對高中化學(xué)中有機(jī)化學(xué)的反應(yīng)原理探討

（湖南省長沙市南雅中學(xué) 湖南長沙 410000）

引言

有機(jī)化學(xué)又稱為碳化合物的化學(xué)，是研究有機(jī)化合物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、制備方法與應(yīng)用的科學(xué)。在高中階段，有機(jī)化學(xué)的內(nèi)容相對并不復(fù)雜，但反應(yīng)原理理解和學(xué)習(xí)往往對很多高中生造成困擾，筆者在學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)，有機(jī)化學(xué)的反應(yīng)原理雖然看似復(fù)雜，但存在有跡可循的規(guī)律，本文以筆者自身學(xué)習(xí)成果為核心，對高中化學(xué)中有機(jī)化學(xué)的反應(yīng)原理進(jìn)行分析。

一、高中化學(xué)中有機(jī)化學(xué)反應(yīng)原理學(xué)習(xí)的難點

1.內(nèi)容抽象

有機(jī)化學(xué)最主要的特點是研究對象更加復(fù)雜，筆者在學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)，化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)存在多種方式，且每種方式的反應(yīng)條件和過程、結(jié)果都是不盡相同的。碳元素的存在使化學(xué)反應(yīng)的過程變得更加復(fù)雜，而且不同有機(jī)物的反應(yīng)中，碳元素的參與度也存在區(qū)別，有些反應(yīng)中碳元素甚至不會參與，這導(dǎo)致整體學(xué)習(xí)的抽象性明顯增加，筆者的部分同學(xué)在學(xué)習(xí)中也表達(dá)了理解有機(jī)化學(xué)抽象知識的難度。

2.跳躍性強(qiáng)

跳躍性在化學(xué)學(xué)習(xí)中十分常見，解題、新知識學(xué)習(xí)、化學(xué)原理分析都牽涉到一些帶有跳躍性的內(nèi)容。如筆者在鹵代反應(yīng)的學(xué)習(xí)中，發(fā)現(xiàn)光照條件、烴基位置、鐵的催化作用、反應(yīng)位置（苯環(huán)位置）等知識內(nèi)容都明顯缺乏關(guān)聯(lián)性，這些知識既是對此前無機(jī)化學(xué)的延伸，也是高中階段一些反應(yīng)原理、催化作用、反應(yīng)條件的綜合參考。如果高中生對其中某些環(huán)節(jié)的掌握不牢固，或者未能有效將不同知識串聯(lián)起來，學(xué)習(xí)上的難度必然較大[1]。

3.部分試驗無法進(jìn)行演示

在高中化學(xué)學(xué)習(xí)中，筆者發(fā)現(xiàn)有機(jī)化學(xué)與無機(jī)化學(xué)的典型差異是實驗條件控制的復(fù)雜性，由于很多化學(xué)實驗對實驗條件存在嚴(yán)格要求，有機(jī)化學(xué)在演示的過程中面臨實驗條件控制較難的問題，無法在常規(guī)情況下演示，導(dǎo)致高中生學(xué)習(xí)困難。比如成醚反應(yīng)，醚類材料可進(jìn)行堿性開環(huán)反應(yīng)、酸催化的開環(huán)反應(yīng)、碳氧鍵斷裂反應(yīng)等實驗，但這些實驗的過程難以觀察，且實驗過程中使用的酸類物質(zhì)、堿類物質(zhì)帶有一定危險性，演示困難，高中生的學(xué)習(xí)也受到困擾。

二、高中化學(xué)中有機(jī)化學(xué)的反應(yīng)原理

1.加成反應(yīng)

有機(jī)化學(xué)反應(yīng)原理中，最常見的是加成反應(yīng)，該部分的學(xué)習(xí)也是高中化學(xué)學(xué)習(xí)的重點之一，筆者在學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)，加成反應(yīng)的反應(yīng)原理實質(zhì)就是分子式的壓縮，雖然反應(yīng)條件復(fù)雜、多變，但原理是固定的，即有機(jī)物分子中雙鍵、三鍵或醛基等兩端的碳原子或氧原子，與其他原子或原子團(tuán)直接結(jié)合生成新的化合物的反應(yīng)。在該部分知識原理的學(xué)習(xí)中，筆者曾與同學(xué)進(jìn)行過討論，大部分同學(xué)學(xué)習(xí)時習(xí)慣于通過條件排除的方式逐步接近核心知識。但筆者發(fā)現(xiàn)，加成反應(yīng)的反應(yīng)對象有明顯的規(guī)律，即反應(yīng)物中往往包含氫氣、水、鹵素單質(zhì)以及鹵化氫等物質(zhì)，比如乙烯和水在強(qiáng)酸高溫條件下發(fā)生反應(yīng)，生成乙醇。氫氣、水、鹵素單質(zhì)以及鹵化氫等物質(zhì)存在與反應(yīng)過程中，是典型的有機(jī)物分子反應(yīng)重組，原理明確。

2.消去反應(yīng)

消去反應(yīng)在高中有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)中難度較大，筆者的很多同學(xué)經(jīng)過多次分析、討論也難以有效理解該反應(yīng)的原理，也有的同學(xué)嘗試應(yīng)用化學(xué)平衡理論進(jìn)行解析，結(jié)果也不夠理想。筆者在學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)，消去反應(yīng)與取代反應(yīng)不同，只有部分鹵代烴或醇類能夠滿足消去反應(yīng)的一般要求。該反應(yīng)的基本原理是有機(jī)物（滿足條件的）在一定的反應(yīng)條件下消除一個小分子結(jié)構(gòu)，包括水分子、雙鍵不飽和化合物、三鍵不飽和化合物等。比如醇的消去反應(yīng)、鹵代烴的消去反應(yīng)，筆者在學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)，這一類反應(yīng)需要有效了解反應(yīng)物中的氫原子、碳原子情況，鹵代烴、醇一般都不會出現(xiàn)消去反應(yīng)，溴苯、苯酚的結(jié)構(gòu)比較特殊，相連碳原子的鄰位碳原子上有氫原子，但苯環(huán)的良好穩(wěn)定性也可能控制消去反應(yīng)[2]。

3.取代反應(yīng)

取代反應(yīng)在高中有機(jī)化學(xué)反應(yīng)原理中較為常見，包括硝化反應(yīng)、成醚反應(yīng)、酯化反應(yīng)等多種類型，結(jié)合文獻(xiàn)資料和自身學(xué)習(xí)經(jīng)驗，筆者認(rèn)為不同的取代反應(yīng)原理上帶有相似性，學(xué)習(xí)時需要抓住基本反應(yīng)規(guī)律。比如硝化反應(yīng)，其基本原理實際上是有機(jī)物的部分原子或原子團(tuán)完全被硝基取代。成醚反應(yīng)的基本原理則是各類醇類內(nèi)部脫水發(fā)生取代。酯化反應(yīng)的基本原理是醇類與羧酸或無機(jī)含氧酸出現(xiàn)相互取代、結(jié)合。在學(xué)習(xí)的過程中，上述原理帶有一定抽象性，可以結(jié)合生活中的化學(xué)變化加強(qiáng)理解，比如烹飪魚類時，往往需要添加料酒和食醋，去除魚的腥味，烹調(diào)過程中，會產(chǎn)生香甜的氣味，這是乙醇（料酒）和乙酸（食醋）發(fā)生酯化反應(yīng)、釋放乙酸乙酯的緣故。其他反應(yīng)也可以在生活中尋找到類似的現(xiàn)象。本質(zhì)上看，高中有機(jī)化學(xué)反應(yīng)原理學(xué)習(xí)并不復(fù)雜，只要抓住其基本規(guī)律，就能取得較好的學(xué)習(xí)效果。

結(jié)語

通過分析高中化學(xué)中有機(jī)化學(xué)的反應(yīng)原理，獲取了相關(guān)理論內(nèi)容。筆者在高中學(xué)習(xí)中多次受到無機(jī)化學(xué)知識的困擾，與有機(jī)化學(xué)相比，無機(jī)化學(xué)的抽象性和跳躍性更強(qiáng)，而且很多試驗無法在常規(guī)環(huán)境下演示、學(xué)習(xí)。總體來看，有機(jī)化學(xué)的反應(yīng)原理涵蓋加成反應(yīng)、消去反應(yīng)、取代反應(yīng)三個方面，了解反應(yīng)原理后，學(xué)習(xí)會相對輕松許多，可作為高中生后續(xù)學(xué)習(xí)的借鑒和參考。