮化合物;(7)有机卤化物;(8)有机硫化合物;(9)有机磷化合物。

1.2热点关注的污染物。(1)环境中的重金属形态主要是汞、镉、铅、锌、铜、钴、镍、钡、锡、锑等,从毒性角度通常将砷、铍、锂、硒、硼、铝等也包括在内;(2)持久性有机污染物是指那些难以通过物理、化学或生物途径降解的有害化学品。此类化学品所具有的持久性,反映了物质难以降解的特性,在环境中容易保留下来。调查结果表明,持久性有机污染物可能导致内分泌、生殖和免疫机能失调、神经行为和发育紊乱、甚至引发癌症。持久性有机污染物名单:滴滴涕,狄氏剂,异狄氏剂,艾氏剂,氯丹,七氯,六氯苯,灭蚁灵,毒杀芬,多氯联苯,二恶英,呋喃。

2、环境效应及其影响因素

自然过程或人类的生产和生活活动会对环境造成污染和破坏,从而导致环境系统的结构和功能发生变化,称为环境效应。环境效应分为自然环境效应和人为环境效应。按环境变化的性质划分,则可分为环境物理效应、环境化学效应和环境生物效应。

2.1环境物理效应由物理作用引起的环境效应即为环境物理效应。

2.2环境化学效应在各种环境因素影响下,物质间发生化学反应产生的环境效应即为环境化学效应。

2.3环境生物效应,环境因素变化导致生态系统变异而产生的后果即为环境生物效应。

2.4环境各圈及环境污染物在迁移转化过程作用机理。作用机理有物理、物理-化学、生物。物理包括蒸发、渗透、凝聚、吸附、机械搬运、扩散等;化学包括光化学氧化、氧化-还原、配位、螯合、水解等;生物有微生物的吸收和代谢。

3、环境净化与污染控制技术

改革开放以来,我国政府在防治环境污染方面做了许多方面的工作,诸如:成立环境保护部;颁布实施政策法规;制定科技标准;控制、治理污染;保护自然生态;进行环境评价;开展宣传教育;发展国际合作;进行环境监察等等。其中与生物科学密切相关的有利用生物净化来消除环境污染和发展绿色食品等。先介绍几种控制技术:

3.1水质净化与水污染控制技术。水污染:物理性污染、化学性污染、生物性污染。

3.1.1水中的主要污染物及其危害。按化学性质分:无机污染物包括氮、磷等植物性营养物质、非金属、金属与重金属以及主要因无机物的存在而形成的酸碱度。有机污染物是可生物降解性污染物可引起水体功能破坏及“黑臭”现象。难生物降解性污染物常具有毒性大、化学及生物学稳定性强、易于在生物体内富集等特点。排入环境后,滞留时间长,并可通过食物链危害人体。

3.1.2水处理的基本目的是利用各种技术,将污水中的污染物分离去除或将其转化为无害物质,使污水得到净化。

3.1.3水处理方法有物理处理法;化学处理法;生物处理法。

3.2空气净化与大气污染控制技术。

3.2.1空气中的污染物及其危害。空气中污染物的分类:空气中的污染物包括:颗粒/气溶胶状态污染物(粉尘烟飞灰黑烟雾)和气态污染物包括无机物(硫化物(So2,H2S);碳的氧化物(Co,Co2);氮化物(no,nH3))卤素化合物(HCl,HF)和有机物(挥发性有机物VoCs)。

3.2.2空气净化与大气污染控制技术。空气净化与大气污染控制技术有分离法和转化法。分离法是利用污染物与空气的物理性质的差异使污染物从空气或废气中分离出来的方法。转化法是利用化学反应或生物反应,使污染物转化成无害物质或易于分离的物质,从而使空气或废气得到净化与处理的方法。

3.3土壤净化与污染控制技术。

3.3.1土壤污染物及其危害。土壤中的污染物:重金属、挥发性有机物、原油等。土壤污染的危害:通过雨水淋溶作用,可能导致地下水和周围地表水体的污染;污染土壤通过土壤颗粒物等形式能直接或间接地为人或动物所吸入;通过植物吸收而进入食物链,对食物链上的生物产生毒害作用等。

3.3.2污染土壤净化技术。污染土壤净化技术有物理法、化学法、生物法。

4、固体废弃物处理处置与管理

4.1固体废弃物的种类及其危害。固体废弃物的定义:人类活动过程中产生的、且对所有者已经不再具有使用价值而被废弃的固态或半固态物质。“工业固体废物(废渣)”、“城市垃圾”。固体废弃物对环境的危害,(1)通过雨水的淋溶和地表径流的渗沥,污染土壤、地下水和地表水,从而危害人体健康;(2)通过飞尘、微生物作用产生的恶臭以及化学反应产生的有害气体等污染空气;(3)固体废弃物的存放和最终填埋处理占据大面积的土地等。

有机化合物的化学性质篇7

关键词:金属及其化合物;元素化合物知识;元素观;化学观念教学

文章编号:1005–6629(2013)9–0027–03中图分类号:G633.8文献标识码:B

作为高中化学新课程内容的重要组成部分,化学1模块中的无机元素化合物知识选择以典型的元素及其重要化合物为代表,将物质性质的学习融入有关的生活现象和社会问题的分析解决活动中,通过实验探究来学习物质的性质。然而在教学实践中,教师普遍感觉教学效果不理想[1],学生也常常感觉元素化合物知识“好学”,但难以记忆。究其原因,主要有:第一,学生要在化学1模块集中学量的元素化合物知识,其知识本身具有庞杂、零散的特点;第二,化学1阶段元素化合物知识被编排在原子结构与元素周期律之前,关于物质性质的学习主要是基于实验现象的分析与总结,不能从结构出发来推断或解释,而基于实验获得的知识是感性的,且有些内容又容易混淆;第三,元素化合物知识应用方面的内容较为广泛,许多知识只能作为常识性介绍。现实中,学生对物质性质及应用的学多停留在对实验事实的感知与记忆水平,由于缺乏对元素化合物知识内在联系及其所蕴含的学科观念与方法的理解,导致学生在处理实际问题时往往缺乏思考或求解问题的基本思路[2]。为此,帮助学生建立起研究和认识物质性质的思路与方法、加强从元素视角认识物质及其转化以建立元素化合物知识的内在联系,就显得尤为重要。

1构建从元素视角认识物质及其转化的思考框架

在化学1阶段,应如何帮助学生建构无机元素化合物知识体系?从学科知识的角度看,无机元素化合物知识注重“物质性质及应用”的学习,其中“物质性质”是核心,物质性质决定了物质的用途、制法、保存等,不认识物质性质,就不可能理解物质的应用。而物质的性质是由其元素组成和内部结构所决定的,不从组成和结构角度认识物质性质,就难以形成对物质性质的深入理解。从中学阶段无机元素化合物知识的编排看,学生对无机元素化合物知识的学习是逐步发展的。初中阶段元素化合物知识以物质为中心,学习典型物质(如氧气、二氧化碳)的性质、制法及用途等,以典型代表物学习一类物质(金属、酸、碱、盐)的性质等。高中化学1阶段元素化合物知识注重以元素为核心,通过核心元素将其单质及其化合物知识组织起来,学习含有同种元素不同物质的重要性质及相互转化关系;高中化学2阶段,借助元素周期表和周期律对元素化合物知识进行整合,建立以周期、族为系列形成对物质性质递变规律的认识[3],建立不同元素及其物质性质等知识的联系。限于化学1阶段元素化合物知识的编排特点和学生的认识发展水平,有必要加强从元素视角认识物质及其转化(见表1),即要加强对元素与物质性质、物质分类、物质之间的转化等学科实质性问题的认识,发挥“元素观”对元素化合物知识学习的指导作用,帮助学生逐步领会和运用“元素观”来分析解释问题,增进学生对化学知识的理解。

作为中学化学的核心观念之一,“元素观”是从元素视角对物质及其化学变化本质的深层次理解[4,5],大致包括三方面含义:一是对元素的认识,包括什么是元素、元素的种类、元素的性质等。就元素的性质而言,还涉及元素之间的差异、元素性质的周期性、一类元素性质的相似性等。二是从元素视角看物质,即元素与物质有什么关系,具体包括元素组成与物质的分类、性质有什么关系等。三是从元素角度看化学反应,即元素与化学反应有什么关系,在化学反应中元素种类是否发生变化、含有同种元素的不同物质之间的转化存在什么规律等。

在化学1阶段,强调从元素的视角认识物质,就是要对元素与物质性质的关系有深入的了解,这包括两个层面:一是从元素视角认识物质的“个性”,即认识物质的性质与组成物质的元素种类、元素形态(化合价、相邻元素的结合方式、分子中元素间的相互作用等)密切相关[6]。对于简单的化合物或单质,元素组成对于物质的性质甚至起着决定性的作用。具体为:(1)物质元素组成上的细微差别,会引起物质性质上的巨大差异。如氧化铝、氢氧化铝、铝盐虽然都含有铝元素,但因元素组成不同而其性质不同;氧化钠、氧化铝、氧化铁,虽然都是氧化物,但由于组成氧化物的金属元素不同,其性质不同。(2)组成物质的元素种类相同但其形态不同,物质性质不同。如氢氧化铁、氢氧化亚铁虽然含有相同的组成元素,但由于其中铁元素的价态不同,两者的性质不同。二是从元素视角认识物质的“共性”,即认识基于物质元素组成可以将纯净物进行分类,基于物质类别认识同类物质具有相似的性质,如氧化铜、氧化铁都是金属氧化物,它们都能与盐酸发生反应。

从元素的视角认识物质间的转化,就是要以元素为核心,认识含有同种元素不同物质之间的转化规律,建立某一元素的不同物质之间的联系,形成相应的知识结构,这包括两方面:一是同一元素相同价态不同物质间的转化,如al2o3—al(oH)3之间的转化、Fe2o3—FeCl3—Fe(oH)3之间的转化等;二是同一元素不同价态物质之间的转化,如Fe—Fe2+—Fe3+之间的转化。

借助表1中的思考框架,可以帮助学生建立研究物质性质、研究物质间转化的基本思路与方法,即通过实验的方法,从物质分类、氧化还原角度来认识物质性质[7]。具体地说,从金属(或非金属)、氧化物、碱(或酸)、盐等物质类别所具有的通性预测某个具体物质可能具有的性质,从物质所含元素的化合价角度预测物质是否具有氧化性或还原性,然后通过实验进行验证。对于同一元素不同物质间的转化,依据金属(或非金属)、氧化物、碱(或酸)、盐等物质所具有的性质确定实现不同类别物质之间的转化途径,依据反应物与生成物中核心元素有没有价态的变化,确定是否是氧化还原反应等。

2以“元素观”为导向明确学习的层次及其关键所在

新课程中无机元素化合物知识的内容及其功能价值发生了明显的变化。以“金属及其化合物”为例,《普通高中化学课程标准(实验)》在化学1主题3“常见无机物及其应用”中所列内容标准为:“根据生产、生活中的应用实例或通过实验探究,了解钠、铝、铁、铜等金属及其重要化合物的主要性质,能列举合金材料的重要应用”[8]。传统的教学注重元素化合物知识的识记,新课程主张实施以化学观念建构为本的教学,强调要超越具体的事实性知识发展学生的深层思维,增进学生对化学知识的深层理解,由此需要思考,在元素化合物知识的教学中到底需要教给学生什么?

从发展学生“元素观”的角度看,化学1阶段选择以钠、铁、铝、铜为金属元素的典型代表,其学习内容[9]可分为三个层次:一是学习金属及其化合物知识,这是学习内容的第一层次,属于事实性知识。具体包括:在初中学习的基础上进一步了解几种典型金属的性质,如认识金属钠的活泼性等,发展对金属元素及金属单质性质的认识。学习相应金属的重要化合物(包括氧化物、氢氧化物及盐等)的性质,如铝的氧化物和氢氧化物具有两性、利用FeSo4溶液滴加少量naoH溶液生成的Fe(oH)2在空气中可转化成Fe(oH)3等事实的学习,认识铁元素的变价性以及不同价态之间的转化等,发展对金属化合物的类别、性质的认识。了解金属材料(合金、稀土金属)及其应用等。二是在“金属及其化合物”知识学习的同时,增进对物质性质与组成元素(种类、价态等)的关系、同一元素不同物质间转化关系的理解,丰富和发展对“元素观”的认识,这是学习内容的第三层次,属于观念性知识。三是要形成对上述内容的认识,需要学习相应的研究物质性质、研究物质间转化的基本思路与方法,这是学习内容的第二层次,属于方法性知识。第一层次的学习内容,是短期可以达成的学习目标。后两个层次的学习内容,属于较远期目标。其中较为关键的是要帮助学生建立“研究物质性质、研究物质转化的一般思路与方法”,这是引领学生从事实记忆走向观念建构的重要桥梁。

3从促进学生“元素观”认识的角度组织教学内容

从人教版化学1教科书[10]的编排看,元素化合物知识按“金属及其化合物”、“非金属及其化合物”分类编排,其中“金属及其化合物”依次分为金属的化学性质、几种重要的金属化合物、用途广泛的金属材料三方面内容。就其中的“几种重要的金属化合物”而言,教科书选取钠、铝、铁、铜4种元素(以前三者为主),按照氧化物、氢氧化物、盐分类进行讨论。这样的编排重视从物质分类的角度学习含有不同金属元素的同类物质及其反应,沟通了不同金属元素化合物的“横向”联系,能够引导学生基于物质类别认识同类物质的性质及反应规律。但需要指出的是,由于缺乏元素周期律知识基础,关于含有不同金属元素的同类化合物性质的学习不能从结构出发进行推断或解释,而主要是基于从实验现象出发进行分析和总结,学生的学习仍然处于事实的记忆层面。并且这样的编排割裂了含同一元素不同物质之间的“纵向”联系,不利于学生建立对同一元素不同物质间的转化关系的认识。为此,教学时需要对教材内容进行重组与再加工。

教学内容的组织大致包含两层含义,一是以“元素”为核心构建教学单元,如“几种重要的金属化合物”,可以按照“钠的重要化合物”、“铁的重要化合物”、“铝的重要化合物”来展开,每一教学单元均涉及氧化物、氢氧化物、盐等物质类别,这样可兼顾元素化合物知识的纵、横联系;二是课堂教学内容主线的构建,以第二层次学习内容为目标,考虑在具体知识如“钠的重要化合物”、“铁的重要化合物”、“铝的重要化合物”等教学中,是以研究物质性质为主,还是以研究物质转化为主,这体现了两种不同的教学思路[11]。前者注重以具体物质性质的预测与验证为线索,在学习物质性质的同时,学习研究物质性质的思路与方法。如“铝的重要化合物”教学思路可以设计为:以生产、生活中常见的铝的重要化合物为素材引入课题预测al2o3的性质、设计方案进行实验验证,认识al2o3具有两性实验探究al(oH)3的性质,认识al(oH)3具有两性反思与提升,总结研究物质性质的思路与方法。后者以实现具体物质的转化为线索,在探讨物质转化的过程中认识物质的性质,学习研究物质及其转化的思路与方法。如“铁的重要化合物”教学思路可以设计为:由铁单质制得的化合物有+2价和+3价之分,将含铁物质进行分类,引出本节课的学习任务探究相同价态铁的不同化合物之间的转化[如请设计实验实现下列转化:FeCl3Fe(oH)3;FeSo4Fe(oH)2]探究不同价态铁的物质之间的转化(如请设计实验实现Fe2+与Fe3+间的转化,并进行实验验证)反思与提升,总结研究物质及其转化的思路与方法。需要说明的是,究竟选择哪种教学思路,需要同时考虑知识内容特点和学生的认知基础与发展需要,以实现学科知识逻辑与学生认知逻辑的有机整合。

总之,将元素化合物知识的教学重心从事实性知识的识记转向对更为根本的化学观念(元素观)及其认识思路与方法的理解,一方面是基于对元素化合物知识的核心内容及其教学价值的理解,另一方面是出于在教学中要让学生思维发展、化学观念的形成与知识学习协调同步的综合考虑。发展学生从元素视角认识物质及其转化的教学探索,旨在以元素为核心,通过实验的方法,从物质分类、氧化还原角度帮助学生建立认识物质性质、物质间转化的基本思路。在指导学生运用化学知识解决或解释生产和生活问题的过程中,通过反思与内化,将知识形成与应用的过程体验转化为学生解决实际问题的方法与能力。这值得深入研究。

参考文献:

[1]朱志江.必修1“元素化合物”内容教学困难成因及对策[J].中学化学教学参考,2012,(7):36~38.

[2][6]宋心琦.高中化学课程标准指导下的元素化学教学问题[J].化学教学,2008,(9):1~4.

[3][7]王磊,胡久华主编.必修课教与学——化学[m].北京:北京大学出版社,2006:17~19.

[4]梁永平.论中学生化学元素观的建构[J].化学教育,2007,(11):10~15.

[5]何彩霞.围绕“化学元素观”展开深入学习——以“水的组成”教学为例[J].化学教育,2013,(4):36~39.

[8]中华人民共和国教育部制定.普通高中化学课程标准(实验)[S].北京:人民教育出版社,2003:11.

[9]何彩霞.以化学观念为统领设计教学活动——对“弱电解质的电离”教学课例的再研究[J].化学教育,2013,(1):16~18.

有机化合物的化学性质篇8

【关键词】比较教学法概念有机化学研究性学习教学设计

【中图分类号】G712【文献标识码】a【文章编号】1674-4810(2013)11-0173-02

一前言

何为有机化学的比较法教学?简言之,就是将两种或两种以上的化合物结合在一起进行教学,找出其分子结构中的相同点和不同点,通过比较、鉴别,使学生掌握知识的一种教学方法。比较思维是一种创造性思维活动中常见且行之有效的思维方法。采用比较法进行教学,其目的就是注重培养和发展学生的比较思维能力,让学生学会将所接触到的看似孤立的知识协调起来,并进一步加工处理,从而构建逻辑化、系统化的知识结构。有机化学主要研究有机化合物的结构、性质、合成及相互联系的变化规律等。而有机物的种类多,性质复杂,结构上的微小差别,在性质上的表现会大相径庭,有机化学最重要的规律是“结构决定性质”。

对于药学系列专业的学生来说,有机化学对于后续课程的学习、对于专业能力的培养有着非常重要的地位。因其是专业课药物化学、药剂学、药物商品学等后续课程的基础,专业的综合知识与素质又要求学生具备根据药物的分子式分析处方是否存在不合理的用药配伍。所以,对于“结构决定性质,性质反映结构”的有机化学核心思想必须内化在他们的知识系统中。

二在基本概念上的教学

所谓概念,就是反映客观事物的本质属性的思维形式,把同类事物的本质共性集中起来,加以概括形成的。在教学过程中,灵活运用比较思维法,诱导学生辨析貌似不同实有联系的问题,可促使学生准确地掌握概念的本质,且印象深刻,事半功倍,不容易遗忘。

三对官能团结构进行分析

所谓官能团是指能决定一类有机化合物的化学特性的原子或原子团。有机化学理论认为,有什么样的官能团就有什么样的性质。那么,在学习药物化学的过程中,我们只要分析化合物的结构特点,就可以知道它们的性质,以及避开那些不合理的药物配伍了。也就是说,如果能够理解“结构决定性质”这一有机化学的核心思想,那么在后续课程的学习中,知识的迁移会变得较为容易。

我们仍以碳碳单键、双键、三键为例,通过它们在结构上的比较来分析理解官能团的结构如何影响化合物的性质。

六利用比较法指导学生进行研究性学习

比较教学法的目的在于从引导学生发现问题、分析问题入手,着重培养他们的思维能力;研究性学习的目的也主要是培养人的思维与逻辑能力,两者有着共性;对于药学系列专业,后续课程药物化学、分析化学等,在一定程度上可以看做是有机化学的延伸。所以,我们可以通过课堂练习与课后习题,对不同类别的药物,在有机化学的教学平台上进行研究,既可加深对有机化学知识的理解,也可培养学生解决实际问题的职业能力。

七结束语

在教学过程中,应根据教材的内容、教学目标和学生的认知水平与特点,灵活运用对比教学法,循序渐进,以便使学生能够更好地认识事物的现象和本质,达到相应的教学目的。以下是进行比较教学时应该注意的几个方面:

第一,比较的目的要非常明确,每组比较的对象及内容不宜太多,否则学生很容易对所讲述的各对象和内容产生混淆,从而造成识记障碍。

第二,要考虑教学内容之间有无可比性,勿生搬硬套。一般而言,在同类物之间进行比较,简单明了,也容易达到预期效果,但是进行迁移比较时,因为是进行不同类之间的比较,抽象性较强,所以在教学过程中,如果不将它们之间的某一相同的属性或特征清楚地提取出来,并加以强调,则会让学生感到不知所云,甚至会造成思维混乱。

第三,在详细分析比较之后,应引导学生进行必要且有效的归纳总结,使其概括思维能力和抽象思维能力得到充分发展,否则就不可能达到理想的教学效果,甚至会增加学生的学习负担。

第四,运用比较教学法要讲究科学性,不应追求形式。在运用比较法进行教学时,应认真且合理地进行教学设计,这样才会真正有助于学生认知、识记及思维能力的培养。

有机化合物的化学性质篇9

关键词:有机化学高考学习方法

引言:有机化学是中学重要内容之一,是学学有机化学的奠基石。从近几年来高考的化学试题研究发现,有机化学试题的分值都在20分以上。然而相比较无机化学知识而言,有机化学内容相对较少,学时数也较少,对于中学生来说,掌握的程度相比无机化学要差一些。那如何更好的学习有机化学呢?

一:近几年高考卷有机大题的分析,了解有机化学试题的考查动向

通过查询2010年至2013年高考卷,归纳出有机化学的主要考查知识点主要为:反应方程式,反应类型,同分异构体,结构简式,官能团名称,有机物名称等。四年来考查知识点相对固定。2008年开始,江苏卷出现有机合成路线设计流程图题型,一直沿用。上海卷在2012年后将此作为新增考查点,2013年浙江卷将此作为新考查点。

有机合成路线设计不仅能准确考查学生对典型有机物性质及其转化关系的掌握情况,更能考查学生对于信息的迁移和加工能力,同时也全面反映学生思维的质量。所以成就了高考难点之一。

二:通过高考题,寻求有机化学学习的方法

(2013浙江.28)某课题组以苯为主要原料,采取以下路线合成利胆药-柳胺酚,回答下列问题:

(1)对于柳胺酚,下列说法正确的是:

a.1mol柳胺酚最多可以和2molnaoH反应B.不发生消化反应

C.可发生水解反应D.可与溴发生取代反应

(2)写出aB反应所需的试剂(3)写出BC的化学方程式

(4)写出化合物F的结构简式

(5)写出同时符合下列条件的F的同分异构体的结构简式(写出3种)

①属酚类化合物,且本换上有三种不同化学环境的氢原子②能发生银镜反应

(6)以苯和乙烯为原料可合成聚苯乙烯,请设计合成路线(无机试剂及溶剂任选)。

在这些考点中,第(1)(2)(3)小题考查要求不高,一般考试得分较为理想。然而学生得分率较低的为(4),(5),(6)小题。因此,要想顺利的拿下这类高考题,我们就需要有一个相对完整的有机知识体系的认识。

1.掌握有机化合物的官能团与化学性质的关系,构建基础知识体系。

化学学习的基本思路是:结构决定性质,性质反映结构。在有机物结构中,官能团是决定有机化合物化学特性的主要因素。常见官能团的特殊化学性质[1]:(1)能使溴水褪色的物质可能含有碳碳双键,碳碳三键或酚羟基;(2)能使酸性高锰酸钾褪色的物质可能含有碳碳双键,碳碳三键,醛基或酚羟基;(3)能发生银镜反应或与新制氢氧化铜煮沸后生成砖红色沉淀的物质一定含有醛基。(4)能与na反应放出H2的物质可能含有醇羟基,酚羟基,羧基。(5)能与na2Co3溶液作用放出Co2或使石蕊试液变红的含有羧基.(6)能与FeCl3溶液显紫色的有机物中含有酚羟基。(7)能水解的有机物中可能含有酯基,氯代烃,肽键。(8)能发生消去反应的为醇或卤代烃。

有机化合物之间的化学反应,主要发生在官能团以及与官能团相连的碳原子上。因此,在对有机化合物的学习的认识过程中,尤其要注重对官能团结构特征的认识,掌握了官能团部位在反应中的变化,就掌握了该反应的实质。利用规律,对知识点加以重组和迁移。比如利用官能团性质,可以将单官能团合成多官能团的物质,将小分子有机化合物合成高分子有机物。掌握有机化学结构和性质的关系,就能融会贯通将各种官能团进行相互转化,形成结构化的知识网络,从而对有机化学有个整体认识,提高有机化学的学习效率。

2.掌握有机物分子式变化规律,突破同分异构体的书写和数量判断。

同分异构体是中学化学教学中的重点,也是高考必考的一个难点。在教材中所讲的有关同分异构体的知识简单,但在高考中提出了更高的要求。通常对于同分异构体的知识点考查时都带有限制条件,我们可以通过以下方式来做出判断。

①熟练掌握各种官能团的特殊性质。这点就有赖于前面基础知识构建体系的稳固性。

②掌握同分异构体的书写规律。同分异构体的异构方式主要为:构造异构和立体异构。中学阶段重点考察构造异构。而构造异构体主要分为(1)碳骨架异构。比如CH3CH2CH2CH3,CH3CH(CH3)CH3.(2)取代基或官能团位置异构.比如CH3CH2CH2Cl与CH3CH(CH3)Cl(3)官能团异构。如同碳原子数(n>2)时,饱和一元醛和饱和一元酮互为同分异构体,饱和一元酯和饱和一元羧酸互为同分异构体。

在高考中对于同分异构体的数量判断,通常是三种异构规律的综合考察,稍有不慎,容易遗漏。为防止遗漏,可以采用“定二议一”法。比如先将官能团,取代基或官能团位置固定为相同,进行碳骨架异构,再在同一种同分异构体中进行官能团异构,最后进行取代基或官能团位置异构。在2013年浙江这道高考有机题的第(5)小题中,我们可以写出以下同分异构体:

3.掌握有机合成设计的方法,实现有机物合成目标

对于简单化合物的合成,通常可以采用类比法来设计合成路线。但如果有机物结构复杂,步骤多,就不得不掌握合成路线设计的策略和技巧[2]。

(1)逆向合成法:就是从需要合成的目标分子出发,按一定的逻辑推导原则,推出目标分子的前体,再逆向推出该前体的前体,连续逆推下去。直至推导出简单的起始原料。

(2)合成路线设计流程图。在逆推过程中,往往需要把目标分子的某些键切断,得到两个或更多碎片。通过碎片找到相应的试剂分子。把逆推和切断倒过来,运用与碎片相对应的试剂在一定条件下进行反应就是合成路线。

(3)合成设计流程图遵循的原则。①使合成步骤尽可能少②应有合理的切断依据③涉及到官能团时,在新官能团处切断,得到原官能团④遵循最大程度简化原则。如在分子中央处切断,在有支链处切断,利用分子对称性切断。

在上述2013年浙江高考题中,第(6)小题的合成路线可以采用逆向推理法,即为:

所以聚乙烯的合成设计路线流程图如下所示:

有机合成路线设计题由于很好的契合了高考能力考查的要求,预计将成为高考的必考题型。虽然能力要求较高,但是只要我们掌握其特点和分析方法,科学训练,勤于总结归纳,定能“啃”下这块硬骨头。

总之,在有机化学的学习过程中,我们应该多积累基础知识,寻找有机物之间类似或转化的规律,构建有机化学反应及不同官能团的网络知识结构体系,有助于我们更好的学习有机化学。

参考文献:

有机化合物的化学性质篇10

>>一道高考有机化学推断题的启示有机化学高考选择题的分类例析探究高考有机化学的解题方法新课程高考有机化学试题中拓展性信息的研究谈有机化学新信息题破解策略浅析有机化学推断与合成题《有机化学基础》模块高考复习策略有机化学高考特点及复习建议高考有机化学复习策略浅谈有机化学在中学化学教学中的指导作用透过高考有机化学试题,看有机化学学习方法以考查结构观为核心的有机化学竞赛题谈中学有机化学推断题的教学策略突破有机化学题的一些误区利用甲醛的特殊性巧解有机化学题有机化学推断题的几种解题对策有机化学推断题的解题策略及解题突破例析高考中有机化学知识的考查高考中有机化学的复习策略有机化学共振论教学思考常见问题解答当前所在位置:中国>教育>论指导高考有机化学信息题的备考论指导高考有机化学信息题的备考杂志之家、写作服务和杂志订阅支持对公帐户付款!安全又可靠!document.write("作者:杨少秋梁晓燕")

申明:本网站内容仅用于学术交流,如有侵犯您的权益,请及时告知我们,本站将立即删除有关内容。摘要:SoLo分类评价理论是以测量学生高级思维为目的的新兴的质性评价方法。文章将探讨如何运用SoLo分类评价理论于高考有机化学信息题的备考,通过案例说明如何利用该理论进行教学过程性诊断及提出相应的教学模式。关键词:SoLo分类评价理论;有机化学信息题;高考备考中图分类号:G632文献标识码:B文章编号:1002-7661(2014)22-379-02

一、SoLo分类评价理论

SoLo(StructureoftheobservedLearningoutcome)分类评价理论意为“可观察的学习结果结构”。该理论的五种思维结构,具体内容如下:(1)前结构水平:学习者不具有回答该问题的能力。(2)单一结构水平:学习者只能联系与该问题相关的单一事件,找到一个线索就立即得出结论。(3)多元结构水平:学习者采用越来越多与问题相关的事件,但事件之间是相互独立的,并不能将它们整合起来。(4)关联水平:学习者能将答案的各部分内容整合起来,使之具有统一的结构和意义。(5)进一步抽象水平:学习者把前面得到的整体概念化到更高的抽象水平,或推广这个结构到一个新的主题或领域。

二、SoLo分类评价理论在高考有机化学信息题备考中的应用

《考试说明》在对思维能力要求的界定中提出:对中学化学应该掌握的内容,能融会贯通。将知识点统摄整理,使之网络化,有序地存储,作“意义记忆”和抽象“逻辑记忆”,有正确复述、再现、辨认的能力。

2010-2014连续五年广东省高考理科综合卷化学部分都对有机化合物的性质和应用进行了考查。每次知识点的呈现均以信息题的形式,用崭新的有机物作为载体进行考察,考察了有机化合物的性质,更考察学生的推理逻辑及归纳抽象能力。

而在实际教学中,教师难以确定学生现有的思维发展水平。SoLo分类很好解决了这一难题。SoLo分类通过对现有反应水平和目标水平的诊断,将维果斯基的“最近发展区”的概念具体化。教师根据学生的反馈情况,可判断学生所处的思维发展阶段并改进教学。本文试图运用SoLo分类评价理论应用于有机化学高考信息题的设计与评价,对学生进行合理思维分层,进一步用于高考有机化学的复习。

例1烃与氧气反应

环节1

【教师活动】求1mol乙烯完全氧化可以消耗氧气的物质的量,生成二氧化碳与水的物质的量。

【学生活动】根据乙烯与氧气的反应方程式,算出所消耗氧气的物质的量,

【设计意图】学生只需调用已知知识作答,如果学生能正确作答表明已达到单一结构水平。

环节2

【教师活动】思考1mol丙烷、1mol丁炔分别完全与氧气反应的消耗的物质的量,生成二氧化碳与水的物质的量。

【学生活动】分别算出各物质所消耗氧气的物质的量,生成二氧化碳与水的物质的量。

【设计意图】答案涉及多个方面,能准确地进行多个物质相关的物质的量的计算,表明学生已达到多元结构水平。

环节3

【教师活动】试分析以上三个方程式中,回答一下问题:

1、所生成二氧化碳、水的物质的量受烃中什么元素的影响;

2、1mol各物质所消耗氧气物质的量与生成二氧化碳、水物质的量有什么关系。

【学生活动】利用二氧化碳、水作为中介,找出烃中碳、氢元素的物质的量与氧气的比例关系。

【设计意图】学生需要将收集到的知识串起来思考才能解决问题,能够正确完整回答该问的学生思维水平较高,处于关联水平。

环节4

【教师活动】求1mol某烃CxHy完全燃烧所需要的氧气的物质的量。

【学生活动】得出CxHy~(x+y/4)o2的规律。

【设计意图】避开使用具体数字,结论具有开放性,学生必须形成逻辑归纳,形成烃类完全燃烧的通式,对该问题的理解发展到质变的飞跃,此时学生达到进一步抽象水平。

【高考链接】

2010年广东卷30(节选)固定和利用Co2能有效地利用资源,并减少空气中的温室气体。Co2与化合物Ⅰ反应生成化合物Ⅱ,与化合物Ⅲ反应生成化合物Ⅳ,如反应①和②所示(其他试剂、产物及反应条件均省略)。

(1)化合物Ⅰ的分子式为,1mol该物质完全燃烧需消耗molo2。

【解题方法】这小题属于有机物的常规考查题。化合物Ⅰ属于烃,根据碳四个价键,可以推出分子式为C8H8,运用环节4得出的关系式,求得1mol该物质完全燃烧需消耗

10molo2。

例2《卤代烃――水解反应》复习

环节1

【教师活动】请写出溴乙烷与naoH水溶液反应方程式。

【学生活动】CH3CH2Br+naoHCH3CH2oH+naBr

【设计意图】学生只需调用已知知识作答,如果学生能正确作答表明已达到单一结构水平。

环节2

【教师活动】请写出氯丙烷、溴丁烷与naoH水溶液反应方程式。

【学生活动】写出对应方程式

【设计意图】答案涉及多个方面,能准确地写出对应方程式,表明学生已达到多元结构水平。

环节3

【教师活动】试分析以上三个方程式中,回答以下问题:

找出断键部分;

2、比较断键前后的改变。

【学生活动】通过找出断键部分及前后变化,找到卤代烃水解反应的相同点与不同点。

【设计意图】学生将收集到的知识串起来思考才能解决问题,能够正确完整回答该问的学生思维水平较高,处于关联水平。

环节4

【教师活动】请总结书写卤代烃水解方程式的方法。

【学生活动】根据卤原子找到断键部位,按照水解的原理,用羟基进行取代。

【设计意图】避开使用具体物质论,学生只有具备足够的逻辑推理与归纳能力,才能对问题的理解上升到抽象水平。

【高考链接】

2013年广东卷30(节选)脱水偶联反应是一种新型的直接烷基化反应,例如:

(2)化合物Ⅲ(分子式为C10H11C1)可与naoH水溶液共热生成化合物Ⅱ,相应的化学方程式为______。

【解题方法】这小题属于有机物的常规考查题,考查反应方程式的书写。根据“化合物Ⅲ(分子式为C10H11C1)可与naoH水溶液共热生成化合物Ⅱ”,可以推断出

化合物Ⅲ的结构简式是。化合物Ⅲ与naoH水溶液反应属于卤代烃与naoH水溶液发生的水解反应,根据环节4所得结论推出其化学方程式为:

+naoH+naCl

三、小结

高考有机化学试题是高考的重点也是热点,其共同点是以信息题的形式出现,取材新颖,考察灵活,从多角度考查知识与能力。加强对有机化合物的性质和应用等知识的复习及注重能力的培养对高考备考有着重要的意义。