对高中化学中有机化学的反应原理探讨

2018-02-25 09:41
新教育时代电子杂志(学生版) 2018年13期
关键词:原理高中生条件

(湖南省长沙市南雅中学 湖南长沙 410000)

引言

有机化学又称为碳化合物的化学,是研究有机化合物的组成、结构、性质、制备方法与应用的科学。在高中阶段,有机化学的内容相对并不复杂,但反应原理理解和学习往往对很多高中生造成困扰,笔者在学习中发现,有机化学的反应原理虽然看似复杂,但存在有迹可循的规律,本文以笔者自身学习成果为核心,对高中化学中有机化学的反应原理进行分析。

一、高中化学中有机化学反应原理学习的难点

1.内容抽象

有机化学最主要的特点是研究对象更加复杂,笔者在学习中发现,化学物质反应存在多种方式,且每种方式的反应条件和过程、结果都是不尽相同的。碳元素的存在使化学反应的过程变得更加复杂,而且不同有机物的反应中,碳元素的参与度也存在区别,有些反应中碳元素甚至不会参与,这导致整体学习的抽象性明显增加,笔者的部分同学在学习中也表达了理解有机化学抽象知识的难度。

2.跳跃性强

跳跃性在化学学习中十分常见,解题、新知识学习、化学原理分析都牵涉到一些带有跳跃性的内容。如笔者在卤代反应的学习中,发现光照条件、烃基位置、铁的催化作用、反应位置(苯环位置)等知识内容都明显缺乏关联性,这些知识既是对此前无机化学的延伸,也是高中阶段一些反应原理、催化作用、反应条件的综合参考。如果高中生对其中某些环节的掌握不牢固,或者未能有效将不同知识串联起来,学习上的难度必然较大[1]。

3.部分试验无法进行演示

在高中化学学习中,笔者发现有机化学与无机化学的典型差异是实验条件控制的复杂性,由于很多化学实验对实验条件存在严格要求,有机化学在演示的过程中面临实验条件控制较难的问题,无法在常规情况下演示,导致高中生学习困难。比如成醚反应,醚类材料可进行碱性开环反应、酸催化的开环反应、碳氧键断裂反应等实验,但这些实验的过程难以观察,且实验过程中使用的酸类物质、碱类物质带有一定危险性,演示困难,高中生的学习也受到困扰。

二、高中化学中有机化学的反应原理

1.加成反应

有机化学反应原理中,最常见的是加成反应,该部分的学习也是高中化学学习的重点之一,笔者在学习中发现,加成反应的反应原理实质就是分子式的压缩,虽然反应条件复杂、多变,但原理是固定的,即有机物分子中双键、三键或醛基等两端的碳原子或氧原子,与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应。在该部分知识原理的学习中,笔者曾与同学进行过讨论,大部分同学学习时习惯于通过条件排除的方式逐步接近核心知识。但笔者发现,加成反应的反应对象有明显的规律,即反应物中往往包含氢气、水、卤素单质以及卤化氢等物质,比如乙烯和水在强酸高温条件下发生反应,生成乙醇。氢气、水、卤素单质以及卤化氢等物质存在与反应过程中,是典型的有机物分子反应重组,原理明确。

2.消去反应

消去反应在高中有机化学学习中难度较大,笔者的很多同学经过多次分析、讨论也难以有效理解该反应的原理,也有的同学尝试应用化学平衡理论进行解析,结果也不够理想。笔者在学习中发现,消去反应与取代反应不同,只有部分卤代烃或醇类能够满足消去反应的一般要求。该反应的基本原理是有机物(满足条件的)在一定的反应条件下消除一个小分子结构,包括水分子、双键不饱和化合物、三键不饱和化合物等。比如醇的消去反应、卤代烃的消去反应,笔者在学习中发现,这一类反应需要有效了解反应物中的氢原子、碳原子情况,卤代烃、醇一般都不会出现消去反应,溴苯、苯酚的结构比较特殊,相连碳原子的邻位碳原子上有氢原子,但苯环的良好稳定性也可能控制消去反应[2]。

3.取代反应

取代反应在高中有机化学反应原理中较为常见,包括硝化反应、成醚反应、酯化反应等多种类型,结合文献资料和自身学习经验,笔者认为不同的取代反应原理上带有相似性,学习时需要抓住基本反应规律。比如硝化反应,其基本原理实际上是有机物的部分原子或原子团完全被硝基取代。成醚反应的基本原理则是各类醇类内部脱水发生取代。酯化反应的基本原理是醇类与羧酸或无机含氧酸出现相互取代、结合。在学习的过程中,上述原理带有一定抽象性,可以结合生活中的化学变化加强理解,比如烹饪鱼类时,往往需要添加料酒和食醋,去除鱼的腥味,烹调过程中,会产生香甜的气味,这是乙醇(料酒)和乙酸(食醋)发生酯化反应、释放乙酸乙酯的缘故。其他反应也可以在生活中寻找到类似的现象。本质上看,高中有机化学反应原理学习并不复杂,只要抓住其基本规律,就能取得较好的学习效果。

结语

通过分析高中化学中有机化学的反应原理,获取了相关理论内容。笔者在高中学习中多次受到无机化学知识的困扰,与有机化学相比,无机化学的抽象性和跳跃性更强,而且很多试验无法在常规环境下演示、学习。总体来看,有机化学的反应原理涵盖加成反应、消去反应、取代反应三个方面,了解反应原理后,学习会相对轻松许多,可作为高中生后续学习的借鉴和参考。

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