科學構建基本觀念高效學習有機化學

安徽省界首一中　張登堃

科學構建基本觀念高效學習有機化學

安徽省界首一中張登堃

高中有機化學的重點內容只有烴及烴的衍生物，其內容不多，各物質間聯系緊密且知識非常系統，比無機化學要容易接受和掌握。但是，不少同學抱怨有機化學難學，成績也上不去。究其原因，是沒有掌握有機化學學習的要領。學習有機化學，我們不但要記憶很多的知識點，還需要具有較好的形象思維能力和較強的邏輯推理能力，更要構建重要的化學基本觀念。基于此，針對同學們學習有機化學必備的基本觀念，總結一些學習有機化學的方法與大家共享。

化學基本觀念是化學思想的精髓，也是學習化學必須具備的基本知識。從化學研究的對象看，最能體現化學學科特點和核心內容的觀念是元素觀、微粒觀、分類觀、轉化觀、結構觀和實驗觀等，它們共同構成研究物質的認識視角。

1.元素觀和微粒觀。元素觀和微粒觀主要是為了認識物質宏觀的組成：化學物質是由元素組成的，宏觀物質是由微觀粒子構成的。物質種類是多樣的甚至無限的，但其組成元素是有限的，構成各種物質的基本微粒是統一的分子、原子和離子等。針對鹵代烴而言，按照元素觀，其組成元素一定含C、X（X為F、Cl、Br、I等），一般還有H；按照微粒觀，其構成微粒一般是分子，屬于分子晶體。對于有機物，一般都要從以下幾方面掌握其組成結構（以C2H5Br為例）：

分子式 C2H5Br H H電子式:: H:C:C:Br: : H H :::結構式H—C—C—Br H︱H︱H︱H︱結構簡式CH3CH2Br

2.分類觀。化學物質和化學變化是多種多樣的，不論是化學物質還是化學變化，都可以按照一定的標準進行劃分。對物質及其變化進行分類，不僅有利于對物質及其變化的研究，而且有利于抓住物質及其變化的本質。分類是化學研究的一種重要方法，分類的思想是中學化學中的一種最基本的、最重要的思想方法。它可以幫助我們整體把握學科知識體系、理解學科基本概念和系統掌握化學各板塊知識，所以它在中學化學的學習中有著極其重要的作用。有機化學中分類觀主要包括有機物分類和有機化學反應分類。

（1）有機物分類，就是歸納物質的共性，為推測“陌生物質”的性質服務。物質分類的依據：根據物質之間的共同點和差異性，把研究的對象分為不同種類的邏輯方法。一般來說，凡是歸為同一類的對象，它們必然在質上有共性，必然有質的內在聯系，歸為不同類的對象必有質的差異性。即同類物質具有相似點，這些“相似點”包括：物質的組成、物質的結構、物質的性質、物質的其他特征等。有機物分類以結構為基礎、以官能團為依據，如鹵代烴分類：

（2）有機化學反應分類，是以化學鍵變化（反應機理）為基礎、以有機反應特征為依據的，如鹵代烴水解反應和消去反應的比較：

注：X代表的是鹵族元素。

3.結構觀。該觀念主要涉及物質的組成與結構、性質與用途等方面的內容：物質的結構決定其性質，物質的性質反映其結構；物質的性質影響它在自然界中的存在、用途；物質化學結構的變化必然引起物質性質的變化，物質變化中反映出來的化學反應特征和性質，又有助于認識和確定其結構。

有機化學的中心問題就是研究結構與性質的關系。從化合物的結構特征出發，可以很好地理解有機化合物的主要性質特征（包括物理性質和化學性質）。結構決定性質是有機化學中的重要結論，可以運用其研究許多問題，如鹵代烴的性質與結構的關系：

在學習有機化學的過程中，最關鍵的環節是掌握各類有機化合物的結構，抓住結構與性質相對應這條主線。有機化合物的結構是決定化合物性質的內在因素，不同類型的化合物，結構特征不同，表現出的性質（化學性質、物理性質）也不同。同類化合物（如同分異構體）在相同的條件下發生同類型的反應，但是反應物的構造或結構不同，反應的結果就不同。例如鹵代烴：①（CH3）2CHCH2CH2Cl、②（CH3）3CCH2Cl是同分異構體，但由于結構不同，將①、②均放入KOH乙醇溶液中并加熱，①能發生消去反應，②則不可以。

在這里還需特別指出的是，以前在學習無機化學時，對于一個化學反應的發生，我們只注意反應物與試劑在一定的條件下相互作用，得到產物。而在有機化學的學習中，我們還要知道一個化學反應的發生是沿著什么途徑，怎樣進行的，這就是所謂的反應機理。同一化合物與同一個試劑反應，因為條件不同，反應的主產物不同，這是由于反應發生的方式和進行的途徑不同，即反應機理不同：

項目取代反應消去反應反應物CH3CH2BrCH3CH2Br反應條件NaOH水溶液、加熱NaOH乙醇溶液、加熱斷鍵C—BrC—Br，C—H（相鄰）生成物CH3CH2OHCH2=CH2

4.運動觀。運動觀也被稱為變化觀或轉化觀，強調將化學運動（變化）作為七大基本運動之一來看待，并強調化學運動是有規律的。其主要內容有化學反應就是原子的重新組合，它的本質是舊化學鍵的斷裂與新化學鍵的形成；化學變化是有方向和限度的，許多化學反應都能夠自發進行；化學變化是有規律的，質能守恒是化學變化中的一個普遍規律。

在學習每一類有機物時，牢牢把握其能發生的反應過程（即反應機理）是關鍵，如：發生化學反應時，鍵在何處斷？鍵在何處連？反應條件是什么？反應類型是什么？這些都要理解并深刻記憶，然后運用類比、遷移等思維方法來分析問題。如已知某陌生有機物的結構式，你就可根據存在的官能團來分析它應具有的性質——看到醇羥基就應想到乙醇的性質，看到酚羥基就應想到苯酚的性質……在寫化學方程式時嚴格按其反應機理如法炮制，即常說的照葫蘆畫瓢。

在學習有機化學的過程中，除了要掌握各類有機物的性質、用途外，更重要的是要掌握有機物之間的相互轉化關系，理清知識間的聯系，形成知識網絡，達到對知識融會貫通的目的。如重要烴及烴的衍生物之間的相互轉化關系可表示為CH≡CH→CH2＝CH2→CH3CH3→CH3CH2Cl→CH3CH2OH→CH3CHO→CH3COOH→CH3COOCH2CH3

學習有機物的相互轉化，不僅要掌握轉化過程的反應方程式、反應類型，更要理解轉化過程與物質性質、制備、用途的關系。

5.實驗觀。化學實驗是化學學科最重要的實證研究方法。同時，運用化學實驗進行實證的過程，也是對物質及其變化規律進行化學實驗探究的過程，因而對發展科學探究能力具有重要作用。化學實驗是化學學科賴以產生和發展的基礎。對于化學實驗的巨大作用，我們應在化學學習過程中通過各種途徑、手段和策略去認識、感受和領悟。

有機化學實驗，其目的是讓我們牢固掌握有機化學實驗的基本技能和基礎知識，正確選擇有機化合物的合成、分離、提純的方法，并讓我們及時掌握簡單有機合成、分離的手段。有機化學實驗，還可以培養我們分析、解決問題和獨立思考、獨立工作的能力。此外，有機化學實驗能加深對有機化學基礎理論和基本概念的理解，達到理論與實踐緊密結合的目的。