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有机化学的定义

前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇有机化学的定义范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。

有机化学的定义

有机化学的定义范文第1篇

“万卷不离其宗”,这是教师教导学生应付考试的常用法门.无论考试试题如何变化,它都是以书本上的知识为中心的.学生之所以会认为试题难是因为他们没有找出这些题目和课本知识的联系.

就近两年的浙江高考化学试题而言,尽管学生的大体情况不是很理想,但分析有机化学的相关试题学生定能有所收获.

一、回归试题,寻求收获

例1 下列说法正确的是( ).

a.按系统命名法,化合物

ch3 ch2 chch(ch3)2 ch2 ch2 ch(ch3)2的名称为2,6-二甲基-5-乙基庚烷

b.丙氨酸和苯丙氨酸脱水,最多可生成3种二肽

c.化合物是苯的同系物本文由收集整理

d.三硝酸甘油酯的分子式为c3h5n3o9

分析:这个题目的答案为d.虽说是个选择题,但题目所要考查的知识十分全面.a选项考查的是有机物的系统命名法.b选项考查的是有机化合物之间的反应规律.相对于a选项本题的知识点较易掌握.c选项考查的同系物的定义.d选项则是考查有机化合物的分子式的书写.这个题目集合了有机化学的一部分知识点.有机化学基础涉及的有机物多,知识点多,记忆的内容多,但有机化学又有很好的内在联系和规律,如贯穿有机化学的一条主线是“具有相同官能团的一类有机物的性质相似”,只要掌握了这一规律就能“以一知十”.a选项的系统命名法是有机化学的基础知识,只有掌握了命名才不会颠三倒四、张冠李戴.有机化学物的命名不单单是选项中所包含的两个原则,它还涉及“官能团、主链最少碳原子数”等原则,在解答题目时应以结构为主题,将一些零散的知识串联起来.尤其是b项考查的是有机物不同结构所拥有的不同性质,如羟基可以与碱反应,酯基也可以与碱反应,在做题时不应只想到题目中的几个官能团,应尽可能多地罗列出课本中经常出现的官能团,掌握它们的性质.

对于将有机物的结构、分子式、性质及反应方程式一系列知识综合起来的题目,学生应进行综合解答.这就要求将某一单一有机物混乱的知识串联起来记忆,虽然毫无规律可循,但它跟有机物本身关系密切.在复习时,学生必须借鉴解答类似题目获得的经验和教训,在记忆某一有机物时应将其连串的知识当做一个系统来记忆,这样纵使题目万般变化也能抓住重点进行解答.打破有机物之间的限制,进行学科内综合复习,将知识系统化、条理化.有机化学知识点较多,在复习中可以通过分析对比、前后联系、综合归纳,把分散的知识条理化.

二、复习应兼顾习题

1.题目与知识相互融合巩固记忆

在复习备考时,记忆是关键,只有将知识点全部记忆下来考试时才能灵活运用.有机化学要记忆的东西是有规律可循的,有机物因结构、官能团的不同也会显现出各自不同的性质.有机化学的学习对学生的思维要求层次较高,学生必须具备思维灵活性、适应性,因而有机知识的记忆相对较难.经过实际的调查发现有些学生只是单纯地对照书本及笔记来疯狂地背诵,追根到底是因

为他们错误的记忆方法才导致记忆不够牢固.

习题和考试有着直接的联系,学生不应只针对课本和笔记来记忆,如能够对做过的习题进行复习记忆,那么他们的注意力得到了一定程度转移后兴趣也随之递增,记忆知识就会轻松许多.

2.复习习题能帮助学生改善不良的化学用语习惯

良好的化学用语习惯是学好化学的关键,化学不同于一般的理科科目,它有特定的化学用语.例如,水分子的书写如果不注意角标就很容易误解为另外的意思.那么,应如何培养良好的化学用语习惯呢?从复习习题出发,不失为一种策略.

有机化学的定义范文第2篇

[关键词] 有机化学教学;传统教学方式;多媒体教学方式;有机结合

[中图分类号] G642[文献标识码] C[文章编号] 1674-4721(2012)04(c)-0125-02

随着现代教育技术的发展,多媒体辅助教学在课堂教学中已被广泛使用。勿庸置疑,多媒体教学有其独特的优势,如多媒体课件能有效地将教学内容的文字、图片,与辅助教学的视频及动画有机组合,在短暂的课堂教学中尽显丰富多彩的立体教学效果,增强教学的趣味性,能将听、写、看等多种方式交互,这种模式能刺激学生学习兴趣,从而有效优化课堂教学,提高教学质量和效率。而传统教学中许多教学方法经过长期摸索实践,大浪淘沙,铸就而成,也有其独特的课堂教学魅力。那么今天的教学是一味追求多媒体教学手段,还是紧抓着传统教学手段不放?

为摸索培养创新型药学复合型人才的模式,以适应21世纪教育规律,本课题组成员较长时间以来在《有机化学》的教学中积极改革教学方法与教学手段,近5年来实施校级、省级教学改革课题5项,在传统教学与多媒体教学的教学改革实践中积累了一些心得体会与经验,与同仁分享。

有机化学是一门实践性强、理论性较高的基础课,是化学和药学相关专业的基础课,是考研必考科目之一,是一门十分重要的学科,深入医药、生物、材料、环保、能源、信息等领域,不断孕育着新的生机,但是由于课程本身的性质决定了有机化学的知识靠死记硬背是不可能掌握其精髓的,知识点的连贯性、分散性,是学生们普遍认为较难掌握的一门课[1-2]。因此有机化学的教学如何面向新世纪,跟上时代前进的步伐,就成为摆在我们面前的一个重要课题――如何在课时不断削减的情况下,面向新世纪,保证并提高有机化学课堂教学质量?因此我们需要正确认识多媒体辅助教学,在有机化学大课堂教学中把多媒体教学与传统教学有机结合起来,真正有效提高教学质量。

1 有机化学传统教学手段的优势与不足

传统教学的教学方式历经长久的传承与经验积累,有着其不可忽视的优势。虽然是靠着教师的口头讲授,黑板板书,学生靠着听讲,记笔记等手段来进行教学,但却给了教师和学生相对较大的自由度,不受固定的教学课件的约束。也正是这种方式更有利于师生情感的交流,有利于教师的因人施教,有利于教师的教学创新,利于教师和学生潜能的发挥。而且,由于课程本身的性质特点,在有机化学中有些知识点的讲授用传统的教学方式比起多媒体教学方式更有利于学生的理解与消化。

例如”板书”这一传统教学手段的应用。在讲解重要的反应事例和反应机制时,多媒体界面的频繁更换,有雾里看花的感觉,而教师一笔一划的板书过程能让学生有充足的时间来消化和思考知识点,能让学生对有机化学机制的详细步骤,化学键的变化,基团的迁移有更深切的理解。而即使在多媒体教学过程中,往往根据教学进程与需要,教师可以临场发挥,板书出课件上没有的例题让学生思考,不仅能活跃课堂气氛,还能缓解学生看课件引起的视觉疲劳。但是仅仅依靠一支粉笔一块黑板,和教师的口头讲解,对于有机化学中的许多内容如分子轨道的动态形成,分子的成键,分子中电子的分布,化合物空间结构等内容,任你讲得天花乱坠,手舞足蹈,学生仍觉得云里雾里,摸不着头脑,传统教学无法将动态的微观的世界生动直观形象地表现出来,是它最大的劣势。还有与教学相关的图片、视频等可以在短时间内传递大量信息的工具在传统教学中因场地、器材的缺乏而使用受限。

2 有机化学多媒体教学手段的优势与误区

多媒体教学是一种现代化的教学方式,有着信息量大,听、说、看多种素材成分结合,省时省力的巨大优势。并且,精美的课件,加上老师精辟深刻的论述分析,能够大大提高学生对问题的理解,增强课堂活力,激发学生的创造性思维[3-4]。例如,有机化合物复杂的反应历程一直是教学中的难点, 运用多媒体课件和相关的化学结构软件,演示出不可见的化学键与构型变化,能使学生对微观历程有更直接的了解。如大π健的形成、旋光异构体的对映关系,SPn杂化轨道的形成过程等,在以往的教学中这些分子的结构只能用静态的球棒模型来演示,他们的动态的变化只能凭借教师讲解以及同学们凭空想象。现在我们则利用多种化学软件来演示这些内容,让学生能在三维空间从不同角度来观察分子模型,在旋转和翻滚的动态分子模型中深入了解分子的空间结构特征与成键状况,这些教学的重点和难点则可迎刃而解。因此,在教学时数缩减,而信息量大增的趋势下要有效提高有机化学的教学质量与效率,多媒体技术的运用是非常重要和必需的,通过各种媒体手段的应用,将有机化学内容进行模拟仿真、创设情景,终化不可见为可见,化静态为动态,化抽象为直观。

但是多媒体的有机化学教学也存在不足。根据教学反馈信息,学生有时候比较排斥老师采用多媒体上有机化学课。一是使用多媒体时,一节课讲授内容较多,将许多重要的反应或实例一带而过有走马观花之嫌,很难突出重点;二是使用多媒体,学生用心听老师讲解知识点,而加之大量信息大,怕有疏漏,势必没有充足的时间写笔记,一节课下来可能回忆不起到底学到了什么;三是由于多媒体界面的频繁更替,过多动画、过于丰富的色彩变化,使得学生眼花缭乱反而扰乱了他们的思路。

另外,我们有些教师对多媒体产生了极强的依赖。课件一旦制作完成,便一劳永逸。从此再不备课,每次上课不用带教材与教案,看着电脑屏幕念一遍教学内容就算完事;数年不更新课件;从此不用研究教学方法,上课时坐在电脑前,低头看屏幕,把课件内容一字不漏读一遍即可;课堂上再不和学生交流,没有任何板书;久而久之,学生听课就象听催眠曲,这样的课堂教学谈何教学质量?谈何教学效率?而更甚者出现了在突然停电,电脑无法使用的情况下理不清教学内容,画不出结构式,写不清反应机制,板书也是没有头绪,竟然无法授课的现象!

3多媒体教学与传统教学必需有机结合,才能相得益彰,有效提高有机化学教学质量与教学效率

在使用多媒体课件授课时,必需有机结合传统教学,才能相得益彰,有效提高有机化学教学质量与教学效率。 对此,有几点体会与大家共享:

首先,作为教师,在上课时要保持较好的形象,要面对学生讲授,和学生有目光的交流和语言的交流,不要坐在电脑前低头念书。其二,教师与学生之间要有直接接触,要有感情交流,教师通过富有感染力的肢体语言,富有激情的言语,把传统教学的魅力充分展示,起到教学的主导作用,使学生寓学寓乐之中。其三,教师要根据各自的教学思路,适当改变多媒体课件的教学顺序,因此对课件要非常熟悉,加强课件的互动性;其四,要做到充分发挥两种教学方法的各自优势,在不同教学内容上自由切换教学方式,相互补充不足,相得益彰。例如对于反应定义,有机化合物的分类与命名等静态的内容尽可能发挥多媒体的作用,省时省力又美观;对于反应的机制,则在屏幕上除了动态展示之外,关键步骤应当用粉笔在黑板上更为详细地分解讲述,这样两种方法相得益彰,更利于学生对于难点的理解。为了扩展学生思路,在讲完某个内容之后,可以把联系密切的前后知识点作一些临时的总结与回顾,这样在黑板上临时写出几个例题让学生思考,有利于真实的前后贯通,举一反三。教师就有更大的发挥空间,更利于提高教学效果。其五,要充分利用现代信息技术,如网络、邮件等,把研究型学习引入有机化学的教学中。可以设置相应的情景,提出问题,引导学生通过网络、数据库寻找相关信息和文献,了解有机化学与相关学科的发展动态,加深对有机化学的了解与应用,并可以建立学习的网络平台,在线答疑等等,给学生创造自主学习、主动学习和个性化学习的氛围。

任何一种教学方法都不会是十全十美的。在有机化学教学中,多媒体辅助教学作为现代化的教学手段,具有较大优势,但多媒体技术无论其多么高明,并不能替代教师对课堂教学的指导作用, 如果使用不当,会对教学效果产生不良影响。只有坚持以学生为主体的教学理念,将这两种方式有机的结合起来,互相取长补短,才能使教学效果达到佳。并不断探索新的教学方法,充分发挥多媒体辅助教学和传统教学方式的优势,相辅相成,相得益彰,有效提高有机化学的课题教学质量和效率。

[参考文献]

[1]高巍. 传统板书与多媒体教学在大学有机化学教学中的平衡[J]. 中国科教创新导刊,2011,16:162.

[2]杜彩云,蔡冬梅,孟媛. 多媒体课件在农科有机化学教学中的应用[J]. 河北工程大学学报(社会科学版),2010,27(3):55-57.

[3]张西安,王凯. 多媒体在高等化学教育中的应用探析[J].开封大学学报,2009,23(3):62-64.

有机化学的定义范文第3篇

一、分类方法在有机化学学习中的运用

我们通过研究知道,同系物的概念是为了研究有机化学中的物质而提出的分类标准。在此之后为了研究的方便,有机物被分为烃(烷烃、烯烃、炔烃、苯及苯的同系物),烃的衍生物(卤代烃、醇、酚、醚、羧酸、酯)等各类物质。分类是为了将相关物质归类,其最终目的是让我们研究问题时能有举一反三、触类旁通的效果,有效地提高学习有机化学的效率,并解决因有机物种类繁多而无法系统研究的难题。

二、物性(物理性质)递变,化性(化学性质)相似

元素周期律表明,同一主族元素及对应的化合物性质存在变化规律,即随着原子序数变化,对应物质性质存在相似性和递变性规律。有机化学中是否也存在类似规律呢?比较发现,同系物中物质密度,熔沸点都随着碳原子数的变化而变化(如同系物中物质的熔沸点随碳原子数的增加而升高等)。对于烷烃、烯烃、炔烃、卤代烃、醇、酚、醚、羧酸等同系物,物理性质变化规律就可以轻松掌握了。对于化学性质,不难发现物质因含有特定基团,而表现出特定反应。也就是说同系物中化学性质存在相似性,因此只要研究一类同系物的代表物,我们就能推测特定基团(结构)所表现的性质。如甲烷因为碳原子饱和性,而易于发生取代反应,这样便可推知烷烃的重要化学性质就是取代反应;乙烯因存在双键,而易于发生加成反应、易被酸性高锰酸钾溶液氧化,这样烯烃的重要化学性质就是易于发生加成反应、氧化反应。我们一旦了解代表物的性质,就可以类推这类同系物的性质,体现出研究有机化学的特有的神奇效果——“举一而反万”。

三、江山易改,本性难移

再试着探究,之所以有上面“物性递变,化性相似”的结论,势必与官能团(特定结构)的存在有必然联系。要想清楚其中原因,先来剖析几个概念:1.官能团:决定有机化合物的特殊性质的原子或原子团。2.同系物:化学上,把结构相似,组成上相差一个或若干个某种原子团(中学阶段是CH2)的化合物互称为同系物。如果关注官能团与同系物定义中“结构相似”之间的联系,也就不难理解“同系物必须是同类物”这个观点了。如果思考一下乙烯之所以能成为烯烃的代表,也就不难理解乙炔与炔烃(乙醇与醇类、乙醛与醛类、乙酸与羧酸、乙酸乙酯与酯类等)相似之处。通过分析可以得知,同系物的相关变量对物质化学性质,可以认为不影响或影响很少,而真正影响化学性质的相关结构却基本不变;因此可以用“江山易改,本性难移”来阐述代表物与同系物化学性质之间的关系。不难发现由溴乙烷乙醇乙醛乙酸的反应过程到RCH2XRCH2OHRCHORCOOH的反应过程,是同样道理;我们可以由一元变为二元(二溴乙烷到乙二醇到乙二醛到乙二酸),甚至三元。实际上,我们也可以这样说,即使未知物与熟悉的典型代表物不是同系物,但它们具有相同特定的结构,在大多数情况下,我们也可以通过熟悉的代表物推测未知物的化学性质。

四、桔生河南则为桔,桔生河北则为枳

事实证明,甲苯中的甲基与烷烃中的甲基的化学性质存在明显不同。酚中的羟基与醇中羟基在化学性质上也存在明显的不同,甲苯、苯、苯酚三者分子中苯基性质也存在明显的区别。这些都说明了有机物分子定基团间相互影响的客观存在。正是由于基团之间的相互影响,我们才不得不把含有羟基的有机物进行再分类,一类是醇,一类是酚。由化学实验可知烷烃中甲基,不能被酸性高锰酸钾溶液等强氧化剂氧化;而甲苯中的甲基可以被酸性高锰酸钾溶液等强氧化剂氧化为羧基,这就是蕴含着“桔生河南则为桔,桔生河北则为枳”的道理。

五、牢记烃和烃的衍生物参照物通式的运用

我们知道烷烃的通式:,饱和多元醇的通式:。通过不饱和度的有关概念,即与参照物相比当多出一个双键或一个环,在组成上将要少掉两个氢原子。叁键相当于两个双键,即多一个叁键,将少掉四个氢原子。苯环的存在相当于四个不饱度的存在。由上可以轻松得出,烯烃或环烷烃的通式为;炔烃或二烯烃或环烯烃的通式为;苯及苯的同系物的通式为;醛或酮或烯醇的通式为;饱和一元羧酸,及饱和一元羧酸和饱和一元醇所形成的酯的通式为。

有机化学的定义范文第4篇

关键词:烷烃 问题导引式教学 自主学习 创新思维

一、教材分析

1.教材的地位和作用

本章知识起着链接初中化学和高中化学的作用,提供有机化学中最基本的核心知识,使学生从熟悉的有机化合物入手,了解有机化学研究的对象、目的和基本方法。本节集中介绍了烷烃、烃基、同系物、同分异构现象、同分异构体等基本概念、同分异构体的写法和烷烃的命名方法。其中有些概念在整个有机化学的学习中都要用到。烷烃同分异构体的写法为以后其他有机物的同分异构体的写法奠定基础。烷烃的命名,则是高中化学中唯一较系统地学习有机物的命名方法,它不仅是学生学习和认识烷烃所必需的知识,也是今后进一步学习和认识各类有机物名称的重要基础。因此,这一节的内容可以说是学生今后学习有机化学的必要环节。

2.教学目标

(1)知识技能目标

①使学生了解烷烃的组成、结构和通式;

②使学生了解烷烃物理性质的递变规律和化学性质的相似性;

③使学生了解烃基、同系物、同分异构现象和同分异构体;

④使学生了解烷烃的命名方法。

(2)能力方法目标

通过小组讨论、模型制作、分析归纳、提炼总结,教给学生科学的学习方法。

(3)情感态度目标

①通过同分异构体的写法,以增强学生严密的思维能力。

②通过创设问题情境,培养学生积极思维,勇于探索的学习品质。

3.教学重点

(1)同系物和同分异构体的概念和

判断。

(2)烷烃的性质、同分异构体的写法和烷烃的命名。

4.教学难点

同分异构体的写法和烷烃的命名。

二、教材处理

1.学生状况的分析及对策

知识:从化学键的角度理解甲烷的结构和碳的四价原则。

能力:初步具有寻找材料、制作模型、分析推理、归纳概括的能力。

心理:有机化学的学习给学生呈现了崭新的一页,从情绪和心理上都寄予认识的兴奋状态。

根据以上分析,制订的教学策略是提出问题―小组讨论―寻找材料―制作模型―分析归纳―提炼总结。让全体学生能够动脑、动手、动口,愉快自主的学习,培养学生对有机化学的兴趣。

2.教学内容的组织和安排

针对学生对知识的认识逐渐上升的原则,依据教材,让学生在生活中寻找材料,制作模型,在模型的制作中给学生设疑,让学生边动手制作边观察,分析理解烷烃、同系物、同分异构体等基本概念。从相同碳原子烷烃模型的不同结构的制作过程中归纳出同分异构体的书写方法和技巧,并给不同的结构想法给出名称,让学生掌握简单烷烃的命名。

三、教学方法

课堂上学生的思维往往是从任务或问题的提出开始的。本节课的教学以问题导引式为主导,通过设障立疑,造成学生对所学内容时时处于有问题可思,有矛盾待解的境地,从而促使他们积极思维,运用已学的知识和现有的能力解决问题。在设计中同时综合了其他教学方法。

四、教学过程

1.联想甲烷的结构,利用学生找来的材料,自己动手制作C2H6、C3H8、C4H10的球棍模型

提问:甲烷的结构强调碳的四价原则。在此基础上要求学生动手制作C2H6、C3H8、C4H10的球棍模型,并边制作边观察、分析、思考不同原子之间如何形成化学键,为引出烷烃的定义作铺垫。在此没有让学生观察课本给出的结构式,主要考虑到学生在动手的过程中更明晰地理解结构特点,这样引出烷烃的定义,学生更容易接受。

2.让学生把组装的模型想法呈现在纸上,从而引出烷烃的结构式,并让学生归纳随碳原子数增大,直链烷烃的结构式的书写规律

在书写过程中学生发现含多个碳原子烷烃结构式十分繁琐,需要简化。

3.学生在书写直链烷烃的结构式的过程中找到了规律

4.让学生把举例中的结构式改写为结构简式

在改写过程中了解结构简式,要求从中发现规律,引出同系物的概念。

5.同系物的概念中强调了结构相似,学生对结构决定性质的关系很清楚

在学生清楚关系的基础上,认识烷烃的性质,尤其是化学性质的相似性很合理。

6.从列举的烷烃的分子式中找规律

从多角度探究物质的规律是常见的思维方式,所以从分子间组成规律的探讨转向分子内组成规律的挖掘,学生很容易理解,在分子式的基础上归纳烷烃的通式。

7.给出学生一个分子式C5H12,让学生用自己准备的材料制作结构模型

学生通过自己动手制作了三种不同的模型,适时给出学生同分异构现象和同分异构体的概念,在此基础上列举几例,学生很容易理解同分异构体式有机物种类繁多的原因之一。此后,让学生要得到同一分子的不同结构,在制作模型的过程中做了如何的处理,并把得到的戊烷的不同模型的结构式写出来,目的在于训练学生将实验模型转化为头脑中的思维模型,在转换的过程中提炼出同分异构体的书写方法、技巧和

规则。

方法:简短碳链法。

技巧:只写碳骨架,氢原子依缺添补。

原则:碳链由长到短,支链由整到散,位置由心到边,排布由邻、对到间。

8.在同分异构体的写法练习时写出了几种不同的烷烃,这时学生自然想到对这些烷烃如何称呼

要对不同的结构给出合理的称呼,引出了烷烃的命名,CH4为什么叫甲烷?C2H6、C3H8呢?学生自然会联想到乙烷、丙烷,学生得出习惯命名法后发现这种方法对很多结构是不适用的,想到了普遍适用的方法――系统命名法,遵循“长,多,近,小,简”的原则。

教学至此,小节本节内容:

课堂练习以判断同系物、同分异构体和烷烃的命名为主。

本节课的教学设计是按照概念的学习过程和知识的逐层推进完成的。设计中运用了“问题导引法综合其他教学方法”,通过一连串精心设计的连贯问题,引导学生思考、分析、归纳,主动参与学习,构建自己新的认知结构,从中轻松愉快地获得知识。

有机化学的定义范文第5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。