在高中教學中引入高校知識的必要性探討論文

  高中教育是基礎教育階段的一部分,從2004年高中新課程教學改革以來,高中教育階段一直備受研究者們的關注,而與高中教育階段之間的銜接也日益受到重視,高中與大學之間的教材銜接是教育銜接研究中的一個重要部分。以下是小編為大家精心準備的:在高中教學中引入高校知識的必要性探討相關論文。內容僅供參考,歡迎閱讀!

  在高中教學中引入高校知識的必要性探討全文如下:

  摘要:有機化合物基團的相互影響,高中教學中引入高校教材必要性,有機化合物的變化規律,醇類物質的性質

  關鍵詞:有機化合物;高中教學;醇類性質

  隨著這些年新課改的不斷深入,化學教學中存在著很大的挑戰,由於在新教材中出現了很多大學化學裡面的內容,如熵、焓、吉布斯自由能等理論,在選修三《物質結構與性質》中出現了核外電子排布的知識,雜化軌道理論,MO理論等,我在教學過程中,發現有很多學生有一種打破砂鍋問到底的精神,對此,我在充分鼓勵學生的同時也在思考一個問題,究竟哪些知識點應該給學生補充,以下是我對有機化學教學過程中的一點點思考,想與各位同仁前輩們共同探討,不當之處請多多斧正。

  一、在有機化學教學中引入量變和質變的辯證關係

  量變到質變,又由質變到新的量變是自然界普遍存在的規律。有機化學中的每一個同系列都是由量變到質變的證明。“每增加一個CH2便形成一個和以前的物體在質上不同的物體”。隨著CH2的增加,碳原子彼此間形成長鏈,碳鏈的形成、增長和分支過程,造成了有機化合物無限複雜和發展的條件。

  物質的組成是包括質與量兩個方面的。很明顯,質不同,當然不是同一化合物,質相同而量不同也不是同一化合物。烷烴的同系物,雖然都是由碳和氫構成,但由於碳和氫的個數不一樣,所以是不同的化合物,這是量變引起質變的證明。組成相同的有機物也不一定是性質相同的化合物,因為還存在同分異構現象。

  同分異構體的存在是由於量變引起質變的具體體現,相同碳原子數的烯烴和環烷烴、醇和醚、醛和酮等等,它們的組成相同,究其組成來說是統一的,從構造來說,則是矛盾的。有機物分子中原子間連線的方式和次序不同導致物質的結合能不同,致使其性質上的迥然不同。

  自然科學領域的內容貫穿著由量變到質變的規律。在講授如乙烷、乙烯、乙炔分子時,應適當引入鍵的極性的知識。這是因為碳與氫成鍵時,碳採取的雜化軌道不同,雜化軌道中所含的s電子雲成分從四分之一增加到二分之一***量變***,致使碳氫鍵的σ電子雲更靠近碳原子核而遠離氫原子核,造成了性質的變化。同樣甲醇、乙醇、丙三醇、葡萄糖等物質雖然含有羥基,但結構不一樣,因此它們的性質也不一樣。這些事實都可以揭示量變到質變的規律。

  二、芳香化合物基團間的相互影響

  有機化合物分子中各原子之間***或基團之間***,都是互相影響的,並且表現的十分明顯。在講述芳香族化合物時,應當適當給學生拓展一些知識。我在上課的過程中,有學生這樣提問:為什麼酚羥基上的氫原子比醇羥基上的氫原子更活潑?這是因為羥基所連線的基團不同,所以互相影響的結果也不相同。在苯酚中,和苯環相連的羥基氧原子上未共享電子對的p軌道能與苯環上的大Π鍵的Π電子軌道重疊而形成p-Π共軛體系,產生離域現象使得氧原子上參加共軛的p電子雲密度降低,從而增加了羥基上氫氧鍵的極性,氫成為質子的趨勢增加而顯弱酸性。一元醇雖然也有羥基,由於烷基對羥基的影響較弱,恰恰相反,隨著烷基的增多,醇的相對酸性反而減弱。

  當苯酚的苯環上有硝基時,由於硝基是一個吸電子基,通過共軛效應和誘導效應,使苯環的電子雲密度降低,尤其是鄰位和對位電子雲密度降低得更多,導致氫氧原子之間成鍵的電子更偏向於氧,更有利於氫原子電離成質子,故酸性增強。

  苯環能影響羥基,羥基同樣也可以對苯環產生影響,如:苯一般不跟溴水反應,只有當鐵或三溴化鐵作催化劑的條件下,苯才能和液溴發生取代反應,生成溴苯。而苯酚卻不同,能很活潑地跟溴水發生苯環上的親電取代反應,反應過程既不需要液溴,也不需要鐵催化。不僅如此,而且使用過量的溴水還會生成三溴苯酚的沉澱。

  無疑,這是苯酚分子中的苯環上氫原子比苯分子中氫原子具有較大活潑性的緣故,而這種較大的活潑型是受羥基影響所導致的。

  在講述這部分知識時,難度不以拓展過大,如果過多的引入位阻效應和電子效應的話,本堂課就顯得有些畫蛇添足了。

  三、醇類物質的性質

  結構決定著物質的性質,由於有機物結構的不同,導致各物質在性質上有很大的不同,即使是組成和結構相同的有機物在不同的外界條件下支配下,往往表現出不同的性質。眾所周知,許多醇在濃硫酸的作用下,能發生脫水及酯化反應。醇之所以可以發生這些反應,是其分子中含有羥基的緣故,碳原子數相同的醚類物質,是沒有醇脫水及酯化反應的性質的。顯然,醚中沒有羥基的存在,是不可能發生脫水及酯化反應的。

  那麼,反應的具體產物是什麼呢?這取決於溫度等外部條件***外因通過內因起作用***,下面以乙醇為例,談談反應歷程。

  第一步,質子化醇的形成:

  CH3CH2-O-H+H2SO4→CH3CH2-O+-H2+HSO-4

  第二步,在<100°C時,硫酸氫根離子的親核取代反應過程:

  CH3CH2-O+-H2+HSO-4→CH3CH2-OSO3H+H2O

  在140°C左右,另一分子醇的帶部分負電荷的氧進行親核取代,最後脫去質子得到醚:

  CH3CH2-O+-H2+CH3CH2-O-H→CH3CH2-O+H-CH2CH3+H2O

  CH3CH2-O+H-CH2CH3+HSO-4→CH3CH2-O-CH2CH3+H2SO4

  在>160°C時,質子化的醇易脫去水形成碳正離子,最後從β-碳原子上很快地消除氫離子而形成烯烴:

  CH3CH2-O+-H2→CH3CH+2→CH2=CH2+H+

  醇的分子內及分子間的反應,不僅是同時進行,而且也是相互競爭的,其結果則要看分子的構造和反應條件。一般低溫有利於醚的生成,高溫有利於烯的生成。儘管溫度對產物有很大影響,但醇的結構對產物的影響更大―叔醇不會生成醚,它總是生成烯。這是由於叔醇中C―O鍵很容易很容易斷裂的緣故。醇的C―H鍵活性是叔醇>仲醇>伯醇,所以脫水反應的速率是叔醇>仲醇>伯醇。

  現行人教版化學教科書選修五《有機化學基礎》中,只是以乙醇為例說明了醇的消去和脫水反應,並沒有拓展到其他的醇,使得有些學生誤認為醇在170℃就會生成烯,140℃就會生成醚,如果在教學中引入上述知識,學生應該非常清楚了。教師在教學時,應該強調有時只要把某一反應的條件稍加改變,就會得到完全不同的產物。所以在我們進行有機方程式的書寫教學中,一定要注意反應特定的條件。

  在有機化學教學中,如果學生感興趣的知識,教師可以適當的增加,但一定要因人而異,不能操之過急,拔苗助長,類似於甾族化合物教師可以不去新增,否則會人為地增加難度,教師在教學過程中,也可以適當的引入一些學生感興趣的知識,使化學課堂充滿樂趣,如學習完芳香族化合物後,可以提出疑問,芳香族化合物一定是香的嗎?然後教師畫出糞臭素的結構,學生會心一笑,課堂氣氛活躍起來了。

  總之,有機化學的教學充滿了樂趣,也充滿了挑戰,在我們的教學中,在通過不斷髮現問題,解決問題的過程中,將我們的教學生涯不斷地充實下去,快樂下去。