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学法指导:有机化学的学习方法

来源:作者:刘艳香 点击:所属专题: 有机化学
有机化学是中学化学的一个重要组成部分,由于其种类繁多、结构复杂、与生产生活联系密切,使之成为中学化学的难点,会考、高考的热点,其学习的方法又与无机化学的学习有明显的不同之处。 一、结构决定性质──学习有机化学的法宝 结构决定性质,性质反映结构在有机化

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有机化学是中学化学的一个重要组成部分,由于其种类繁多、结构复杂、与生产生活联系密切,使之成为中学化学的难点,会考、高考的热点,其学习的方法又与无机化学的学习有明显的不同之处。

 一、结构决定性质──学习有机化学的法宝

结构决定性质,性质反映结构在有机化学中表现得特别明显,这不仅表现在化学性质中,同时也体现在物理性质上。因此在有机化学的学习中,要善于利用好这个法宝。这样在有机化学学习时能触类旁通,收到事半功倍之效果。

从物理性质看:烃一般是非极性或弱极性的分子。分子间的作用力比较小,因此烃的熔点、沸点比较低,碳原子数小于等于4的烃常温下为气态,烃一般难溶于强极性的溶剂水中;烃的衍生物随着官能团极性的增强,分子间作用力增大,其熔点、沸点都比相对分子质量相当的烃类要高,如乙醇的沸点为78℃,比相对分子质量相当的丙烷高出120.07℃;具有强极性的烃的衍生物,容易溶解在强极性的溶剂水中,如低碳原子的醇、醛、酸能与水互溶。

 从化学性质看:烷烃的单键结构决定了化学性质的稳定性,取代反应为它的特征反应;不饱和烃中的双键、叁键由于其中的一个、二个键易断裂,化学性质比较活泼,加成和加聚反应为它们的特征反应;苯芳烃由于苯环结构的特殊性使其具饱和烃和不饱和烃的双重性质,能发生取代和加成反应;烃的衍生物的性质,决定于官能团的性质,因此要根据官能团种类去分析烃的衍生物的性质。如甲酸乙酯、葡萄糖,尽管它们不属于醛类,但它们都含有醛基,因此它们都具有醛的主要性质(如银镜反应等),甲酸(H-CO-OH)从结构看,既有-COOH,又有-CHO,因此甲酸具有酸和醛的双重性质。

 二、分析“断键”规律──正确书写反应的关键

在有机化学反应方程式书写时,同学们面对复杂的有机分子结构有些茫然,如果能抓住反应过程中化学键的“断键”规律,对正确书写反应产物,配平反应方程式将提供很大的帮助。

例如乙醇主要化学反应的断键规律:

置换反应:2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑    催化氧化:2CH3-CH2-OH+O2 → 2CH3-CH=O+2H2O    (注:每二个氢原子结合一个氧原子生成水,故乙醇与氧气2:1反应)

取代反应:CH3CH2OH+HBr→CH3CH2Br+H2O    消去反应:CH2CH2OH─→CH2=CH2+H2O    

三、学会辩证分析──灵活运用知识的能力

在有机化学的学习中,我们通过弄懂一个或几个化合物的性质,来推知其它同系物的性质,从而使庞大的有机物体系化和规律化,这是学习有机化学的基本方法。但是,不同间的事物在考察普遍联系性的同时,还要认识其发展性和特殊性,这就需要我们运用辩证唯物主义的世界观和方法论去更全面、深刻地认识有机化学知识。

(1)普遍性与特殊性有机物虽然种类繁多,但有同系物,而同系物的结构和性质是相似的,这就是普遍性。因此,在复习时只要认真弄懂一个或几个化合物,就可推知其它同系物的性质,从而把庞大的有机物体系化和规律化。但是,任何特殊性都不能完全包括在普遍性之中,复习中要善于在有机物的特殊性中发现普遍性,又要在普遍性的指导下研究特殊性。

以醇为例: 醇类能催化氧化为醛、发生消去生成烯,但(CH3)3C-OH不能氧化成醛,CH3-OH、(CH3)3C-CH2-OH不能消去生成烯,这是普遍性与特殊性的关系。乙醇能与水互溶,但维生素A难溶于水;乙醇与甲醚虽然组成相同,但由于结构不同,两物质的熔沸点等性质相差甚远。前者是量变引起了质变,后者是质变引起量变。乙醇、苯酚、乙酸、葡萄糖分子中均含有羟基,因而它们都能与金属钠反应放出氢气,但由于与羟基相连的基团各不相同,基团间相互影响的结果使羟基表现出来的性质又具有明显的差异,如:乙醇、葡萄糖溶液呈中性,苯酚溶液呈弱酸性,乙酸溶液呈明显酸性,这是普遍联系与相互影响的辩证关系。

(2)内因和外因虽说结构决定性质,相同结构的有机物具有相似的性质,但由于有机物化学性质的“多面性”,具有相同结构的有机物在不同条件下可能发生不同的反应。所以分析有机反应,在首先考虑内因即物质结构的同时,还必须充分考虑外因,即反应条件对有机反应的影响。如乙醇与浓H2SO4共热至170℃,发生消去反应,主要生成乙烯;但若是140℃,则主要发生取代而得到学法指导:有机化学的学习方法乙醚。还如苯与Cl2在铁为催化剂时发生取代得氯苯,但在紫外线照射时,则发生加成生成“六六六”。因此,我们在书写有机化学方程式时必须注明反应条件。

(3)量变与质变

 恩格斯说过:“化学可以称为研究物体由于量的构成的变化而发生的质变的科学。”有机化学中同系物间由于碳链上碳原子数目在量上的增长和分支,造成有机物种类繁多和无限复杂;同分异构体的存在是由于运动的量变而引起质变的表现。在复习中,要能从量的变化中理解质的变化,也要从质的变化中认清量的变化。

 如在烷烃同系物中,随分子量的增大,分子间作用力增强,烷烃的状态从气态→液态→固态变化,熔、沸点也升高。还如乙醇与甲醚组成相同,由于原子和原子间连接次序不同,两者性质迥然不同

(4)普遍联系和相互影响

有机物的分子里各原子或原子团之间都是相互联系,相互作用,相互影响的。复习中要从物质间结构特点的关系去认识性质的关系。如乙醇、苯酚、乙酸、葡萄糖分子中均含有羟基,因而它们都能与金属钠反应放出氢气,但由于它们分子中与羟基相连的烃基不同,乙醇,葡萄糖溶液呈现中性,苯酚溶液显弱酸性,而乙酸溶液呈现明显的酸性。再如甲苯等苯的同系物均能使酸性KMnO4溶液褪色,而苯则不能,这就是因为其分子中侧链受苯环影响的缘故,甲苯比苯容易取代,则是因为甲基影响苯环的结果。又如醛分子和羟酸分子都含有羰基,醛羰基容易发生加成反应,而羧酸分子中羰基受直接相连的羟基影响不能发生加成反应。

 蕴含在有机化学中的辩证关系还很多,关键在学习有机化学时,能对具体问题做具体分析,依据事物的内在特征、外部条件综合考虑,灵活地作出判断、做出处理,养成辩证思维的习惯。

 四、抓好相互联系──促进知识融会贯通

 在有机学习中,除了掌握好各类有机物的性质、用途外,更重要的是要掌握有机物之间的相互转化关系,理清知识间的联系,形成知识网络,达到对知识的融会贯通之目的。

 如重要烃及烃的衍生物的相互转化关系可表示为: CH ≡ CH → CH2=CH2 → CH3CH3 → CH3CH2Cl → CH3CH2OH → CH3CHO → CH3COOH → CH3COOCH2CH3

 学习有机物的相互转化,不仅要掌握转化过程的反应方程式、反应类型,更要理解转化过程与物质性质、制备、用途的关系。

六、理论联系实际──达到知识的升华

理论联系实际是一切认识活动的基本原则。化学作为一门以实验为基础的学科,有机化学作为与生产生活密切相关的知识更应如此,在学习中要善于运用化学原理去分析生活中的化学现象、解决实际问题,又要善于在解决问题的过程中加深对化学原理的理解,达到知识的升华。

 如在学了《多糖》一节后,会分析吃干粮时细嚼慢咽,在口腔中咀嚼时间长些,能体验到味道变化的道理,还可联系很多饮食保健的道理:饭后不能喝过多的水,有些食物能帮助消化,有些食物又阻碍了消化等,这样对淀粉的水解有了一个深层次的理解。 通过理论联系实际,拓宽了学习的思路,培养了思维的灵活性、适应性,学会关心社会生活,并努力用所学的知识去解释生活中的现象,提高了知识的迁移能力和创新能力。

以上仅从几个方面提出了有机化学的学习方法。当然,有机化学的学习还需要从不同的角度、不同的方法去认识,以达到知识与能力的同步发展。学法指导:有机化学的学习方法

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