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有机化学的运用(合集7篇)

时间:2024-01-16 10:20:56
有机化学的运用

有机化学的运用第1篇

关键词:微粒作用观;键的极性;醇的化学性质

文章编号:1008-0546(2017)01-0008-03 中图分类号:G632.41 文献标识码:B

doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2017.01.002

对于《有机化学基础》的学习,学生普遍感到比较困难。难在什么地方呢?有机反应纷繁复杂,方程式记不住;虽然知道结构决定性质,但官能团到底如何决定有机物的性质,学生并不理解;认识到某种官能团可能具备这样的性质,但利用已有的共价键的知识从结构解释原因还是难,预测有机物的性质就更加盲目。笔者结合“醇的化学性质”的教学,想就微粒作用观在有机化学教学中的运用和大家讨论如下。

一、微粒作用观的内涵

中学化学教育的一个首要任务就是使学生能够建立物质的微粒性认识,能够从微观(分子、原子层次)的角度认识、理解一些自然现象及其变化的科学本质。物质的微粒性认识和微观角度的核心是理解微粒作用观,其基本要义是:(1)不同层次的微粒本身是有结构的,微粒结构就是内部微粒间作用的结果,如甲烷分子有一个碳原子和四个氢原子构成四面体型分子,中心碳原子通过4个sp3杂化轨道分别与四个氢原子形成极性共价键;(2)微粒之间存在着作用,如果是分子之间的相互作用就是分子间作用力 (包括氢键),如果是原子之间则是共价键;(3)物质变化的自然趋势是“强”作用代替“弱”作用,也就是朝着能量低、稳定性好的方向发展。

二、微粒作用观在有机化学教学中的教学价值

有机物绝大多数是共价化合物,分子间的相互作用为分子间作用力(包括氢键)。有机分子间的作用力实质就是微粒间的电性作用,有机物的分子一般极性较小或者没有极性,这就意味着有机分子间的作用弱,所以有机物的熔点一般较低。如果有机物分子间形成氢键,意味着分子间的作用变强,则沸点会升高,如醇的分子间可以产生氢键,使得醇的沸点比相对分子质量相近的烷烃高。总之,分子间的相互作用会影响有机物的部分物理性质,借助于微粒作用观可以解释有机物物理性质的变化规律。

有机物大多数以共价键结合,可以认为有机化学是研究共价键化合物的化学。有机反应的过程,就是旧共价键断裂、新共价键形成的过程。若有机物分子中某些共价键的键能较小,就是说原子间的作用较弱,那么当它与其他试剂作用时就容易断裂;或者说形成新的作用强,那么它就容易形成;这些都有助于有机反应的发生。

三、“醇的化学性质”对促进“微粒作用观”观念建构的分析

1. “醇的化学性质”所承载的化学观念

和烷烃的结构对比,在醇分子中,由于活泼非金属元素氧的存在,使得某些化学键的极性发生变化。醇分子中氧氢键、碳氧键及α-C上的碳氢键、β-C上的碳氢键均为极性键。在有机反应中,由于微粒之间的相互碰撞,极性键就容易断开。结合醇与活泼金属的置换反应、与氢溴酸的取代反应、浓硫酸存在时的消去反应和与氧气的催化氧化反应,可以很好地印证极性键在有机反应中容易断裂的结论。

2. 教学知识结构图

3. 教学实施活动

(1)教学思路及教学结构图

对于醇的化学性质的教学,它的起点是必修2乙醇的部分性质。选修5重点学习醇类物质的性质,或者说是基于官能团的学习。关于有机物化学性质的学习,学生已经积累了一些经验,也形成了一套有效的学习方法。所以本节课设计了开放性问题,让学生自己研究醇的性质,研究的基础是对饱和一元醇的分子结构进行充分的分析,基于极性键在化学反应中容易断裂展开,最后讨论交流,教师展示实验进行验证的教学思路。

(2)主要教学活动设计与实施

(3)醇的化学性质教学效果测查与分析

首先,这种授课的方式――“基于观念建构的化学教学”使学生能够接受,学生愿意学到一种方法而不是某一个具体的知识点。本节课的基本观点是从结构推测性质,学生可以理解。有机化学的核心思想就是结构决定性质,通过本节课的教学,学生普遍感到这一学科思想更加清晰。但是,分析到键断裂时到底发生取代反应还是氧化反应,学生拿不准;发生取代反应时,到底是取代氢原子还是取代羟基,学生也不明白。所以,有机化学的教学,从结构的视角分析问题是可以的,但是老师适当的引导也是必需的,而不能完全放开让学生自学,否则学生还会臆造出“古怪”的化学方程式。

有机化学反应的机理非常复杂,中学教学的一个基本要求就是复杂问题简单化。极性键在有机反应中容易断裂,极性越大越容易断裂,这一点是符合科学实际,也能够为中学生接受。但是,断键之后发生什么类型反应,还要结合反应物、反应条件、生成物等多方面考虑。如乙醇与浓硫酸混合,如果是分子内脱水,形成了不饱和键,则为消去反应;如果分子之间水生成乙醚,则为取代反应。还有,乙醇与氢溴酸发生取代反应时,学生容易写出用溴原子取代羟基氢的反应,那就要考虑取代基团之间化合价相等,同时电性也要相同,这样才可以取代的基本原则了。

四、微粒作用观在有机化学教学中运用的几点启示

1. 有机化学中的微粒作用观要特别关注基团间的相互影响

有机化学中微粒作用观的层次有分子间的作用力、原子间的共价键,还有基团(原子团)之间的相互作用。对于中学生来说,基团之间的相互作用是难点。水分子、乙醇分子、苯酚、乙酸分子中均有官能团羟基,但是这四种分子中羟基氢的活泼性却不同。乙醇分子中由于乙基的推电子效应导致―O―H键极性变弱而比水难电离;而苯酚分子中由于p-π共轭效应导致―O―H键极性变强而易于电离显酸性;在乙酸分子中,由于羰基的吸电子效应,使得与羰基相连的―O―H键极性变强,易于电离显酸性。如果学生除了体会到分子间作用力、化学键外,还能体会到基团之间的作用,这样才能说微粒作用观的建构是较为成功的。

2. 在有机教学中引入微粒作用观的时机要符合学生的实际

化学观念的建构不能一蹴而就,不能急于求成。任何一个化学观念都是蕴含于具体的化学知识当中并借助于它们表达出来,学生需要对化学知识的深刻理解和反思应用,才能形成化学观念。在烷烃的取代反应中,其实就是极性键断裂,但是不建议从微粒作用观的角度进行理解。烯烃中碳碳双键的加成反应,也是由于π键的电子云重叠的面积小,作用弱而易于断裂,但是仍然是让学生感受,而到炔烃的性质时,学生有了积累,慢慢就可以悟出其中蕴含的微粒作用观,到了芳香烃的教学中,还可以发展微粒作用观,引出基团间的相互作用。

3. 微粒作用观是有机化学中宏观和微观转化的桥梁

《有机化学基础》的核心内容是组成、结构、性质、制备和应用。组成和结构是基础,是性质和变化的根本原因;性质和变化是表象,是组成和结构的体现;性质还决定了有机物的制备和应用。“结构决定性质”是有机化学的核心思想,掌握通过结构预测性质,通过性质判断结构的方法,对于有机化学的学习至关重要。而要知道结构如何决定性质,就必须理解微粒作用观,要从结构科学地预测性质,减少预测的盲目性也必须用好微粒作用观。透过宏观现象看到的微观本质就是微粒作用观。

致谢:感谢2014年北京市级学科带头人及骨干教师高级研修“化学观念教学研究”工作室全体老师对醇的化学性质教学设计和本文悉心指导。

参考文献

[1] 梁永平.微粒作用观的科学价值及其科学建构[J].化学教育,2003(6)

[2] 何彩霞.关注学生认知发展的化学教学――以“乙醇”为例[J].化学教学,2013(12):29~31

有机化学的运用第2篇

关键词:“互联网+”;高校有机化学实验;教学运用

0引言

在现代高校教育改革发展中,“互联网+传统教育”是一种广泛采用的新型教育方式,基于互联网信息技术辅助下,高校教师和学生能够利用好自身的碎片时间展开自主学习,从而弥补自身教学与学习发展的不足之处。虽然说与西方发达国家相比较,我国互联网教育发展水平相对落后,但是各个地区高校还是必须高度重视互联网技术在实践教学中的运用工作。高校要结合自身情况和条件,适当加大对互联网教育平台的建设投资力度,积极引进利用各项多媒体信息技术和计算机网络技术,引导有机化学实验教师利用互联网资源开展多元化实践活动,提高课堂教学质量和效率。

1高校有机化学实验教学与互联网+技术的融合

伴随着我国互联网技术的不断完善,互联网技术被广泛应用在高校专业教育中,同时多种多样的教学视频也出现在各大教育网站中。因此,高校在有机化学实验教学中要充分发挥出互联网+技术的优势作用,教师可以结合课程教材内容和学生学习需求特点,有针对性地引进应用教学视频,在课堂上利用多媒体设备呈现在学生面前[1]。就比如,高校有机化学实验教师将“从茶叶中提取咖啡因”这个经典有机化学实验视频引入到课堂中进行科学讲解,引导班级学生进行认真观看视频,观看视频后组织学生以小组形式进行相互讨论交流,并鼓励学生大胆发表对实验视频的想法和观点,指出该实验的有点和不足之处。在这样的视频学习过程中能够有效加深对实验的理解记忆,培养学生良好的思考分析能力和问题解决能力。高校还需积极建立起功能完善的有机化学实验多媒体教室,结合市场对化学专业人才的要求,科学设置有机化学实验课程内容和教学目标。有机化学教师要引导学生在多媒体教室开展互联网视频教学,促使学生能够通过观看各种有机化学实验视频掌握了解到最新的实验知识和技能,促进学生有机化学实验学习的全面发展。高校还需在有机化学实验室周边设置无线网,让学生能够在有机化学实验学习中利用网络手机查阅相关信息资料,优化设计实验方案,培养学生良好的实践创新能力。

2高校有机化学实验教学与多媒体技术的融合

在传统有机化学实验教学中,教师往往缺乏一定的创新意识,有机化学性质实验基本都是机械照搬模仿的教学方法,这样会导致消耗大量的化学药品试剂,并产生大量有毒有害物质,不利于绿色化有机化学实验教学发展目标的实现。针对于此,高校领导要加强对有机化学实验教师的科学指导工作,通过组织教师参与到专业化有机化学实验培训教育活动中,不断提高教师的业务能力和综合素质,能够认识到创新实验教学方法的必要性,通过将多媒体技术应用在有机化学实验教学中,结合实验项目内容和教学目标,合理制作相关的有机化学实验多媒体课件视频。此外,高校有机化学实验教师还可以学会运用虚拟技术引导学生展开虚拟实验操作,促使学生利用计算机仿真软件在多媒体屏幕上“做实验”[2],这样有利于学生在实际环境中进行实践实验操作时,清晰直观了解到实验原理、步骤以及装置结构等,并且还能够有效提高学生的计算机技能应用能力。有机化学实验教师可以采用案例教学法,以蒸馏、分馏实验为例,如果液体混合物中各组分沸点相差不大,如果实验人员只是采用简单蒸馏法则无法进行精确分离,此时就必须合理采用分馏方法。在蒸馏、分馏实验案例介绍中,有机化学实验教师可以事先下载好有关介绍实际生活中化工厂的蒸馏塔、分馏塔装置结构的动画视频,然后在课堂上利用多媒体设备向学生进行播放演示,详细讲解装置各项功能、操作原理以及操作过程,这样不仅能够帮助学校减少更多成本支出和废物排放,还可以散发学生的创新思维,激发学生的实践创新精神,培养学生良好的有机化学实验学习兴趣。

3高校有机化学实验教学与互联网+APP技术的融合

在高校有机化学实验实践教学中,教师还需充分发挥出互联网+APP技术的作用,加强对有机化学实验教学的创新改革工作,持续优化改善有机化学实验教学内容和专业课程。首先,有机化学实验教师可以借助互联网+技术搜索下载与课程内容相关的视频、图片文字信息资料,并结合学生学习需求和课程教材内容优化设计实验教学方案,确保能够制作出精美PPT和视频,提高实验课程的教学质量和效率。然后,高校有机化学实验教师还可以利用手机APP加强与学生亲密互动交流,通过组建班级微信交流群、创办班级微博号等方式,教师则可以在对应的软件平台上有机化学实验学习任务和目标,并向学生分享实验操作视频,让学生使用个人手机提前观看本节课堂需要进行的有关实验视频,这样能够确保学生提前掌握了解到相关实验内容,如果存在疑问还可以向教师进行反馈寻求帮助,或者自己利用互联网技术进行搜索查询相关资料解决实验问题。高校有机化学实验教师将互联网+APP技术应用在实践教学中,能够有效调动起学生学习的积极性和主动性,促使学生学会自主思考分析问题并解决问题。

有机化学的运用第3篇

【关键词】比较教学法 概念 有机化学 研究性学习 教学设计

【中图分类号】G712 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2013)11-0173-02

一 前言

何为有机化学的比较法教学?简言之,就是将两种或两种以上的化合物结合在一起进行教学,找出其分子结构中的相同点和不同点,通过比较、鉴别,使学生掌握知识的一种教学方法。比较思维是一种创造性思维活动中常见且行之有效的思维方法。采用比较法进行教学,其目的就是注重培养和发展学生的比较思维能力,让学生学会将所接触到的看似孤立的知识协调起来,并进一步加工处理,从而构建逻辑化、系统化的知识结构。有机化学主要研究有机化合物的结构、性质、合成及相互联系的变化规律等。而有机物的种类多,性质复杂,结构上的微小差别,在性质上的表现会大相径庭,有机化学最重要的规律是“结构决定性质”。

对于药学系列专业的学生来说,有机化学对于后续课程的学习、对于专业能力的培养有着非常重要的地位。因其是专业课药物化学、药剂学、药物商品学等后续课程的基础,专业的综合知识与素质又要求学生具备根据药物的分子式分析处方是否存在不合理的用药配伍。所以,对于“结构决定性质,性质反映结构”的有机化学核心思想必须内化在他们的知识系统中。

二 在基本概念上的教学

所谓概念,就是反映客观事物的本质属性的思维形式,把同类事物的本质共性集中起来,加以概括形成的。在教学过程中,灵活运用比较思维法,诱导学生辨析貌似不同实有联系的问题,可促使学生准确地掌握概念的本质,且印象深刻,事半功倍,不容易遗忘。

三 对官能团结构进行分析

所谓官能团是指能决定一类有机化合物的化学特性的原子或原子团。有机化学理论认为,有什么样的官能团就有什么样的性质。那么,在学习药物化学的过程中,我们只要分析化合物的结构特点,就可以知道它们的性质,以及避开那些不合理的药物配伍了。也就是说,如果能够理解“结构决定性质”这一有机化学的核心思想,那么在后续课程的学习中,知识的迁移会变得较为容易。

我们仍以碳碳单键、双键、三键为例,通过它们在结构上的比较来分析理解官能团的结构如何影响化合物的性质。

六 利用比较法指导学生进行研究性学习

比较教学法的目的在于从引导学生发现问题、分析问题入手,着重培养他们的思维能力;研究性学习的目的也主要是培养人的思维与逻辑能力,两者有着共性;对于药学系列专业,后续课程药物化学、分析化学等,在一定程度上可以看做是有机化学的延伸。所以,我们可以通过课堂练习与课后习题,对不同类别的药物,在有机化学的教学平台上进行研究,既可加深对有机化学知识的理解,也可培养学生解决实际问题的职业能力。

七 结束语

在教学过程中,应根据教材的内容、教学目标和学生的认知水平与特点,灵活运用对比教学法,循序渐进,以便使学生能够更好地认识事物的现象和本质,达到相应的教学目的。以下是进行比较教学时应该注意的几个方面:

第一,比较的目的要非常明确,每组比较的对象及内容不宜太多,否则学生很容易对所讲述的各对象和内容产生混淆,从而造成识记障碍。

第二,要考虑教学内容之间有无可比性,勿生搬硬套。一般而言,在同类物之间进行比较,简单明了,也容易达到预期效果,但是进行迁移比较时,因为是进行不同类之间的比较,抽象性较强,所以在教学过程中,如果不将它们之间的某一相同的属性或特征清楚地提取出来,并加以强调,则会让学生感到不知所云,甚至会造成思维混乱。

第三,在详细分析比较之后,应引导学生进行必要且有效的归纳总结,使其概括思维能力和抽象思维能力得到充分发展,否则就不可能达到理想的教学效果,甚至会增加学生的学习负担。

第四,运用比较教学法要讲究科学性,不应追求形式。在运用比较法进行教学时,应认真且合理地进行教学设计,这样才会真正有助于学生认知、识记及思维能力的培养。

有机化学的运用第4篇

关键词:生活化;实验教学;有机化学;运用

职业学院的学生大多与高中生年龄相仿,但由于专业和学制的限制,职校学生只在第一年学习基础的化学知识。化学作为一门基础的专业课程,课程较少,学习并不深入。另一方面,很大一部分职校学生的化学基础很差,在初三时接受的应试教育未能培养出他们对于化学的兴趣与热爱,甚至有少数同学对于化学的学习出现排斥心理,不愿意主动学习化学。特别是针对有机化学这门课程,官能团多种多样、碳链结构太长、命名过于复杂、化学方程式记忆难度高、在没有找到规律的情况下,学生学好这门课程的难度很大。假如按照一贯的教学方法开展教学,只能让学生感受到实验的热闹,并不能传授给学生相关知识。

1“生活化”教学模式的提出

1.1化学与生活密切相关

一切生命都是由有机物构成的,我们的生存处处离不开有机物,我们生活的环境和依赖的能源物质也都是由有机物质构成,这是无可置疑的事实。教师用从学生的生活入手,从衣食住行方面教育学生学习化学的重要性,帮助学生了解有机化学对于人类生存的重要意义,激发学生的学习热情,促进学生化学专业素质的快速提升。

1.2知识必须生活化

化学与生活息息相关是有机化学学科的重要特点之一。化学知识来源于日常生活,又应用于解决日常生活的种种问题,教师在教学过程中应当通过生活问题讲解化学知识,在还原生活的同时完成化学教学。以发展的目光看来,化学实验已经不再只是帮助学生学习化学知识的直接手段,实验教学已经具备了激发学生学习兴趣、提升学生科学素养、培养学生问题解决能力等多种教学功能。化学实验能够吸引学生兴趣,让学生慢慢爱上有机化学的学习,培养学生在生活中应用化学知识的意识,帮助学生意识到有机化学的价值,强化学生的学习动机,为日后投身社会建设打下坚固的基础。

1.3教师专业成长需要生活化

为了让学生充分理解有机化学与日常生活的密切关联,化学老师自身需要具备强烈的生活实验教学意识,使用科学的实验方法进行娴熟规范的实验操作展示,并且长期坚持亲身参与化学实验科研教学之中,如此才能提升自身实验教学的能力,教师和学生之间形成教学相长的氛围有利于培养学生的创新意识和实践能力。

2“生活化”教学模式的运用

2.1好习惯成就未来

有机化学药品大多易燃易爆,具有腐蚀性、毒性、挥发性等特点,如果实验药品管理、使用不当,不仅会造成环境污染、药品浪费,还极有可能引发安全事故。鉴于中职学生在初中阶段没有经过专业的试验训练,安全意识、操作能力、实验习惯等都较为薄弱,针对这一现象,实验教师应当加强实验药品的管理,加大实验过程中的监督力度。首先,应给学生灌输勤俭节约的意识,其次,在进行实验指导的过程中,应当监督学生的药品使用剂量,另外,针对可以重复使用或循环利用的实验用品,教师应当组织同学进行收集。在培养学生实验操作能力的同时,培养学生勤俭节约、爱护环境的意识,帮助学生养成良好的实验习惯。

2.2配合教材内容开发生活化实验

有机化学教程的前半部分主要是讲解了各种官能团有机物的性质结构,相关实验也都是有机物性质的验证实验,这些实验操作简单,用时较短,同时不能让学生感受到有机化学的实用性,长此以往,学生对于有机化学的学习兴趣就会大打折扣。针对这一情况,可以结合实验室的具体条件,设计一些简单有趣的生活实验当作课堂实验的补充学习,能够取得良好的效果。

2.3关注学生的生活

中职学校的学生正处于青春期,这个时期的孩子都非常在乎自己的形象。为了使学生们喜欢上有机化学的学习,应当针对学生们的需求开展教学,解决他们身边的实际问题,使学生们领悟到化学就在身边,是一门大有用处的学科。例如,蛋白质是人体细胞的物质基础,氨基酸又是构成蛋白质的必需物质,有一部分氨基酸是人体不能自身合成的,必须通过外部摄取获得,有一部分同学为了保持良好的身材,进行节食或是不摄取肉类,假如不另外补充其他蛋白质,就会出现免疫力下降等情况,对身体健康造成威胁。

3结束语

在生活总结合化学知识解决问题,使学生主动加入到学习中,感悟有机化学学习的价值,并在生活中做到学以致用,在完成教学知识传授的同时达成培养学生学习热情的目的。因此,生活化模式的实验教学十分适合于中职学生。

作者:李玲 单位:四川卫生康复职业学院

参考文献

[1]张元志.化学实验教学的改革[J].安徽职业技术学院学报,2012,(4).

有机化学的运用第5篇

1.1煤焦化所谓煤焦化,指的是在具体的煤炭生产加工领域,工人通过将煤隔绝空气的方式,加以强热反应,促使其不断的反应分解,最终获得相应的化工产品。工业上又称之为煤的干馏。通过煤焦化反应后,其产出的产品主要包括煤焦油、焦炉气、焦炭及精氨水等化工原料。这些产品中焦炭可以直接代替原煤用来燃烧供热,并且其在供热与环保方面大大优于原煤,同时其他的几样产品也可以广泛运用于医药、农药、燃料、化工等多方面行业,这在一定程度上大大缓解了我国能源不足的缺憾。煤气化所谓煤气化,其指的是在高温的条件下,将原煤放置于气化剂中,通过特定的化学反应,以此实现固态碳向可燃气体混合物的热化转变。在实际生产中,采用的

气化剂有二氧化碳、空气、水蒸气等,它们在热化反应中都可以很好的与煤炭发生非均相反应,最终以获取得到相应的气体燃料。在现今专业煤气化工厂中,采用的煤气化手段主要有鲁奇加压气化气、固定床常压气化气、德士古流床气化气等方法,这些方法对实现煤气化高效生产起到了很多的积极作用。

1.2煤液化所谓煤液化,其指的是在工业加工中,通过加入特殊化工试剂或进行特定化学反应的方式,将原煤中有机质向流质产物转化的过程。现在主流的煤液化主要是将煤炭有机物向液态碳氢化合物转变,通过这样的方式,能大大提高煤炭燃烧利用率,实现煤炭对于石油及其制品的替换,进而极大的缓解当下我国由于石油危机而引发的经济波动。在实际煤液化生产过程中,主要可将煤炭液化分为直接液化和间接液化两种,这两种方式虽在具体的加工制作中有所区别,但最终对于实现煤炭高效利用都起到极为积极的影响[3]。

2有机化学在煤炭业发展应用的意义

2.1有效提升煤炭资源利用率随着有机化学在煤炭资源利用方面的逐步开展,在现代煤炭开发利用领域,可以采用不同的技术对不同的煤种加以处理,以此实现对不同质量的煤炭资源合理而高效的全面利用。同时煤炭化工还强调对于化工生产过程中所产生的副产煤气、燃烧灰渣等废物,同样也要实行进一步的收集,最终统一加以利用处理,通过以上手段最终可以有效的实现对于煤炭资源的全面利用。

2.2实现煤炭对于石油经济能源地位的取代我国作为一个拥有14亿人口的大国,每天对于能源的消耗非常巨大,而现今国际石油市场的紧张,使得我国经济的发展受到了很大的威胁与影响,此时煤炭化工产业的提出为“煤制油”的设想理念及实际产品的生产,为实现我国未来煤炭资源对于石油经济能源地位的取代起到了积极的影响作用。如此以来就可以极大的促进我国经济能源依赖由原来的国际石油依赖,向本国庞大的煤炭资源偏移,有效的实现自由的优化配置,提高企业发展的综合经济效益。

2.3充分发挥人力资源在具体煤炭生产开采利用过程中,通过煤化工新型产业链条建立,可以有效地带动其原有的资源加工业、生产设备生产业、煤炭开采业、装备制造业、矿井设施建设业、煤炭运输业以及相关的众多服务业的发展,极大地扩张了企业的规模,提高了当地生产就业机率,进而充分发挥出了我国丰富的人力资源优势。同时还可以发现,新工业的产生与开发相应的也减少了社会上因失业、工作压力问题而引起的社会不良影响,进一步促进国家社会的稳定,实现国家经济和谐而高效的发展。

3有机化学生产在煤炭行业发展趋势

3.1传统有机化学生产在煤企发展应用中存在缺陷在近代煤炭企业开采加工的过程中,有机化学在一定程度上对煤炭能源的综合利用起到了一定的积极促进作用,对其能源高效化产生了很大的积极影响。但具体结合于煤化工企业实际生产流程及国外同行知名企业的总体发展水平而言,我国传统的有机化学生产在煤炭行业的发展应用还存在着很多的不足与缺陷。其主要表现在我国现今大多数煤炭工业所采用的有机化学技术水平不高,其发展进步缓慢,同时相应的技术开发机制发展也很不完善,这些极大地制约了煤化工企业未来的发展与经营。

3.2未来有机化学生产在煤企发展中的改革与创新

3.2.1充分利用高新技术,实现企业高效化生产通过借鉴国外的先进技术,不断改良自己企业化工生产能力,实现对不同煤质、煤种有针对性化工转化,提高煤炭能源利用率,同时通过采用能源梯阶的方式,对煤炭产品生产结构予以分析,优化改革化工制作工艺,以此实现煤炭企业整体经济效益的提升。同时,在煤化工企业之间,还可以通过现代信息交流技术,实现企业间及时的交流沟通对话,进而实现对现代煤化工产业化的建设。

3.2.2合理搭建集约型平台,促进企业集群化发展可以通过建立大型煤化工企业及相应周边小加工工厂的方式,搭建起煤化工企业集约型发展平台,以此构建起大型的煤化工产业基地群落,实现有机化学在煤炭企业生产发展的全方位渗透影响,大大提升企业与企业之间的配合,节约有机化工生产的成本,进而促使煤化工企业产品质量高效高质发展[4]。

3.2.3改良经营模式,促进企业生产环境友好转型在实际生产中,煤化工企业可以通过改良其化工生产经营的方式,在实现对经济能源效益提升的同时,提高资源综合利用率,提高污染治理力度,实现对污染物排放量的控制,进而间接性的完成对环境的保护工作,实现煤炭企业向环境友好型方向转变。

4结束语

有机化学的运用第6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。

有机化学的运用第7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。 转贴于

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。