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有机化合物的化学性质

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有机化合物的化学性质范文第1篇

关键词:有机化学;临床医学;教学效果

在临床医学专业的课程设置中,有机化学是一门重要的基础理论课程。对有机化学知识的掌握直接为后续专业课程如生物化学、药理学等学习奠定了理论基础。在提高有机化学教学效果方面,值得借鉴的方法有很多[1-8]。但在实际教学中我们仍然发现,许多学生在学习有机化学时经常会出现听不懂,听懂了但记不住,记住了但不会做题的现象,致使学习效果不理想,进而产生一定的厌学情绪。分析原因主要有以下三个方面:一是有机化合物的种类比较多,且各种化合物官能团的结构特征也各不相同,特别是对一些立体结构的认识更是难上加难;二是每一种有机化合物通常都有不同的化学性质,致使部分同学在面对大量的有机化学反应时总感到无从下手;三是有机化学本身就属于一门理论性较强的学科,特别是对反应机理的推导和认识,一些同学虽然花了很大功夫去死记硬背但效果甚微。针对以上问题,笔者在十年的教学实践中一方面不断借鉴一些成熟有效的教学方法,另一方面也积极探索尝试一些新的教学方法和技巧,旨在为提高教学效果贡献自己的微薄之力。

1前后对比联系,基础知识清晰化

有机化学学习中有两个最基础也是最重要的知识点———化合物的种类和命名。常见的有机化合物往往是根据官能团进行分类的。有机化合物的官能团很多,看似彼此孤立,实则联系密切。经过前后对比不难发现学习有机化合物的顺序往往也是一个组成元素逐渐增多、官能团结构逐渐复杂的一个顺序。烃类有机物主要由C、H组成,包括烷烃、不饱和烃、脂环烃、芳香烃等,官能团主要和碳碳键(如单、双、三键等)有关。醇、酚、醚类主要由C、H、O组成,官能团主要以极性的碳氧单键(羟基、醚氧键)为特征。醛、酮类仍然是由C、H、O组成,但官能团是极性的碳氧双键所组成的羰基。羧酸类化合物虽然也是由C、H、O组成,但官能团却是以碳氧单键和碳氧双键共同组成的羧基。有机胺类物质主要由C、H、N组成,官能团主要是结构与NH3分子类似的氨基、亚氨基等。氨基酸则由C、H、O、N组成,官能团包括羧基和氨基。至于糖类及代谢中的辅酶等物质需结合杂环化合物的结构进行学习。掌握了这样一个规律之后,学生对各类化合物的认识也就大致有了个轮廓,再学习起来也就容易一些。我校临床医学专业所使用的教材是由吕以仙主编、人民卫生出版社出版的《有机化学》,该教材中各类有机化合物命名在每一章中单独进行讲解,其中系统命名法是要求学生重点掌握的。由于不同化合物之间的系统命名规律完全相似,为加深学生对该知识点的理解和认识,笔者在教授烷烃类化合物时就对系统命名法进行高度概括和归纳。先将命名原则总结为三大步骤:第一步选主链;第二步给主链编号;第三步确定支链。除了在选主链和给主链编号时注意把握“主官能团”优先考虑这一原则之外,确定支链的办法对于所有的链状化合物来说基本上都是完全相同的。然后再以学生比较熟悉的烷烃、烯烃、醇等几类化合物的命名为实例,,这样一来,学生对命名通则的理解和认识就变得容易了。环状化合物的命名也可以参考之。掌握了构造式的命名之后,再讲到后面的顺/反异构、对映异构体的命名时,重点放在构型的判断上,再加上相应构造式的名称就可以了。

2搭建分子模型,抽象结构形象化

在有机化学的教学中,有关碳原子的杂化类型、顺反异构及对映异构等立体异构体的概念,常常会让学生感到既枯燥又难懂。采用多媒体授课方式,虽然可以将这些抽象的概念较为生动且直观地展现出来[9-10],但对于一些空间思维较差的同学来说理解起来总还是有难度。故而可以考虑使用传统的教学工具———球棍模型,再借助问题教学法[11]进行辅助教学。例如,在讲解对映异构现象时,可以分成以下几个步骤进行:(1)让学生分成几个小组自己动手搭建2-丁醇分子的球棍模型(见图1,结构式1),再任意互换2-位碳上的两个基团后又得到一个2-丁醇的分子模型(结构式2),此时让学生思考这两个分子模型是否完全相同?能否完全重合?当学生发现这两个看似相同的分子模型不能完全重合时,及时向学生强调这是一种立体异构现象,结果表明结构式1和结构式2为不同的化合物;(2)使用完全相同的办法引导学生搭建2-丙醇的分子模型,根据2-丁醇和2-丙醇分子结构之间的差异引出“手性碳原子”的概念;(3)引导学生将结构式2在竖直方向沿着底平面旋转180°,这样得到的结构式3和结构式2实则为同一种化合物,然而结构式3和结构式1明显具有相互照镜子的关系,这种分子就称为“手性分子”,结构式1和结构式3之间互称为“对映异构体”。经过这样一步一步动手搭建模型,同学们不但对这种立体结构有了一定的认识,而且对其中所涉及到的基本概念也会理解比较透彻。在建立了对映异构体的概念之后,再利用多媒体教具对2-丁醇的球棍模型进行投影,并根据课本上的要求按“横前竖后”的原则引出Ficsher投影式的书写要点,引导学生顺利地将立体结构向平面式进行转化。最后,利用前面所搭建的两种不能重合的2-丁醇分子模型,讲解“方向盘法”所确定的R/S构型。对有兴趣的同学还可根据立体构型和Ficsher投影式之间的转换关系,总结直接利用Ficsher投影式判断R/S构型的方法。这样逐步引导学生充分利用手中的分子模型,从简单到复杂,环环相扣,在掌握与对映异构相关的基本概念的同时,也对这种立体异构体的特征留下了深刻的印象。

3紧扣结构特征,化学性质生动化

有机化学课程的学习重点就是掌握各类有机化合物的结构特征和性质特点,由于有机化合物种类繁多,各类化合物的性质又各不相同,因此学生在学习有机化学时总感到内容多、共性少,既难学又难记。如果我们在重点分析官能团的结构特征之后能因势利导,让学生尝试自己根据官能团的结构特征推断这类化合物可能表现出来的化学性质,将会有利于学生对各类有机化合物化学性质的记忆。比如在讲有机胺类物质这一章的内容时,首先以大家熟悉的氨分子结构特征(三角锥型)为例,当氨分子中的氢不同程度被烃基取代之后就得到不同结构的伯、仲、叔胺,而这种取代并没有破坏氮原子本身所含有的孤对电子,由此让学生对此类化合物的化学性质进行简单的推理:(1)按照路易斯(Lewis)酸碱理论,孤对电子将赋予胺类物质碱性,而氮原子上所连接的取代基必将会影响到其供电子性,即碱性强弱;(2)孤对电子的存在使胺类物质具备了亲核试剂的结构特征,可以与卤代烃、酰卤、酸酐、酯等发生亲核取代反应;(3)当氮原子上连接有苯环时,会发生p-π共轭效应,使苯环电子云密度增加,有利于苯环上亲电取代反应的进行。这样先通过简单的推理,使学生对胺类化合物的化学性质有一个大致的认识,然后再进行具体讲解学生就比较容易接受了。在有机化学的学习中,对反应机理的理解也是学生普遍遇到的难题。对于临床医学专业学生,教材中所涉及的反应机理都只是进行简单的推理[12],即使这样,大部分学生还是搞不清“亲电”和“亲核”是怎么回事。经过多年的实践教学,笔者在讲解反应机理时,首先会引导学生观察此类化合物官能团的结构特征可能会引起什么反应?如果反应可能带来什么产物?接着给学生重点介绍一些实验事实,根据实验事实再引导学生分析具体反应过程。比如,在讲苯环的亲电取代反应时,先让学生根据苯环上碳原子的sp2杂化特征判断出苯环存在共轭效应,共轭大π键的存在使环平面上下都有密度较大的电子云分布。而外界试剂在进攻这样的“富”电子结构时势必是“亲电”的过程,再加上苯环共轭结构的稳定性,最可能发生的就是取代氢的反应。所以苯环上发生的化学反应从机理上来说是亲电取代反应。这样通过摆事实,讲道理的方法引导学生自己进行合理的推断,加深其对化学性质和反应机理的理解和认识非常有帮助。

4理论联系医学,授课内容趣味化

我校为临床医学等医学相关专业所开设的有机化学通常都安排在大学一年级第二学期,对于接触医学专业课较少的一年级学生来说,还意识不到学习有机化学的重要性,这也是他们在思想上对有机化学学习不够重视的主要原因。笔者在平时的授课中,一般会利用上绪论课的时间向学生介绍有机化学与人体疾病、遗传变异等的密切联系,以及有机化学与医学、分子生物学之间的相互影响、促进和发展,激发学生从专业的角度对有机化学有个较为客观的认识。在学习各类有机化合物时,遇到与医药关系密切的结构就适当进行展开,拓宽学生的知识面。比如在讲到顺反构型时,以临床上广泛使用的己烯雌酚为例,其反式构型与天然激素分子相似,具有较强活性,可用于对某些妇科疾病的治疗;而顺式构型却因为药效低而不能药用。在讲到羧酸的酸性时,以早期临床上普遍使用的抗生素青霉素为例,先将青霉素的结构呈现给学生,然后让他们思考青霉素为什么常常是以钠盐或钾盐的形式存在?等同学们发现是利用其羧基成盐的性质改变溶解性时,又进一步提问学生为什么做成粉针剂现配现用,而不是直接做成注射剂?引导学生发现结构中的四元环,这样又把前面所学习过的小环不稳定性复习了一遍。除此之外,平时还可以通过网络资源或和专业课教师多交流,也可以多读一些与医学基础相关的书籍,积累与有机化学相关的基本医学知识,在教学中将有机化学内容与医学知识相互融会贯通。这样的教学方式,不但可以达到增加学生对有机化学学习兴趣的效果,同时还能充分让学生认识到有机化学与医学之间的紧密联系,从思想上重视有机化学。两者相互促进,共同提高学生的学习效率。每当看到学生一脸恍然大悟的表情,以及逐渐露出的笑脸,作为老师也会感到收获满满。总之,有机化学教学是一个长久的、不断探索、不断进步的过程,以上所谈到的几点仅仅是笔者在多年教学实践中的一点经验和总结,对激发学生的学习积极性和提高教学效果均有一定的帮助。在今后的教学实践中我们还需不断努力,改进教学,为培养高质量的医药卫生人才打下坚实的基础。

参考文献

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有机化合物的化学性质范文第2篇

[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。

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(Baeyer A von)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(Berzelius J J)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・hler F)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范文第3篇

有机化学课程是工科院校一些专业的基础课,学习此门课程很重要。但随着教学调整,学时数在减少,针对少学时有机化学课程,我们在课程内容整合、教学手段多样化、实验内容选择等方面进行改革初探,使学生拥有会学习有机化学、学好有机化学的能力,也可以提高少学时有机化学的教学质量。

关键词

少学时;有机化学;教学改革

有机化学课程是化学类相关专业非常重要的一门基础课程。有机化学课程主要研究有机化合物来源、组成、结构、制法、性质、用途及其相关理论等问题,是许多有关学科的理论基础或技术基础。因此,学好有机化学对学习有关专业知识非常重要。

一、课程内容的革新

1.注意与高中所学相衔接

有机化学是螺旋式上升的课程,在新的课程标准中高中有机化学主要是让学习者初步掌握有机化学的基本知识,了解有机化学研究的基本方法,认识有机化学知识在日常生活和社会发展中的重要作用和意义。然而,本科有机化学则是在高中有机化学的基础之上进行一定的升华,学生得到一个完整的认识过程,使知识系统化。理论部分是在中学的基础上加以提高,在理论教学过程中,充分引用生活中常见的与有机化学相关的现象与实例,扩展和改变学生的思维,将理论与实践联系起来并应用于实践。

2.注意课程内容的取舍

有机化学发展到今天,其内容面广点深,绝不是短时间内可以掌握的和了解的,更不可能在如此少的学时内完成这一任务,这也要求我们在教学内容上采取少而精的原则,突出重点、难点,对于简单而必须了解和掌握的学生必须学会自学。从内容上分为基本理论和知识、主干内容(饱和烃、不饱和烃、卤代烃、醇酚醚、醛酮,羧酸等)。基本理论包括绪论里的内容(共价键的知识、杂化理论),还有命名,异构现象,电子效应、结构和表征,基本性质等。主干内容包括各类有机化合物的化学性质。每一类化合物中必有一个特征反应,或是亲电取代、或是亲电加成,或是亲核取代,或是亲核加成,这个和官能团的结构有着密切的关系,也是这一类化合物首先要掌握的反应。其次有的一类化合物还有氧化还原反应、α-H的反应,氧化、还原等等也是必须要学会的反应。还有的一类化合物独有的反应必须要着重讲明,如卤代烃和金属镁的反应。有的还要结合所讲专业的特点将某个章节重点突出讲解,以达到学习有机化学的目的。有些知识可以略讲或留给学生自学,如物理性质、聚合反应,等等。

3.注重教材选择

教材是学生学习的重要资源,课堂学习的参照,教材的重要性不言而喻。目前,工科类有机化学教材很多,我们选用的是天津大学高鸿宾主编的《有机化学简明教程》第二版,这本书增加了一些与有机化学相关的在生产和生活方面有实用价值的内容,与专业相关性连接紧密。我们学院还自己编写了习题集《有机化学导学》,这些习题结合上课内容,对学生针对性的联系很有帮助,实际效果良好。

二、实验教学的改进

工科的有机化学实验课时也较少,所以所做实验一定要突出有机实验基本操作、有机化合物合成的基本步骤、提纯的方法,为了更好的达到实验效果,就需要在有机化学实验教学中渗透创新性能力的培养。我们将实验教材中提到的知识点逐一加以分析,选择能够包含这些知识点的连续合成实验代替原有化合物的性质操作练习,以合成产物作为下一步合成的原料,此实验方案解决了长期以来学生对有机化学实验兴趣不高的现实,学生每步的实验过程都是最终产品的一个重要组成部分,强化了有机实验过程的逻辑性,使学生主动了解实验过程,分析实验成败与得失,在过程中不仅学习了实验基本操作,更以系统的观点掌握有机化学实验的要点。任课教师要不断提高自身的教学能力,加强实验教学的研究,提高实验教学质量。理论课老师兼带实验的模式可以跟好地将理论与实践相结合,在理论课上讲授基本原理,在实验过程中教师可以引导学生自行设计更优的实验方法,使学生的创新性思维得以发展。

三、授课方法的改革

苏霍姆林斯基说过:“不能使学生参与是教师的最大过失。”这就是说,只有教学过程中多与学生互动,才能引起学生对教学内容的高度关注,才能有兴趣去关心现实问题。在课堂教学中,可以适时向学生提问,或提出问题与学生共同讨论,用启发性的语言诱导学生的思维活动,使学生根据教师讲授的线索进行独立思考,开展积极思维活动,真正成为主体。启发式教学是以充分调动学生的主观能动性为教学指导思想的教学活动,启发式教学方法是现代大学教学方法的主要特征。启发式教学强调教师在教学中最大限度地调动学生的思维和学习的自觉性,引导学生融会贯通地掌握知识、培养发现问题、分析问题、解决问题的能力。

第一,在每章开始前把该章的教学目的、重点、难点明确告诉学生。在讲授时,对重难点讲深讲透,根据有机化学的特点辩证施教。学习有机化学需要抓住以下几点并联系起来看问题。一是结构决定性质,性质反应结构。所以知道化合物的结构至关重要,也要深入并用自己的语言来理解价键理论、杂化轨道理论等重要理论。二是官能团的定义。官能团是活泼的容易发生反应的原子或基团。有机化学课本都是根据官能团分类的结果来分配成相关章节讲解的,所以每一章中官能团首当其冲会发生反应。三是有机化学反应就是旧键的断裂和新键的生成。一定要看反应的部位和有机化合物中主要的碳原子的去向。四是电子效应(诱导效应、共轭效应和场效应)、立体效应。这两个效应是以影响有机化合物的结构和有机化学反应的重要因素,考虑问题时需要时刻考虑的。五是有机化学稳定性原理,从反应物到中间体再到生成物,越稳定越容易反应。

第二,短学时的课程注重知识间的衔接、对比和总结。烷烃、烯烃和炔烃是铺垫章节,重点让学生掌握sp、sp2、sp3杂化:有机化合物中主要的原子是碳原子,它都是杂化了以后去形成化合物的。不饱和烃、芳烃和卤代烃要深深理解官能团的特征反应(亲电取代、亲核取代、亲电加成和亲核加成)的意思。芳烃由于共轭效应形成了芳香大π键,所以虽有双键不容易加成而是取代的特殊一章,此章总结性讲解,五个化反应,一取代到二取代,二取代到三取代。卤代烃和醇,醇和酚,酚和芳烃,醛酮和羧酸及其衍生物中有相似的化学性质,可以对比着讲解。

第三,课堂中渗透学习有机化学反应的方法,学习起来就会变得容易很多。抓住官能团及其附近是容易发生反应的部位,再看旧键新键的变化、碳原子的去向以及一些规则就可以很好的记住化学反应方程式。第四,遇到上节课有重要的化学性质或理论时,都会回忆上节课所学习的内容,形式可以多样化,比如让学生回答上节课所学内容或者针对上节课的重点做几道相关的习题,并给学生进行打分制,记录到平时成绩里,这样可以使得学生关注每节课所讲的知识,使学生的知识由感性上升到理性,由分散到系统化、完整化,完成教学上的又一次升华。

总之,通过几年的有机化学教学,我们逐步探索出了一套少学时有机化学课程的教学规律和方法,优化了教学内容,改善了课堂教学效果,提高了有机化学的教学质量,取得了较好的效果。当然,有机化学的教学建设与改革仍在不断地向前发展,需要我们不断地提高教学水平,研究和分析少学时课程教学规律仍将是我们提高教学质量的一项重要工作。

作者:杨卉 李松波 郝燕 王延铭 单位:内蒙古科技大学化学与化工学院

参考文献:

[1]李龙,乌云.谈现阶段高中有机化学与本科有机化学的教学衔接[J].科教文汇,2013,(09).

有机化合物的化学性质范文第4篇

食品研究的主要对象如糖类、蛋白质、淀粉等都是天然有机化合物,食品加工过程中使用的各种助剂和添加剂如保鲜剂、香精香料、甜味剂、防腐剂等大多数为合成有机化合物。食品科学与工程专业主要培养食品的营养健康、食品卫生与安全性评价、食品质量控制及食品加工方面的专门人才。有机化学是食品科学与工程专业重要的基础课,有机化学知识的掌握程度将直接影响学生对该专业后续的食品化学、生物化学、食品原料学、食品分析等课程的学习。该校食品科学与工程专业近年来以高鸿宾主编的《有机化学(第四版)》作为教材,并根据专业特点,在教学过程中融入食品类与有机化学相关的知识及教学案例。在教学过程中学生反映该课程有机化合物数量庞大难于记忆,有机化学反应机理和规律复杂不好理解,知识零散不好学习等。结合多年的教学经验,课程组对教材内容进行合理的优化,以官能团为主线进行讲解,并将各类化合物有机的融合在一起,将基本理论和反应机理合理的分散。使学生在掌握有机化学基本概念和基本理论的同时,理解所学知识与专业的结合应用。注重有机化合物分子结构和性质及结构与化合物性质之间的相互关系,各类有机化合物之间的联系及转化方式。将经典有机化学知识与食品科学特色知识合理的结合,如将动植物油脂内容在烃类中引入,将保鲜剂、香精香料、甜味剂、防腐剂的化学性质、合成及应用在相关章节中均做必要讲解。虽然涉及内容不够全面和深入,也是学生感受到有机化学课程对食品类专业的重要性。适当的增加食品有机化学相关内容,组织一些专题讨论,鼓励学生查阅相关资料后进行自由讨论,使学生理解有机化学知识在食品类专业的应用。

二、精选教学案例,培养学习兴趣

案例教学法是将理论与实际相联系,将本专业的相关实际问题精选出来,根据课程特点进行组织分析、讲解并探讨的一种教学方法。有机化学应用于食品科学与工程专业的教学案例很多。近年来,食品安全问题层出不穷,三聚氰胺、地沟油、增白剂、瘦肉精、塑化剂等给人类生命健康造成了重大威胁和伤害。三聚氰胺俗称蛋白精,是一种化工原料,添加到牛奶等食品中能提高蛋白质的检出量,但不等同于蛋白质。2008年7月至今已使1000多名婴儿患泌尿系统结石,危害极大。面粉中增白剂有效成分是过氧化苯甲酰,对上呼吸道和皮肤具有强烈的刺激性和致敏作用。塑化剂又称增塑剂,广泛用于高分子材料如塑料的加工,结构达百余种,某些结构类似于荷尔蒙,又称“环境荷尔蒙”,其中应用最广泛的是邻苯二甲酸酯类化合物。长期食用塑化剂会造成内分泌失调、生殖系统异常、甚至引起畸胎和心血管疾病,塑化剂污染目前已成为重大的食品安全问题。添加于食品中的增稠剂羧甲基纤维素钠和β-环糊精等,抗氧化剂叔丁基羟基茴香醚(BHA)、二丁基羟基甲苯(BHT)、叔丁基对苯二酚(TBHQ)、没食子酸丙酯(PG)等,防腐剂苯甲酸及其盐类、山梨酸及其盐类、对羟基苯甲酸的酯类等均为人工合成的有机化合物,不合理使用或滥用会对人类生命健康造成影响。将一些与食品密切相关的有机化学知识经过认真梳理后渗透进不同的章节,不但可以提高食品类专业学生对有机化学学习重要性的认识,还可以培养学生学习有机化学的浓厚兴趣。合理的安排与专业相关的教学案例,在教学过程中取得了良好的教学效果,使学生深刻理解到了作为食品科学类专业的基础课与后续专业课有密切的关系,还使学生平时利用有机化学知识去研究和探索食品卫生和食品安全等方面问题。

三、改革实验教学,加强能力培养

以前有机化学实验内容不分专业特点,均是通用实验,针对性不强。通过对该校食品科学与工程专业有机化学实验教学效果调查,发现有学生反映实验内容与食品专业关系不大,学生实验过程中不愿思考,学习兴趣不高。针对这种情况,该校有机化学课程组认真对有机化学实验内容进行了探索性的优化,在安排2~3次实验讲解有机化学实验基本知识、培养实验基本操作能力之后,其它实验均选取与食品专业相关内容。苯甲酸、苯甲酸乙酯、苯甲醇、薄荷酮、肉桂酸等均是食品中常用的防腐剂、香料和食品添加剂的合成中间体,在讲解这些化合物用途的基础上,在实验中安排学生制备这些化合物。从胡萝卜中提取β-胡萝卜素、从茶叶中提取咖啡因、从花生仁中提取花生油及从牛乳中提取分离酪蛋白和乳糖实验的开设,使学生对天然有机化合物及其提取分离方法有了更深刻的认识。在综合与应用实验中安排了香料洋茉莉醇和葵子麝香的合成,也有学生做了葡萄糖酸锌的制备。通过实验教学一系列探索和改革,逐渐形成了以实验基本理论和基本技能为基础,以物质制备和提取分离为主线,结合食品科学与工程专业相关内容为特色的,专业性较强的有机化学实验教学新体系。这一新的实验教学体系极大地提高了学生学习兴趣,提高了教学质量和学生专业技能的培养。

四、改革考核方式,注重过程监督

有机化合物的化学性质范文第5篇

coo是酯的官能团。官能团,是决定有机化合物的化学性质的原子或原子团。常见官能团烯烃、醇、酚、醚、醛、酮等。有机化学反应主要发生在官能团上。

化学(英语:Chemistry)是一门研究物质的性质、组成、结构、变化、用途、制法,以及物质变化规律的自然科学。化学与工业、农业、日常生活、医学、材料等均有十分紧密的联系。

(来源:文章屋网 )

有机化合物的化学性质范文第6篇

1对羰基结构的阐述

对于一个有机化合物来说,它的性质由其结构决定,而化合物分子中的官能团又决定着它的主要性质。因此,当针对某一类有机化合物进行教学活动时。首先要对它所含的官能团进行分析。对结构分析得越是透彻,学生对性质的理解也就越深入,由于醛酮类化合物中的官能团是羰基,下面首先对它的结构进行分析:1.1组成羰基的碳氧原子成键方式及特点羰基中的碳和氧原子均采用sp2杂化,碳上的三个sp2杂化轨道与其他三个原子(包括氧)形成三个σ键,它们之间的夹角接近于120°,这三个原子同处于一个平面上,因此,醛酮分子在羰基部分是扁平的,碳原子剩下来的一个p轨道和氧的一个p轨道重叠起来形成一个π键,与碳的三个σ键组成的平面垂直,氧原子上还有两对孤电子对未参与成键。因此,羰氧双键是由一个σ键和一个π键组成。另一方面由于碳的电负性(2.5)和氧的电负性(3.5)相差较大,导致这个碳氧双键是一个极性键,其中氧为负端,碳为正端。1.2与其他有机化合物的对比和区别为了加深学生对羰基极性的理解,在课堂教学时,笔者将C=O双键、C-O单键和C=C双键三种官能团,通过数据进行对比讨论。首先比较C=O双键和C-O单键,由于在学习醛酮时,已经完成了醇醚类化合物的学习,因此在论述碳氧双键的极性时,很自然地就引出一个问题:C=O双键与C-O单键到底哪一个极性更大?这个问题如果仅通过比较的原子的电负性是无法解答的,但通过键长和偶极矩数据比较就很容易解决,其数据如下:C=O双键的键长约为121pm,偶极矩(甲醛)为7.7×10-30C•m;C-O单键的键长约为143pm,偶极矩(甲醇)为5.7×10-30C•m。从数据中看出C=O双键的偶极矩大于C-O单键,但C=O双键的键长更短。根据偶极矩的公式μ=q.d,我们就可以得出结论在C=O双键中电荷的分离程度大于C-O单键,因此,C=O双键与C-O单键在性质上也存在很大的差异。当然导致这个差异的原因就是来自于组成羰基的碳和氧杂化态不同(C=O双键中C和O都是sp2杂化,而C-O单键中都是sp3杂化)。其次,C=O双键与C=C双键的比较,C=O双键中C和O形成π键的方式虽然与C=C双键相同,但由于O的电负性比C大,因此C=O双键的是个极性键,而C=C键则完全是非极性键。进而使得醛酮和烯烃表现出完全不同的性质。

2抓住结构,阐述醛酮的物理性质

对于有机化合物的物理性质,除了要求掌握化合物的光谱性质外,一般要求学生掌握的是熔沸点的变化规律及水溶性,根据官能团的极性及是否能形成氢键的能力,可以引导学生不仅学会比较同类化合物的变化规律,同时推导出一些不同类化合物的变化规律。就醛酮来说,除了熔沸点随着分子量的增大而增大外,根据官能团的极性C=O>C-O>C=C,以及分子内不存在氢键的结构特点,推导出对于相似分子量的化合物,醛酮的溶沸点大于醚大于烃类化合物但小于醇。

有机化合物的化学性质范文第7篇

关键词:烃的衍生物,教材的编排依据,教学效果

 

众所周知,零碎的、片断的知识,是不易掌握和容易遗忘的,只有懂得了知识的内在联系,形成网络,才能牢固掌握所学的知识。因此,在教学过程中,让学生知道教材的编排依据,对学生学习和掌握知识是有好处的。

我院化学课程选用的是苏州大学出版社的《实用化学》,在“有机化合物”这一章的第二节“烃的衍生物”在教材中,共涉及到九类烃的衍生物,这一节在教材中是有机化学知识的重点,但每一类烃的衍生物的化学性质和有关化学方程式又比较多。因此,对学生学习和掌握本节内容带来了一定的困难。那么本节的教材编排依据是什么呢?各类衍生物之间又有什么联系呢?这往往是学生容易忽视的。同样,如何教好本节内容,对于教师在教学过程中也是难点所在。如果教师在授课过程中能抓住教材的编排依据,用“一条主线”将各类衍生物的知识联系起来,这对学生学习和掌握本节内容是十分有益的。

在“烃的衍生物”一节中的九类衍生物,从表面上看各物质之间没有什么联系,实际上教材的编者在编写教材时是将九类烃的衍生物的顺序按照各种衍生物之间的相互联系、可以相互转化这条主线编写的。所以,我在分析和理解编者的编排教材意图之后,将本节烃的衍生物化学性质之间的联系,相互转化关系总结于一图(见下页)

说明:每一箭头上所表示的“+”号,是指该物质加在反应物上,“-”号是指该物质加在生成物上,“+”、 “-”号之间指反应所需要的条件。如:

一、图的特点:

1、将零碎的、片断的知识总结成为内在联系、形成网络的知识,将“烃的衍生物”一节九类衍生物归纳于一图,除了及个别化学方程式无法总结于图内,其它所有的化学方程式都总结于此图。该图对教师的授课,学生的学习、复习和记忆都有较大的指导和帮助作用。

2、此图不仅能表示出各类烃的衍生物的化学性质,而且还列出了各类烃的衍生物的工业制法。论文参考。论文参考。例如图中所列的乙醛(CH3CHO),教材中讲述了乙醛共有两种化学性质(a、加成反应,b、氧化反应)和三种工业制法(a、乙醇氧化法,b、乙烯氧化法,c、乙炔水化法),在此图中可以看出乙醛的结构三个指出的箭头即两种化学性质(加氢还原成醇,银镜反应和费林反应)和三个指向箭头即三种工业制法。这对学生复习、掌握烃的衍生物的化学性质和工业制法起到了一目了然的作用。

二、初步效果:

本学期,我在三个平行班讲授本节内容时,采取了不同的教学方法,A班按教材的内容逐节讲授,没有揭示烃的衍生物性质的内在联系,B班和C班直接讲此图的部分内容,揭示烃的衍生物之间的内在联系,本节结束时将此图完善,对这三个班用不同的方法讲授,得到的初步效果为:

1、A班学生在学习过程中反应较慢,理解和记忆死板,课堂气氛不活跃,始终由教师牵着走。而B班和C班的学生在学习过程中反应敏捷,各类烃的衍生物的性质,工业制法以及它们之间的关系能在大脑中建立联系网,学生学习主动,课堂气氛活跃。论文参考。由此可见,这种教学效果对教师的教和学生的学都起到了较大的推动作用。

2、采用了按教材编排依据,讲授此图的方法教学受到了B班和C班大多数学生的欢迎,用这种方法教学,使学生解除了以为学习烃的衍生物的性质就象学习无机化学中元素及其化合物的性质那样枯燥无味的偏见,提高了学习“烃的衍生物”的兴趣,使学生知道了烃的衍生物的化学性质不是孤立的,而是有内在联系和相互转化的,同时对学生复习本节内容起到了抛砖引玉的作用。例如,B班和C班的学生在复习期间,只要对教材精读一、两遍,即可拋开课本,只理解和记忆此图,就能全面掌握本节内容,使学生的成绩有较大的提高。我在讲“烃”的一节时,没有揭示各类烃的内在联系,该节结束时三个班的测验成绩差别不大,但在“烃的衍生物”一节学习结束后,三个班的测验成绩相差较大,由下表可以看出其教学效果。

 

有机化合物的化学性质范文第8篇

【关键词】有机化学 教学研究 教学设计

一、有机化学教学研究现状

1.对有机物内在规律的研究

目前,有些文章总结了脱水反应常见的几种类型及其存在的规律;也有一些文章总结了有机物燃烧存在的规律及应用。例如,潘伟巧妙地将有机化学的反应整理成通俗易懂的歌诀,希望能够提高学生有机化学的学习效率;周利斌指出有机物结构十分复杂,一定要掌握好有机物的命名,他对有机物的命名作了一些具体分析,希望能够解决学生学习中存在的困惑。

2.对有机化学实验的研究

邝代治等人讨论了现代教育技术以及“绿色化学”的理念,对有机化学实验开始采用多媒体进行辅助教学,并探讨了“绿色化学”理念下,对有机化学实验教学课件进行创新设计应遵循哪些原则;冯银富针对有机化学实验教学,分别运用了实验法、问卷调查法以及访谈法等,进行了调查,调查结果显示学生对比能力、观察能力和缺乏必要的自我监控能力是导致问题出现的主要原因,同时教师自身的问题也对实验功能的发挥存在一定的影响,并在此基础上提出了有机化学实验教学的相关策略。

3.对有机化学学习方法的研究

白成娥等指出作为中学化学的一个重要知识点,有机物也是高考的重点,她总结了加成反应、取代反应、加聚反应、缩聚反应、消去反应、氧化反应以及显色反应,希望可以帮助提高学生对有机化学的学习兴趣;高志农等人指出在有机化学中,取代基效应与化合物自身的物理性质、反应活性、酸碱性以及反应的类型、速度等有密切关系,如果熟知官能团的特性,就可以利用取代基效应将一系列有机化合物的物理性质和化学性质有机地结合起来,更加利于学习和掌握。

二、有机化学中的科学观念

1.实验观

1828年,德国著名化学家弗里德里希・维勒经过艰辛探索,最终发表了《论尿素的人工合成》,维勒认为这是借助人力从无机物中制造出有机物的一项成功范例,对当时占据重要统治地位的“生命力论”产生了重要冲击,成功动摇了“生命力论”的根基。他指出不论是在氰与氨的反应、氰酸与氨的反应或氰酸银与氯化铵的反应中,氰酸最终都在实验室里变成了尿素。维勒合成尿素的成功范例表明探究一切物质的性质和组成的最科学合理有效方法就是进行实验。

2.分类观

化学研究基本观念之一就是分类的思想,在有机化学的主要研究历程中,分类的观念最初体现在“基团”的学说中,基的学说就是物质分类观的具体体现,其不仅在一定程度上改变了对复杂有机化合物的认识,而且简化了处理方法。如果再深入研究,可以根据各种原子团之间的异同与亲疏关系,在族与族之间建立起一定的联系,这样就可以把所有的有机化合物建立起井然有序的联系。这是一个非常大的进步,有机化学能够成为具有科学体系的学科,也就是从这时起步的。

3.转化观

化学实质上是一门研究物质转化的科学,物质的存在并不是静止不动的,而是彼此之间相互转化的。有机化合物的碳与碳之间是以共价键相连的,因此有机合成相对来说比较困难,常常要用加热、加催化剂、光照、加压等反应条件。19世纪20年代起,化学家不断合成各种功能各异、性能卓越的有机物,有机合成化学飞速发展。20世纪70年代以后,有机合成的新领域开始迅速发展,一些新的方法与理论如反应机理、构象分析以及各种物理方法等方面的进展,对有机合成化学的发展起着极大的推动作用。

三、科学观念为本的有机化学教学策略

1.充分应用教材,发挥知识优势

教师首先要对本学科的知识结构有很好的了解与掌握,知识结构的构建是培养学生科学观念的重要基础,学科知识结构中都隐含着重要的科学观念。有机化学的学习主线就是官能团及其转化,所以教师在教学时不仅要让学生很好地领会知识结构,还要引申并强化“物质结构决定物质性质,物质性质决定物质用途”这一化学观念。教学过程中,教师把现行的有机化学知识与有机化学发展史结合起来,帮助学生理解和掌握有机化学知识,形成良好的科学态度和科学价值观等,以达到全面提高学生科学素养的目的。

2.设计合理教学方式,增加科学体验活动

在科学观念的形成过程中,科学探究的学习方式具有不可替代的作用。新课程积极倡导探究学习,重视实验,只有在实验中才能让学生真正体验到有机化学反应的多变性与复杂性,只有通过对反应生成物的分析、实验条件的控制,才能使学生摆脱真正摆脱“理想实验”造成的狭隘的物质转化观,学会综合分析问题、解决问题的能力。

3.拓宽渠道,用好各种教学资源

现代媒体技术的飞速发展,使信息渠道也变得更加通畅,教学中多多借助于网络资源,可实现有机化学教学置于生产、生活中,可以变抽象为形象,还可以打破课堂教学的空间与时间限制。此外,有机化学与我们的生活息息相关,教师在教学过程可把具体的化学知识与社会生活相联系,为学生创设一个参与交流与表达的机会,增强对有机化学的学习兴趣。

【参考文献】