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有机化学总结范文1
(安徽科技学院化学与材料工程学院,安徽凤阳233100)
【摘要】阐述了《过滤及重结晶》实验的地位和作用、实验的目的、实验原理、实验步骤以及数据处理和实验注意事项。过滤及重结晶是纯化固体有机物质最基本也是最重要的方法,对于化学工作者来说,熟练地掌握过滤及重结晶的方法和原理,以及各种分离提纯的操作技术是十分重要的。
关键词 过滤;重结晶;综述报告
1实验的地位和作用
化学是一门实验科学。“有机化学实验”作为化学专业一门独立的课程,其教学的目的是通过实验,培养学生观察现象、分析和解决问题的能力。同时也培养学生尊重自然与事实并进而归纳总结的科学态度与方法。使学生掌握有机化学实验的基本技能,学会正确选择有机化学实验的合成、分离、提纯和分析鉴定的方法。通过实验,培养学生观察现象,分析问题和解决问题的能力。有机合成过程中所得的产物往往不纯,其中常夹杂一些反应副产物、未作用的原料及催化剂等,纯化这类物质的最常用的方法就是过滤及重结晶。过滤及重结晶是有机化学实验中必须掌握的最重要也是最基本的实验技能。
2实验目的
1)熟悉减压过滤和热过滤的实验操作。
2)掌握重结晶的基本操作。
3)熟练掌握重结晶法提纯固体有机化合物的原理和方法。
4)练习普通过滤、抽气过滤和热过滤的操作技术。
3实验原理
固体有机物在溶剂中的溶解度与温度有密切关系。一般是温度升高,溶解度增大。若把固体溶解在热的溶剂中达到饱和,冷却时即由于溶解度降低,溶液变成过饱和而析出结晶。利用溶剂对被提纯物质及杂质的溶解度不同,可以使被提纯物质从过饱和溶液中析出。而让杂质全部或大部分仍留在溶液中(若在溶剂中的溶解度极小,则配成饱和溶液后被过滤除去),从而达到提纯目的。
在进行重结晶时,选择理想的溶剂是一个关键,理想的溶剂必须具备下列条件:
1)不与被提纯物质起化学反应。
2)在较高温度时能溶解多量的被提纯物质;而在室温或更低温度时,只朗溶解很少量的该种物质。
3)对杂质的溶解度非常大或非常小(前一种情况是使杂质留在母液中不随提纯物晶体一同析出;后一种情况是使杂质在热过滤时被滤去)。
4)容易挥发(溶剂的沸点较低),易与结晶分离除去。
5)能给出较好的结晶。
6)无毒或毒性很小,便于操作。
在几种溶剂同样都合适时,则应根据结晶的回收率、操作的难易、溶剂的毒性、易燃性和价格等来选择。
4实验操作
4.1溶剂的选择
在重结晶时需要知道用哪一种溶剂最合适和物质在该溶剂中的溶解情况。一般化合物可以查阅手册或词典中的溶解度一栏或通过实验来决定采用什么溶剂。
溶剂的最后选择,只能用实验方法来决定。其方法是取0.1g待结晶的固体粉末于一小试管中,用滴管逐滴加入溶剂,并不断振荡。若加入的溶剂量达1mL仍未见全溶,可小心加热混合物至沸腾(必须严防溶剂着火!)。若此物质在1mL冷的或温热的溶剂中已全溶,则此溶剂不适用。如果该物质不溶于1mL沸腾溶液中,则继续加热,并分批加入溶剂,每次加入0.5mL并加热使沸腾。若加入溶剂量达到4mL,而物质仍然不能全溶,则必须寻求其它溶剂。如果结晶不能自行析出,可用玻璃棒摩擦溶液液面下的试管壁,或再辅以冷水冷却,在使结晶析出。若结晶仍不能析出,则此溶剂也不适用。如果结晶能正常析出,要注意析出的量,在几个溶剂用同法比较后,可以选用结晶收率最好的溶剂来进行重结晶。
4.2溶解及趁热过滤
通常将待结晶物质置于锥形瓶中,加入较需要量(根据查得的溶解度数据或溶解度试验方法所得的结果估计得到)稍少的适宜溶剂,加热到微微沸腾一段时间后,若未完全溶解,可再次逐渐添加溶剂,每次加入后均需再加热使溶液沸腾,直至物质完全溶解(要注意判断是否有不溶性杂质存在,以免勿加过多的溶剂)。要使重结晶得到的产品纯和回收率高,溶剂的用量是个关键。虽然从减少溶解损失来考虑,溶剂应尽可能避免过量;但这样在热过滤时会引起很大的麻烦和损失,特别是当待结晶物质的溶解度随温度变化很大时更是如此。应为在操作时,会因挥发而减少溶剂,或因降低温度而使溶剂变为过饱和而析出沉淀。因而要根据这两方面的损失来权衡溶剂的用量,一般可比需要量多加20%左右的溶剂。
4.3结晶
将滤液在冷水浴中迅速冷却并剧烈搅动时,可得到颗粒很小的晶体。小晶体包含杂质较少,但其表面积较大,吸附于其表面的杂质较多。若希望得到均匀而较大的晶体,可将滤液(如在滤液中已析出结晶,可加热使之溶解)在室温或保温下静置使之缓缓冷却。这样得到的结晶往往比较纯净。
有时由于滤液中有焦油状物质或胶状物,使结晶不易析出,或有时因形成过饱和溶液也不析出结晶。在这种情况下,可用玻璃棒摩擦器壁以形成粗糙面,使溶质分子呈定向排列从而形成结晶,此过程较在平滑面上迅速和容易;或者投入晶种(同一物质的晶体,若无此物质的晶体,可用玻璃棒蘸少许溶液稍干后即会析出晶体),供给定型晶核,使晶体迅速形成。
4.4抽气过滤
为了把结晶从母液中分离出来,一般采用布氏漏斗进行抽气过滤。抽滤瓶的侧管用较耐压的橡皮管和水泵相连(最好中间接一安全瓶,再和水泵相连,以免操作不慎,使泵中的水倒流)。布氏漏斗中铺的圆形滤纸要剪得比漏斗内径略小,使紧贴于漏斗的底壁。为盖住滤孔,在抽滤前先用少量溶剂把滤纸润湿,然后打开水泵将滤纸吸紧,防止固体在抽滤时自滤纸边沿吸入瓶中。借玻棒之助,将容器中液体和晶体分批倒入漏斗中,并用少量滤液洗出粘附于容器壁上的晶体。关闭水泵前,先将抽滤瓶与水泵间连接的橡皮管拆开,或将安全瓶上的活塞打开接通大气。以免水倒流入吸滤瓶中。
布氏漏斗中的晶体要用溶剂洗涤。以除去存在于晶体表面的母液,否则干燥后仍要使结晶玷污。用重结晶的同一溶剂进行洗涤,用量应尽量少,以减少溶解损失。洗涤的过程是先将抽气暂时停止,在晶体上加少量溶剂。用刮刀或玻棒小心搅动(不要使滤纸松动),使所有晶体润湿。静置一会儿,待晶体均匀地被浸湿后再进行抽气。为了使溶剂和结晶更好地分开,最好在进行抽气的同时用清洁的玻塞倒置在结晶表面上并用力挤压。抽滤后所得的母液,如还有用处,可移置于其它容器中。较大量的有机密剂,一般应用蒸馏法回收。如母液中溶解的物质不容忽视,可将母液适当浓缩。回收得到一部分纯度较低的晶体,测定它的熔点,以决定是否可供直接使用,或需进一步提纯。
4.5结晶的干燥
抽滤和洗涤后的结晶,表面上还吸附有少量溶剂,因此尚需用适当的方法进行干燥。重结晶后的产物需要通过测定熔点来检验其纯度,在测定熔点前,晶体必须充分干燥,否则熔点会下降。固体的干燥方法很多,可根据重结晶所用的溶剂及结晶的性质来选择。常用的方法有如下几种:
空气晾干:将抽干的固体物质转移到表面皿上铺成薄薄的一层,再用一张滤纸覆盖以免灰尘玷污,然后在室温下放置,一般需要几天才能彻底干燥。
烘干:一些对热稳定的化合物,可以在低于该化合物熔点或接近溶剂沸点的温度下进行干燥。实验室中常用红外线灯或烘箱、蒸气浴等方式进行干燥。必须注意,由于溶剂的存在,结晶可能在较其熔点低得很多的温度下就开始熔融了,因此必须十分注意控制温度并经常翻动晶体。用滤纸吸干:有时晶体吸附的溶剂在过滤时很难抽干,达时可将晶体放在二三层滤纸上,上面再用滤纸挤压以吸出溶剂。此法的缺点是晶体上易玷污一些滤纸纤维。
5实验步骤
5.1仪器、药品
粗苯甲酸、活性炭、循环水真空泵、恒温水浴锅、热水保温漏斗、玻璃漏斗、玻璃棒、表面皿、抽滤瓶、布氏漏斗、酒精灯、滤纸、量筒、沸石
5.2步骤
5.2.1溶解、脱色
用台秤称取3.5g粗苯甲酸,放在250mL烧杯中,加入150mL蒸馏水,加热至沸腾,直至苯甲酸溶解。若不溶解,可分次再适量添加少量(2~3mL)热蒸馏水,搅拌并加热至接近沸腾令苯甲酸全部溶解。如溶液有颜色,则应先撤去热源,待溶液稍冷却后,加入1g的活性炭于溶液中,煮沸5~10min,脱色。
5.2.2热过滤
在脱色的同时准备好热水漏斗、滤纸以及烧杯,并在热水漏斗中加入热水,加热待水接近沸腾时,放入折叠好的滤纸,并用少量的热水润湿。然后,对上述热溶液进行热过滤,绿叶用烧杯收集。在过滤过程中应用小火加热保温以免冷却析出晶体,妨碍过滤。滤完后,再用少量(1~2mL)热蒸馏水洗涤滤渣一次。
5.2.3结晶
将所得的滤液充分冷却,使之结晶析出。
5.2.4抽滤、洗涤
按装置图装好抽滤装置,进行抽滤,抽干后,用玻璃钉或玻璃瓶塞压挤晶体,继续抽滤,尽量除去母液,然后进行晶体的洗涤。即先把橡皮管从抽滤瓶上拨出,关闭循环水真空泵,把少量蒸馏水(作溶剂)均匀地洒在滤饼上,浸没晶体,用玻璃棒小心地均匀地搅动晶体,接上抽气泵,抽滤至干,如此重复洗涤两次。
5.2.5干燥晶体
取出晶体,放在表面皿上晾干(适当不吸水的产品),或在100℃以下烘干(可根据重结晶所用的溶剂及结晶的性质来选择,常用的方法有空气晾干、红外灯或烘箱烘干、用滤纸吸干或置于干燥器重干燥),称重,最后把赝品倒入回收瓶,计算产率。
6注意事项
1)在热过滤时,整个操作过程要迅速,否则漏斗一凉,结晶在滤纸上和漏斗颈部析出,操作将无法进行。
2)洗涤用的溶剂量应尽量少,以避免晶体大量溶解损失。
3)用活性炭脱色时,不要把活性炭加入正在沸腾的溶液中。
4)滤纸不应大于布氏漏斗的底面。
5)停止抽滤时先将抽滤瓶与抽滤泵间连接的橡皮管拆开,或者将安全瓶上的活塞打开与大气相通,再关闭泵,防止水倒流入抽滤瓶内。
参考文献
[1]兰州大学.有机化学实验[M].3版.北京:高等教育出版社,2010:70-80.
有机化学总结范文2
紧密结合现今时代对能源、材料、信息技术、空间技术以及生物工程等科技前沿领域高新技术的迫切需求,目前已取得的成果以及亟待努力的方向等方面的具体内容,在有机化学教学中加深化学前沿内容的拓展,并重点分析一些科技成果转化为技术,并最终创造不菲经济效益的例子,在有机化学中培养学生创新创业的思路。例如,比亚迪老总王传福,1987年毕业于中南大学冶金物理化学专业,同年进入北京有色金属研究总院攻读硕士,在此期间王传福即开始对电池的研究,1990年硕士毕业后,留在该院301室工作,2年后,年仅26岁的王传福被破格提拔为301室副主任。1993年,研究院在深圳成立比格电池有限公司,王传福被任命为公司总经理。1995年创办比亚迪公司,短短十几年的时间建立了涉及电池制造、手机配套、汽车等领域产值约200亿的高端制造企业。通过把可充电电池和电力汽车两个主业的嫁接,王传福以财富人民币350亿元成为胡润研究院2009年公布的中国首富。再如,在讲授第二章第九节甲烷时,介绍了大学生夫妻蒙庆棠和王冬妮利用在大学学到的有机化学知识,在博罗一年就建60个沼气池,既利于保护生态环境,又使自己创业得到了成功。另外,在讲授十九章糖类化合物纤维素和淀粉的粘性时,可插入有一个化学博士应聘一家强力胶黏剂公司,经过一年的努力,研制出的却是一种粘结力较差的产品,他也因此被公司解雇。但他没有气馁,他在思考他的产品是否有别的用途,经过对市场的了解,他发现这种胶黏剂可用作留言条的胶,于是开发出了“不干胶”,并且创办了自己的公司,由于其产品受欢迎很快就成了富翁的故事。有机化学在日常生活中的应用非常广泛,有时候可能就是一个很小的思维变换,就能获得巨大的成功。例如在飞机上涂上某种特殊的涂料,就可以变成“隐形飞机”,现用的雷达根本探测不出;在卫生巾上加入超强的吸水剂,就有了现在广泛使用的“尿不湿”;将具有超强吸收紫外线功能的纳米氧化锌用到化妆品中,便制成了“防晒霜”,这些成果都创造出了巨大的财富[2]。因此,结合教学内容向纵深拓展一步,在培养学生创新与创业能力的同时,还可以有效地激发学生的创新欲望、创业的冲动和为科学技术发展而献身的精神。从而使有机化学教学成为培养学生创业精神、创新能力与实现创造的催化剂。
2在有机化学教学中训练学生创新、创业的方法
在有机化学教学中适时地培养学生敏锐的洞察力、让学生进行创造性的想象、会进行积极的求异性、善于捕捉灵感,这些都是进行创新、创业的基本功。教给学生查阅文献的方法,对科技工作者基本素质做出了深入分析并提出大学生科研能力提升的对策,和同学们一起探讨创新、创业过程中所需的解决问题能力,培养学生的就业能力、创新能力、创业能力,提高大学生的整体素质以适应社会需要。在形式和时间上是教师点到,但通过大力开展包括深化对课堂教学内容理解的实验实践性活动、引导学生个性发展的创新创业性活动、面向社会培养学生潜能的展示性活动、凸显学校优势的特色性活动等在内的丰富多彩的第二课堂活动,坚持普及与提高相结合,充分挖掘和展示大学生的潜力素质,培养学生自学成才的浓厚兴趣和强烈进取心[3]。
3在有机化学实验教学中锻炼学生创新、创业的能力
作为有机化学的实践课程,我们要在有机化学实验课中更多地开展互动式教学,运用聚合思维与发散思维结合的方法培养学生的创新理念、好奇心,引导、启发学生的创造和创新个性;鼓励学生对现有实验方法进行改进,并通过综合实验,研究性实验启发学生,使他们掌握开发新产品、新技术的一般方法,并了解技术转化为经济的一般知识,突出培养学生的创新思维、创业技能[4]。
4在有机化学教学中改进传统的教学模式
有机化学总结范文3
【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】
有机化学总结范文4
关键词: 有机化学 学习方法 思维障碍
目前,大部分学生对有机化学的相关知识不能够完全掌握,要实现有机化学的教学目标,首要任务就是创新学习、打破常规。有关常规认知和现代信息理论研究证明知识信息渗透力越强,学生的理解力就随之增强,进而能够提高学生整体的学习效率。据此可以系统归纳一般的学习程序:首先,学生要做到全面认知学习材料,进一步深入了解知识信息,全面掌握材料内容。其次,认真分析材料内容,并熟知材料中各个部分的意思及其深层联系。再次,根据之前所学,系统记忆,把材料中各个部分的内容有机结合,将所有知识信息融会贯通,提炼知识要点,列出大致知识提纲,结合之前所学,消化理解转为自己的知识,为以后学习所用。最后,反复消化学习,定时复习强化记忆。
1.有意义的有机化学知识的学习
(1)图表学习法。
图表学习法,顾名思义就是用图表的形式表示归纳好的相关化学知识。这种方法的优点是从绘制好的表格和图形上可以清楚简明地分析相关知识信息,便于记忆理解,提高学习效率。对不同的有机物结构、特性和相关用途的归纳整理,有利于掌握完整系统的知识结构。
(2)系统学习法。
将相关的有机化学知识全面精简,进而系统化、精华化,形成联系紧密的知识网的方法就是系统学习法。这种方法有利于学生把所掌握的分散、独立的化学知识有效联系起来,形成完整系统的信息网,全面认知和理解有机化学知识。比如学生可以系统地将化学知识间的深层联系绘制出特殊的知识网,有利于加强记忆。
(3)规律学习法。
有机化学内容中的有机物间的化学反应复杂多样,但相互之间有一定的规律。在学习中不断总结不同有机物间的规律,有利于更好地强化学习。比如及时总结各有机物间的化学反应规律、同系物间的规律等。
(4)比较学习法。
比较学习法就是比较有机化学知识中的相似相同和不同之处,即在不同有机化学物间找出相似及相同的地方,或者在相同或相似的有机物间找出不同。通过比较,更加及时准确地纠正学习中出现的错误及误区。如通过比较碳水化合物及酸碱醇等,区别出所含基团的不同和特的不同,促进有效学习,避免陷入误区。
(5)结构学习法。
将所学的整体化学知识信息按照某种联系,如相似、相关或相反等关系,与零散的部分知识系统结合,形成完整的知识结构,例如醇类的羟基特性及其用途等结构分析。
2.无意义的有机化学知识的学习
(1)联想想象学习法。
一般通过联想和想象的方法学习无意义有机化学知识。无意义化学物知识相对孤立零散,可通过生活中的常识及无意义有机化学物间的相似和不同设定关系,进而加强记忆。比方说苯、四氯化碳分别与水混合后,有机物漂浮在上面还是沉在下面,这就联系到各物质间的密度大小问题。据此可以作类似深想想象并结合生活经验,“苯”和“笨”,两个字的结构近似进而形象记忆,竹在上木字在下,木头浮在水上,可以简单地记住苯在水的上层。也可以发挥想象,只要便于个人记忆理解就行。
(2)借助操作增强学习法。
在化学学习过程中有很多动手实验,在个人动手实验的过程中,结合理论知识,将理论与实践相结合,总结相关化学知识信息,有助于知识的深刻记忆。
(3)学生之间争论学习法。
教师教学可以设置不同的知识误区,进而引导学生思考,有利于正确记忆,提高学习的积极主动性。
3.学知识的组织策略是良好认知结构的构建
(1)列出经典实例,让学生准确理解基本概念的属性。
什么是概念呢?就是用符号所代表的拥有相同属性的一类事物。在有机化学的学习中,基本的化学概念一般分为概念名称、概念定义、概念实例和概念属性等方面。所以对于中学有机化学概念需要全面掌握,学生死记硬背化学定义和专属化学名称是不正确的,学生需要以主动积极的学习态度和丰富的思维过程系统认知化学概念。细而言之,通过教学中的实例分系,系统地对化学概念总结和归纳,从而让学生全面掌握不同化学物间的相似特性,进而提高学习能力。在化学概念学习的一般程序中,如何正确合理地选择经典的化学实例和科学分析是至关重要的。倘若教学中实例不足,会导致学生仅仅是单纯地记忆了化学概念的定义和名称,对其属性不能够正确理解,不利于对化学概念的全面掌握。只有在教学过程中,选择合理的不同的化学实例,才能正确引导学生对化学概念全面理解。并通过实例的分析和科学总结让学生做到创新思维,在比较分析和思考中举一反三,正确掌握化学概念的本质属性,加强对化学概念的理解,明确学习化学概念的基本特性及功能用途,等等。举例说明,如化学中同系物的基本概念,材料定义是:“结构相似,在分子组成上相差一或若干个CH原子团的物质互称同系物。”学习此概念,教师可以引导学生正确理解该化学概念,先说明同系物概念的基本属性,强调“结构相似”和“在分子组成上相差一个或若干个CH原子团”两个关键。之后列举经典实例,进而引导学生对实例认真比较分析、归纳。如甲、乙、丙、丁等烷类化学物都有相邻烷烃,正因为它们结构上相似,分子组成上相差一个或若干个CH原子团,所以它们互称为同系物。与此类似,学习烯烃时,可以让学生依据同系物概念的属性判断乙烯、丙烯、丁烯等烯烃,它们也属于同系物。
(2)依据循序渐进的学习规律,让学生在层层递进的学习中强化对化学概念的记忆。
许多教师一味地让学生在学习有机化学概念时,急于求成,反而事倍功半。要按照学生一般的认知规律,循序渐进地学习,从基本到特性认知,层层深入,由浅入深,让学生在潜移默化中强化对化学概念的掌握,全面理解化学概念的深层次内涵,把握化学物质的本质属性。只有深入掌握了化学概念的本质内涵,才能做到概念意义上的扩延,思维创新,提高学习效率。
总之,有机化学的学习过程是一个循序渐进的过程,我们需要在学习中摸索,善于总结和思考,才能打破有机化学的思维障碍。
参考文献:
[1]廖运章.数学应用问题解决心理机制的调查与认知分析[J].数学教育学报,2001,(01).
有机化学总结范文5
关键词: 有机化学;能力;帮助
中图分类号: G427 文献标识码: A 文章编号: 1992-7711(2013)22-077-1
有机化学学科的特点是:有机化合物结构的多样性,转化的复杂性,实验的繁琐性,应用性强。从具体到抽象、从微观到宏观、从本质到现象、从直观到理论和规律,需要记忆的东西与其他学科相比较多且难,这对学生学好有机化学提出了很高的能力要求。
针对有机化学系统性很强,知识网络清晰和灵活性较大等诸多特点,笔者经过几年的教学经验总结,认为学生在有机化学模块的学习过程中,需要具备观察能力、知识建构能力、实验能力和解决实际问题的能力等诸多能力,注重这些能力的培养可以帮助学生在学习有机化学时收到事半功倍的效果。
一、观察能力
有机物的结构变化多样,在有机化学教学中,为了更好地再现有机物的丰富的空间结构,出现了大量的有机结构模型,比如甲烷、乙烯、乙炔、苯、甲醛等常见有机物的结构模型,学生需要仔细观察这些模型,从而理解一些特殊的空间构型,再如,在讲到立体异构时,需要让学生亲手搭建模型,进而仔细观察,才能更为深刻地理解立体异构是怎么回事。但是,还有很多有机物的结构式是没有模型可以参考的,这个时候需要学生能够对写出的结构式进行观察,并想象其应有的空间构型,这就对学生的观察能力提出了更高的要求。同时有机化学的实验相对比较复杂,这就要求学生对实验装置以及不同条件下可能产生的不同实验结果进行细致入微的观察才能归纳出准确到位的实验结论。
在有机化学课堂教学中对学生观察能力的培养应该是潜移默化的,要让学生对被观察的事物有浓厚的兴趣,并要善于观察,具体应做到以下几点:首先对于每次观察的目的要明确,重点突出,尽量能做到观察敏锐、快速和细致;其次要具备从宏观观察折射到到微观想象的能力,例如要能把摆在面前的“死”的分子立体模型“活”化;再次要能够去粗取精,去伪存真和比较鉴别,并能对观察到的宏观现象进行分析、综合和概括,并总结出一些相对应的结论,还要会用较为简炼的语言描述一些记忆方法和规律。
二、实验能力
《普通高中化学课程标准(实验)》中明确指出,化学实验对全面提高学生的科学素养有着极为重要的作用,有助于激发学生学习化学的兴趣,帮助学生理解和掌握化学知识和技能,启迪学生的科学思维,培养学生的科学态度和价值观。由此可见,学生在《有机化学基础》模块的学习过程中要注意分析教材中实验的内涵及其操作,当学生看到具体的实验现象时,对有些知识的理解不再是抽象的,而是实实在在的。学生通过实验的研究,既有利于他们对概念的理解,又有助于学生学习兴趣的提高。
同时,新教材变演示实验为“活动与探究”,这相比较过去的教师演示实验而言,学生的参与性增加了,教师给学生提供一定的实验用品,引导学生根据所学知识,独立设计实验方案对问题进行探究,即变验证性实验为探究性实验。例如有机化学教材中有关醇、酚的性质实验,原来学生只需“按方抓药”不用做过多的思考,这样的结果是学生的主动性和创造性根本得不到发挥,因此,我们有必要引导学生将部分性质实验改变为探究性实验。可以说,学生提出的方案越多,思考的角度就越广,思维就越深刻。与此同时,学生经过交流讨论,碰撞出许多创造性思维的火花,不仅给学生增加了活动的机会,让学生亲历实验操作的过程,而且还让学生体验了科学探究的方法,更能培养学生科学探究的能力。有机化学实验的繁琐性要求学生具备较强的实验理解能力和动手能力。
三、知识建构能力
有机化合物转化的复杂性就要求学生要有很强的建构知识结构的能力。一门学科理想的认知结构理应是一个充满层次感的金字塔结构,包括范围最大的那些概念位于金字塔的顶点,它们容纳了那些概括性越来越低的一些事实材料。学生自身具备的有关某一学科的认知结构虽然与教材结构是不完全相同的,但主要是由教材结构转化而来的。对于高中有机化学来说,学生应该建立的认知结构是以有机物的分类(即官能团)为基本框架,以各种官能团的相互转化为横向线索的,同时适当的穿插一些陈述性的材料,比如有机化学的发展史、有机化合物的类型和特性等。教学中有效地进行知识组块能够梳理知识,使知识网络化、系统化,这就是具体的良好认知结构的构建。所谓建模,就是建立模型,即建立知识模块一知识的组织。
有机化学总结范文6
[关键词]金属有机化学;课程建设;人才培养
金属有机化学课程是有机化学和无机化学交叠的一门分支课程,它是在无机化学和有机化学相互渗透的过程中发展起来的,主要涉及金属有机化合物的合成及其相关反应。纵观金属有机化学的发展充满了大量的意外发现。早在1827年,丹麦药剂师Zeise用乙醇和氯铂酸盐反应而首次合成了金属有机铂化合物。之后,科学家们通过不同的方法合成了大量的金属有机化合物,并研究其在催化,材料等领域的应用。随着研究的深入,已经有许多科学家涉猎这方面的研究,自1963年以来,已有20多位科学家获得了金属有机化学方面的诺贝尔化学奖。由此可见,金属有机化学具有重要的科学意义,并不断推动人类社会进步和科学发展。这也体现了在高等院校开设金属有机化学课程的重要性。因此本文将从开设金属有机化学课程的作用,教学目标与任务,教学方法与手段及师资队伍建设等方面探索和分析地方高等院校开设金属有机化学课程的意义。
1金属有机化学课程的作用
金属有机化学作为有机化学和无机化学的交叉学科和分支学科之一,通常是普通高校高年级本科生的选修课程以及无机专业和有机专业研究生的必修课程。该课程涉及的基本理论较深,特别是一些理论需要借助无机化学理论来理解,同时也要有机合成功底,因此这就需要学生要正确掌握无机化学和有机化学的基础理论知识;如有有机化学中的各种合成策略及无机化学中的各种配位场理论,晶体场理论及十八电子规则等。因此,通常高校在制定本科生人才培养方案时将会首先开设无机化学和有机化学课程,而金属有机化学作为选修课程供有兴趣的同学学习,本科生对金属有机化学课程学习的要求不高,只要能够掌握基本的金属有机化学理论和相关化合物的制备方法即可,这能为他们今后考研打下基础。而对培养研究生而言,特别是对于金属有机合成及金属催化专业研究生,这门课程的开设能够极大地增强该专业研究生的专业理论知识,有利于学生利用相关知识解决科学研究中的具体问题,从而进一步培养了学生的学习兴趣。
2金属有机化学课程的教学目标与任务
金属有机化学课程教学主要完成基本的理论讲解,如配位化学,金属配合物的相关性质等,以及不同的反应类型与机理,金属有机化学的物理测量方法及其在有机合成及生物方面的应用,向学生讲授完这些知识后,希望能够达到以下的教学目标及任务:(1)提高学生的思想道德品质,文化科学知识和身心素质;(2)使学生掌握基本的金属有机化学知识和培养学生运用该知识的能力,从而提高学生学习该门专业课程的学习兴趣;(3)使学生掌握金属有机化学的实验技术,如无水无氧操作技术等;(4)使学生了解金属有机化合物的形成方式,金属配体的配位类型及一般性质;(5)了解金属有机化合物的类型及所发生的反应;(6)掌握氧化加成与还原消除反应以及插入反应这些典型的反应类型;(7)掌握均相催化的机理,包括烯烃的异构化、加氢反应、氢甲酰化、偶联反应等反应类型;(8)熟练掌握金属有机化学的相关应用,如烯烃的复分解反应、碳氢键活化及金属有机功能材料等方面的应用。
3金属有机化学课程的教学方法
在讲述这门课程之前,必须首先选定好一本教材,目前关于这门课程的教材很多,最近出版的是宋礼成院士和王佰全教授编写[1],这也是目前关于金属有机化学教材中最全面的教材。确定教材之后,形成各位教师独有的教学方法,需要老师们自己在教学过程中不断积累、创新和探索,在此,我通过浏览文献、并结合在学习金属有机化学过程中的心得以及地方高校的教学要求,对金属有机化学教学方法做如下总结:
一、以“激发兴趣”、“熟练掌握”、“形成系统”、“灵活运用”为目的的教学模式。以通俗易懂的教学案例激发学生的学习兴趣,比如学生通常喜欢老师给他们讲解关于某个反应类型的反应机理,开动学生的思维能力;以熟练掌握教材中的归纳性及总结性的反应类型、机理及相关应用。形成系统即在学习的过程中带领学生抓紧教材中的一条主线。;灵活运用即能够让学生利用所学到的相关理论解决金属有机化学问题。
二、强化和注重基础理论知识的讲解。作为交叉学科,金属有机化学涵盖无机化学及有机化学专业两方面的专业理论知识。使学生弄懂了基本理论,这样让学生在今后的学习过程中能够灵活地运用这些理论解决金属有机化学问题。从大的方面来讲,其基础知识分为两大类:金属有机化合物的合成及测量该类化合物在材料,催化剂高分子科学上的应用[2]。
三、注重基本问题及金属有机专业术语的讲述。在学习金属有机化学的过程中,往往我们会接触到很多新的问题及专业术语。基本问题主要涉及的是反应机理的讲述,如氧化加成与还原消除机理,亲电与亲核取代反应机理,插入反应机理及复分解反应机理等,这方面的教学,不能强迫学生去记忆,而是提醒学生今后碰到类似的反应能够抓住反应的本质。而对于金属有机专业术语主要可能涉及一些人名反应以及反应机理中描述的专业术语,有时描述金属配体多重键,如卡宾和卡拜等。四、借助现在教学技术为教学手段,启用网络教学模式[3]。在学习该课程的过程中,经常会接触到画图和反应图示以及反应机理的描述。这样可以提高教学效果。
4师资队伍建设方面
担任金属有机化学课程的教师可以是有机化学专业的老师,也可以是无机化学专业的老师,但必须在金属有机方面具有较扎实的理论基础,当然,教学经验是逐渐积累起来的。近年来,随着研究生招生人数的扩大,全国一流的高等学校为地方院校输送了大量金属有机化学专业方向的博士研究生,这样壮大了地方高校金属有机化学的教学队伍及科研队伍,为专业人才培养提供了有力保障。总之,地方高校开设金属有机化学这门专业课程,对高校提高人才培养质量,加强有机化学及无机化学两门专业课程的发展具有重要意义。今后,我们也将继续关注、重视和发展这门课程的硬件建设和师资队伍建设。
参考文献
[1]宋礼成,王佰全.金属有机化学原理及应用[M].北京:高等教育出版社,2012.
[2]高伟,伍乔林,罗旭阳.《金属有机化学》教学中的几点体会[J].高教学刊,2016,14:66-67