第一篇:金属有机化学(本站推荐)
金属有机化学浅析
金属有机化学和配位化学分别是从有机化学和无机化学两个领域中发展起来而又密切联系的学科, 目前已汇成一股洪流, 成为近代化学前沿领域之一。它的发展打破了传统的有机化学和无机化学的界限, 金属有机化学已成为有机化学中主流之一, 它的发展又与理论化学、合成化学、催化、结构化学、生物无机化学、高分子科学等交织在一起。
什么是金属有机化合物? 凡是化合物中含有碳-金属键的都是金属有机化合物。不言而喻, 根据我国化学名词命名法, 凡有金字偏旁的元素与碳成键的化合物, 当然属于金属有机, 而有石字偏旁的元素(类金属)如硼、硅、砷与碳成键的化合物, 根据《ComPrehensive Organometallic Chemistry》一书, 亦搜罗在内。于是出现了另一种归类方法, 一个新名称,把周期表中第13 族所有元素, 第14 族碳以下的元素, 第15 族氮以下的元素, 第16 族氧以下的元素与碳成键的化合物的化学, 称之为杂原子化学(Hetoroaotm Chemstry), 并将出一种国际性期刊《Heteroatom Chemstry》, 于1990年问世。
1.金属有机化合物发展历史
金属有机化学是一门古老而又年青的学科.说它古老, 可以追溯到1827 年丹麦的蔡斯(Zeise)合成了K[PtCl3(C3H4)]的时候, 就已经有了金属有机化合物.说它年青, 是由于金属有机化合物虽然合成出来很早, 但是对它们的详细研究却进展非常迟缓.因为金属-碳键化合物大多很不稳定, 遇空气和水气就分解, 有的只能在低温下存在.金属-碳键化合物中的金属-碳π-键是一种特殊的键型, 一般的有机化合物中没有这样的键, 因此对它一直没有了解, 上面提到的蔡斯盐K[PtCl3(C3H4)]于1827年合成出来以后, 宜到本世纪的五十年代对它们的结构才真正了解.由于上述原因, 金属有机化合物没有引起化学家们的足够注意.本世纪的五十年代初, 美国的基利(Kealy)和波桑(Pauson)合成了二茂铁, 跟着威尔金森(Wilkinson)和西德的菲舍尔(Fischer)分别测定了它的结构, 由 于它具有特殊的结构和特殊的稳定性, 引起了化学家们的极大兴趣.就在差不多时候, 西德的齐格勒(Ziegler)和愈大利的纳塔(Natta)发现了烯烃定向聚合催化剂, 使原来必须使用高压才能得到的、并且性能较差的聚合物, 可以在接近常压的条件下, 得到性能较好的聚合物.这类催化剂的发现, 不但使得石油工业上没有什么用处的丙烯成了很有用的东西, 而且得到的聚合物具有非常好的性能.齐格勒-纳塔催化剂有二种组份, 一种是烷基铝, 另一种是某种过渡金属无机物, 虽然这种催化剂的催化机理还没有彻底搞清, 但学者们一致的意见是,上述二组份之间先进行反应, 生成不稳定的过渡金属烷基化合物, 这种不稳定的化合物正是具有催化活性的东西.金属有机化合物大多很不稳定, 过去一直认为这是阻碍金属有机化学发展的一大因素, 现在才认识到, 这种不稳定性,是作为催化剂的一种很重要的性质.由于二茂铁的特殊结构和特殊性质, 以及齐格勒-纳塔催化剂对工业的特殊贡献, 使得金属有机化合物受到极大的重视, 在很短的时间内, 新的化合物、新的合成方法和新的应用大量出现.从这时起, 金属有机化学才真正成为一门独立的学科.因此曾有人建议, 将合成二茂铁的19 51 年作为金属有机化学元年。
在这10 0年中金属有机在合成中的应用方面有: 有机锌(二烷基锌和Ror matsky反应),有机钠(Wurtz反应、Wurtz-Fittig反应), 有机镁(Grignard反应), 有机理, 有机铜(Sandmeyer、Gattermann、Ullmann反应), RePPe合成, PdCl2(CH2= CH2)水合为乙醛。在材料医药方面有: 四乙基铅应用为石油添加剂, 有机锡应用为聚氧乙烯的稳定剂, 有机砷作为医药和农药的应用.2.金属有机化合物分类
2.1 金属有机化学的理论研究-新结构新理论的提出及反应机理研究 50 年代后新结构如缺电子桥式三中心键、夹心结构、过渡金属π-络合物、卡宾和卡拜-过渡金属络合物、瞬变型分子结构(fluxional Molecule)、金属杂环(me tallocycle)等型结构的发现和提出, 都推动了金属有机化学的发展。
最近发现, 稀有气体Ar,Kr,Xe等也能和过渡金属形成络合物:M(CO)6 X
M = Cr , Mo , W
X = Ar , Kr , Xe
1984年, Lee和Martin [1]第一次报道了配位数为5 和6的超价硼(Supervalent boron)化合物(I)和(Ⅱ)的合成, 它们可以通过11BNM R数据与4 配位化合物(Ⅲ)对照加以识别[2]。1987年, 美国化学家O ’Connor 和研究生LinPu[3]首次合成了稳定的金属环状卡宾络合物,Delaware大学结晶化学家Rhe ingold 测定了这个化合物的结构。IR,NMR, ESR, X-射线衍射, EXAFS,ESCA 等都在结构测定中起了重要作用。
70年代起,Hoffmann[4]等使用碎片分子轨道近似(fragment molecular orbitalapproach)提出了等瓣相似(isolobal analogy)原理, 从而沟通了无机化学和有机化学两大领域。这个理论模型和研究成果被认为是化学结构发展过程的里程碑, 它加强了实验化学家的预见性, 对新分子的设计和合成很有指导作用。对金属有机反应机理的研究也得到逐步深入。目前金属有机反应已可归纳为下列基元反应: 1)反应物在金属上的络合配位, 2)氧化加成反应(逆反应为还原消除反应), 3)插入反应(逆反应为庄消除反应), 4)σ-π: 重排反应。.2 金属有机化学的应用研究
近30 年来, 估计至少有50 % 的有机合成新方法是用金属有机试剂或催化剂来完成的[5]。金属有机化合物应用于有机合成中, 导致了金属有机新反应及立体专一性反应的不断发现。如应用过渡金属催化剂使异戊二烯按头尾有规则地连接起来合成花类化合物, 是很有希望的一条途径, 已有人合成了香茅醇(citronellol).生物体内的反应, 都是通过酶的作用进行的, 由于酶是手征性分子, 因而催化反应得到的都是光学活性产物。利用这一原理, 在一些过渡金属均相催化剂中, 当具有手征性的配位体时, 这种催化剂即能催化立体专一的反应, 得到光学活性纯度较高的产物。如应用Rhclcl3(L为不对称麟配位体)作为催化剂, 美国的Monsanto公司以取代肉桂酸为原料生产出治疗帕金森病的药物L-Dopa及某些D-氨基酸[6].金属有机化合物在工业上也得到广泛应用。如有机铅用作汽油抗震剂, 有机硅用作有机硅树脂, 有机锡用作聚氯乙烯的稳定剂及聚烯烃、橡胶的防老剂等;有机汞用作杀菌剂和防霉剂, 三乙基硼用作海水表面油污的引火剂, 某些硼同位素化合物正在试验作治疗脑肿瘤之用.有机锰化合物CH3 C5H4M n(C O)3对四乙基铅的抗震有增效作用;铂络合物及某些钦、钒、铂的环戊二烯基化合物据说有抗肿瘤作用,近年来将金属原子引入高分子化合物, 以期获得各种特殊性能材料的研究进展很快, 如二茂铁的聚合物可用作宇宙飞船外壳涂料的添加剂及光敏剂、电子交换树脂、有机半导体, 等等。
3.金属有机化合物的应用
下面介绍金属有机化合物在工业、农业、医药、环境卫生等方面的应用。3.1 常见的农用杀虫剂 3.1.1有机磷农药[7-8]
(1).敌白虫是一种高效的杀虫剂, 用于灭蝇及防止菜、茶、桑、烟、果树等作物害虫。
(2).对硫磷, 简称: 1605, 是一种普遍使用的剧毒农药, 它的杀虫效力极强, 应用范围广泛,尚未找到不被其杀害的害虫。
(3)内吸磷, 又叫1059, 是一种防治红蜘蛛特效的杀虫剂, 也用于防治蚜虫等害虫。
(4).乐果, 主要用于防治蔬菜、果树、棉花等害虫。也具有触杀性。(5).稻瘟净, 它是一种有机磷杀菌剂, 能有效防治稻瘟病, 也有一定杀虫效力。
(6).乙烯利, 是一种很好的植物生长调节剂, 广泛用于水果(尤其香蕉)的催熟, 烟叶催黄,促进橡胶树流胶, 促使瓜果早期多开雌花.3.1.2其它金属有机农药
许多金属有机化合物有生物毒性, 因此广泛应用于农药。
(1)代森锌, 广泛用于防治各种麦的锈病, 马铃薯晚疫病, 黄瓜霜病及蔬菜病害。
(2)西力生和赛力散 , 它们都是有机汞化合物, 用于拌种消毒防治各种病菌.3.2环境卫生杀虫剂
3.2.1敌敌畏, 简称DDVP,它的杀虫效力大于敌百虫,适合于在室内及对蔬菜、茶树使用, 但易水解失效。
3.2.2 马拉松, 又叫马拉硫磷或4049, 它用于防治蜡和其他果蔬害虫, 也可防治蚊、蝇、臭虫等,是优良的触杀剂。
上述杀虫剂对昆虫和高等动物都有很大毒性, 但在哺乳动物体内迅速分解, 失去活性, 毒性较低。不过大量进人体内仍是很危险的, 所以使用时应有预防措施。
3.3医药方面 3.3.1 有机砷药物
如乙酞肿胺, 盐酸氧苯肿等, 主要用于治疗性病, 前者为抗滴虫药, 后者对螺旋体有强力杀灭作用, 多用作治疗梅毒等疾病。
3.3.2有机汞药物
如醋酸苯汞、汞澳红等。醋酸苯汞主要用作防腐剂,汞嗅红俗称红汞, 常用作消毒剂, 它的2 % 水溶液就是我们常用的红药水。
3.3.3有机锑药物
如酒石酸锑钾(又叫吐酒石)主要用于血吸虫病治疗;葡萄糖酸锑钠用于黑热病治疗;抗癌锑(Sb-71)又叫氨三乙酸锑, 用于纤维肉瘤, 胃瘤, 肠癌等治疗。
另外,近年来对有机锡的抗癌活性的研究比较活跃[9-10]。
如用R R’SnO 与R’ ’CO O H 以1 : 2 摩尔比进行反应得一种构型化合物, 这种化合物具有抗癌活性。
如用2一(2’吡啶基)一6甲基并塞哇与二氯化锡(Ⅳ)形成的络合物也具有抗肿瘤的活性。
杨志强等人研究还表明, 亲水性强的化合物和亲油性强的化合物都没有很好的抗癌活性,只有那些介于两者之间的化合物更有希望成为好的抗癌药。而有机配体对化合物的亲水性和活性都有一定的影响, 有机配体对有机锡化合物的抗癌活性也起到了一定的作用。总之有机锡化合物成为抗癌新药前景十分看好。
3.4 金属有机导体、半导体
大多数金属有机化合物都是电绝缘体, 如二茂铁的室温电导率是10-14 欧姆每平方厘米左右。随着“ 有机导体” 研究工作的迅速发展, 也陆续出现了具有较好导电性能的金属有机固体化合物[11]。
如,(Cp2Fe)+(TCNQ)2-的电导率为42-100欧姆每平方厘米.还有其他一些化合物也具有较好的导电性能。导电性有机高分子材料比无机导电材料具有显著的优点: 它比金属导体轻, 它对光、电导有各向异性, 它易于成膜, 加工方便, 它防腐性能好, 它可利用外届条件改变或调节导电体的物理性能, 它还可以合成特种功能的导电性材料。因此它具有广泛的实用价值。比如, 酞葺铜(CuPc)[12]是一种重要有机半导体和光导电体, 它跟其他一些有机物进行化学共混处理后, 能加工成膜, 可以提高聚合物的光导电性能.4.我国金属有机化合物的进展
解放前, 金属有机化学在我国几乎是一个空白的领域, 仅做了些零星的工作[13-16], 如格氏反应的研究, 有机锑、有机汞药物与农药和有机砷药物的制备等。
解放后, 我国的金属有机化学才得以建立和发展, 它的发展可分为三个阶段, 第一阶段是解放后的第一个十年, 当时结合我国国民经济的恢复, 主要在三个方面做了工作。首先是结合消灭血吸虫病的任务, 制备了许多有机锑化合物(包括锑盐)以满足全国临床上的需要,如在1950-1957年间, 先后应用酒石酸锑钾治疗血吸虫病患者76万人, 治愈率达90%;应用葡萄酸锑钠治疗黑热病患者60万人, 永久治愈率达97.4%。为了减低锑制剂的毒性,又合成了一系列新的锑有机化合物。其次, 结合农药开展了对有机磷化合物的研究。1950年,北京农业大学用硫磺、赤磷氯、苯和酒精等合成1605农药, 改良了国际上通用的生产方法, 并于1951年进行了小批量生产。因此,“ 16 0 5 ” 的生产应作为我国研究有机磷化合物的起点。随后, 许多单位开展了有机磷化合物的研究。南开大学结合农业药剂将寻找具有较好生理活性的有机磷化合物为主要研究方向, 并在此基础上, 成立了南开大学元素有机化学研究所。之后, 还开展了有机汞和有机砷化合物的研究, 以乙基氯化汞作为种子杀菌剂, 用于防治棉花的立枯病、红腐病和小麦黑穗病。1958年, 结合萃取剂发展了有机磷化学。第三, 开展了对有机硅化合物的研究。为了满足我国工业发展对新材料的需要, 开展了有机硅单体及聚合物的研究。1953年, 中国科学院上海有机化学研究所在国内首先使用直接法制备甲基氯硅烷单体, 改革了用格氏反应的传统方法, 推动了有机硅单体工业的发展。沈阳化工研究院扩大生产甲基氯硅烷, 并试制了苯基氯硅烷单体, 奠定了用直接法生产有机硅单体的工业化基础。
第二阶段是从1958年开始, 一些有机化学家开创了有机硼、有机锡等研究领域。有机磷、有机硅等方面也继续向纵深发展。第三阶段是从七十年代后期到现在, 金属有机化合物化学逐渐得到发展, 主要是金属有机化合物的络合催化反应, 化学模拟生物固氮和氢甲酞化等反应, 其次是金属有机试剂, 如有机砷、有机铜、有机硼、有机锆、有机钼和零价钯催化剂等在有机合成中的应用。还开展了过渡金属(如钛、锆)及我国丰产的稀土元素有机络合物研究。
5.金属有机化学的展望
目前, 金属有机化学在已取得辉煌成果的基础上, 正向下列各个方而发展:1.金属有机化学的研究将为解决能源问题作出贡献.2.对于N2 , CO2 , SO2 , RH等小分子的活化问题将继续进行研究, 以寻找新的反应,获得新的原料。3.过渡金属均相催化作为酶催化和多相催化的桥梁, 将更深入地进行研究。4.利用金属有机试剂及均相催化之特点,对专一性有机反应的研究, 将是另一个重要方向。5.金属有机化学本身的研究仍将集中在碳-金属键方面。
由于金属种类繁多, 这一方面的工作量是巨大的, 变化也是多样的, 而丰富的硕果也是可以予期的。对于现在已发现的基元反应, 将进一步深入研究其机理, 以进一步推动金属有机化学的发展。
最后, 从总的来说, 生物体内的反应是比较理想的反应, 一些金属酶所催化的反应, 都是在常温常压下进行的, 但是生物体内可以利用的金属只有Mg , Fe , Co , Zn ,Mo 等少数几种, 而自然界中可以利用的金属则是大量的,可以想像, 一定可以找到比生物体内更多的理想反应, 这就有待我们去开发。
日本著名生物化学家江上不二夫曾写过“ 化学有着极美妙的未来, 尤其是金属有机化学, 估计蕴藏着很多未知的可能性, 也许是今后化学研究的核心”。美国化学家J.D.Roberts曾说过: “ 未来的化学是无机化学和有机化学的杂交产物-金属有机化学”。
总之, 金属有机化学的研究, 对未来世界的发展有密切的关系, 也有着广阔的前途, 尚有待我们去探索。
6.参考文献
[1] Lee D F , Martin J C.J A m Chem Soc, 1984,106:5745.[2] 黄耀曾, 钱延龙等.金属有机化学进展.北京: 化学工业出版社,1987 , 1-10.[3]Hoff mann R.Science , 1981, 21 : 995.[4]O’Connor J M, Lin P u.J A m Chem Soc , 1987 , 109 : 7578.[5] 黄耀曾.有机化学, 1952 ,(9): 8-10.[6] Parshall G W.Organometallics , 1987, 6(4): 687 – 692.[7] 邢其毅, 徐瑞秋, 周政.基础有机化学.北京: 高等教育出版社, 1983.977.[8]吴泳,王建平等编, 社会有机化学, 福建教育出版社
[9]杨志强, 宋雪清, 谢庆兰.具有实验抗癌活性的二烃基锡衍生物的研究进展.有机化学, 1996,2:111.[10]胡盛志, 施大双等2-(2’-吡啶基)-6甲荃并噻唑及其二氯有机锡(Ⅳ)络合物的结构与抗肿瘤活性.有机化学, 1989 , 1 :89。
[11] 陈义墉编.功能高分子.上海: 上海科学技术出版社,1988.554.[12] Nie Xu zong , Wang Pao ren , ibid., 1970 , 13 ,737.[13] 曾昭抡、施文溶, 中国化学会会志, 1936, 4,183.[14]杨树勋、罗建本, 同上, 1936, 4 , 477.[15]杨树勋、汪榕, 同上, 1937 , 5 , 89.[16]黄耀曾、王有槐, 科学通报, 1950, 1 , 262.
第二篇:浅谈金属有机化学的发展与应用
浅谈金属有机化学的发展与应用
Development and application of metal organic chemistry
摘要:
随着科学技术的不断发展以及交叉学科的不断出现, 金属有机化学这一新兴学科也逐渐发展起来。其研究的重点是碳-disciplines continue to emerge.Metal Organic Chemistry this emerging disciplines gradually developing.The focus of their research is carbon--Key metal compounds form, nature and application.Its development has broken the traditional organic and inorganic chemistry boundaries, and theoretical chemistry, synthetic chemistry, catalysis, chemical structure, biological, inorganic chemistry, polymer science interweave together, become one of the areas of modern chemistry frontiers.Metal organic compounds are widely used in medicine, agriculture, industry and other fields 关键词:
金属有机化学 Metal Organic Chemistry;金属有机化合物 organometallic compound;发展 development;应用 Application 前言:
纵观金属有机化学发展史,其特点是——有趣又有用,有趣在于其具有多样性和意外性,因此,有人说:金属有机化学的历史是一部充满意外发现的历史。最早的金属有机化合物是1827年由丹麦药剂师Zeise用乙醇和氯铂酸盐反应而合成的;比俄国门捷列夫1869年提出元素周期表约早40年,与有机合成之父合成尿素几乎同一时期(1828年).金属有机化合物是金属与有机基团以金属与碳直接成键而成的化合物 ;因而,金属与碳间有氧、硫、氮等原子相隔时,不管该金属化合物多么象有机化合物,也不能称为金属有机化合物。
金属有机化学是有机化学和无机化学交叠的一门分支课程,主要讲述含金属离子的有机化合物的化学反应、合成等各种问题。因此具有广阔的发展前景与广泛的应用方向。
一、金属有机化合物的组成:
金属有机化合物,就是碳原子和金属原子直接相连的化合物。最早的金属有机化合物,比如格式试剂。而叔丁醇钾之类的化合物,由于是金属跟氧相连的化学结构,所以其不属于金属有机化合物的范畴。广义的金属有机化合物,将硫、硒、碲、磷、砷、硅、硼等带有金属性质的 非金属都算成金属,实际上已经超越了经典金属有机化合物的范畴。但是由于元素有机化学和金属有机化学有着千丝万缕的联系,将其混 在一起也不致引起太大的混乱
二、金属有机化学的分类:
1、金属有机化合物的合成及其性质
研究者专门合成金属有机化合物,并研究这些化合物(通常是晶体)的物理学性质及其在材料学、高分子科学上的应用。
2、金属有机合成化学
研究者专门研究金属有机化合物在合成中的应用,虽然也合成金属有机化合物,甚至设计配体,但是目的在于探究其在有机合成学上的作用。主要是催化性能,有时也会有计量的金属有机化合物参与反应。
三、金属有机化学的发展前景 进入到21世纪,环保成为了人们不可避免的话题,能源的大量消耗与污染的大量产生让沉浸在发展工业生产中的人们意识到周边生活环境的改变,意识到自身对环境的污染与破坏,意识到环保应该成为最重要的目标之一。过渡金属的催化的高选择性能使金属有机化学能够扮演原子经济性的主要角色。同时绿色化学的12条准则可以通过金属有机化学达到。
化学的分支之一材料化学是当今的热门学科,随着科技的发展与进步,对材料的需求越来越高且越来越复杂,应用金属有机化合物作为催化剂合成电子材料、光学材料和具有特种性能的无机材料将是大有作为的。同时金属有机化合物本身作为材料也是研究的热点,也具有广泛的应用前景。
以人工固氮和人工太阳能为主体的模拟生物功能来实现对能源和的可持续利用是21世纪能源方面研究的热点及前沿。实现这一过程的核心问题是模拟并应用自然界中植物用于固氮和转换太阳能的酶和叶绿素,而酶的大部分和叶绿素是金属有机化合物。
四、金属有机化学的应用
1.在工业中,金属有机物被大量用作石油化工、精细化工、高分子化工中的催化剂。用丙烯、水喝一氧化碳为原料,在八羰基合二钴催化下经氢甲酰化生成丁醛替代了乙醛的醇醛缩合法。金属有机化学的发展为工业提供了一系列高活性、高选择性的新型催化剂,还为在分子水平上的现代化催化理论提供了科学依据。
2.在农业中,有机锑、汞等药物用作除草剂、有机磷用作杀虫剂,具有高效、低毒、低残留、广谱的特性,是目前应用广泛的农药之一 3.在生活中,金属有机物也有重要作用。如二戊铁,其最具前途的应用是航天工业及固、液、气体燃料中作节能添加剂。将其按千分之一的比例加入燃料中,可节能5-10%,同时清除30-70%因燃烧产生的烟雾,是很好的环保用品。
4.在新、特药研究中,曾用有机锑化合物消灭了血吸虫病和治疗黑热病、治愈了血吸虫病患者76万人,黑热病患者60万人。人们还发现某些金属茂类化合物具有抗癌活性。
5、在二次能源中,地球上贮藏的煤和石油开采过度,预计到2020年,由太阳能转换器提供的能量将占世界能量需求的10-15%。而将太阳能转化为能贮、可运输的化学能之前景也很诱人,可以以水和大气为原料生产燃料和化工料,氢气、烃、一氧化碳、醇等产品,其中可以光解水产生氢气最令人感兴趣,氢是最具前途的二次能源,具有密度小、燃烧值大、无污染等优点,原料谁在地球上贮量极大。目前最具前途的方法仍是光解水,而用来吸收光能的金属有机物,作为光敏剂种类之一,具有广阔应用前景。
总结:
发展金属有机化学不仅具有重要的科学意义,还和开辟新能源、开发新型化学和反应、研究新的合成方法、探索生命现象本质、合成新材料、试制抗癌药物和其他特效药物,以及保护环境等一系列当前世界上最重要的科研课题,都有着时分密切的关系。目前金属有机化学已成为无机化学、有机化学和理论化学研究的共同研究对象,具有巨大的发展潜力和辉煌的应用前景。
参考文献:
何仁编著.配位催化与金属有机化学.R.布里斯罗著.化学的今天和明天 陆熙炎主编.金属有机化合物的反应化学 王延吉、赵新强主编.绿色化学催化过程与工艺 黄耀曾.漫谈金属有机化学
第三篇:金属有机化学的产生、发展及应用
金属有机化学的产生、发展及应用
——一门交叉学科的兴起
摘要:按时间顺序分阶段介绍了金属有机化学这门交叉学科的产生、发展及发展规律、在实践中的应用,以及从中体会到的学科的研究方法,并通过其前沿问题对其未来发展做作了展望。
关键词:金属有机化学 学科发展历史 发展规律 未来展望 研究方法
著名的物理学家普朗克曾说过:“科学是内在的整体。它被分解为单独的部门不是取决于物质的本质,而是取决于人类认识的局限性。”作为“中心的,实用的和创造性的科学”的化学,其发展过程中由于客观条件所限制而形成的认识上的局限性同样理所当然地导致了其内部学科的分化。但是人类认识的进步是必然的历史趋势,同时,科学技术的高度分化和高度综合的整体化趋势也促成了当初分化了的学科之间的交叉和渗透。金属有机化学作为化学中无机化学和有机化学两大学科的交叉从产生到发展直到今天逐渐地现代化,它始终处于化学学科和化工学科的最前线,生机勃勃,硕果累累。
化学主要是研究物质地组成、结构和性质;研究物质在各种不同聚集态下,在分子与原子水平上的变化和反应规律、结构和各种性质之间的相互关系;以及变化和反应过程中的结构变化,能量关系和对各种性质的影响的科学。金属有机化学所研究的对象一般是指其结构中存在金属-碳键的化合物。在目前为止人类发现的110多种化学元素中,金属元素占绝大部分,而碳元素所衍生出的有机物不仅数量庞大,而且增长速度也很快,将这两类以前人们认为互不相干的物质组合起来形成的金属有机化合物不仅仅是两者简单的加和关系,而应是乘积倍数关系。其中的许多金属有机化合物已经为人类进步和国民生产做出了特殊的贡献,更重要的是,金属有机化学是一门年轻的科学,是一座刚刚开始发掘的宝藏,发展及应用潜力不可估量。下面就按时间顺序来说明金属有机化学产生和发展及其规律以及在实践中的应用,并探讨学科的研究方法。
一.金属有机化学的产生与基本成形阶段(1823~1950年)1827年,丹麦药剂师蔡司(W.C.Zeise)在加热PtCl2/KCl的乙醇溶液时无意中得到了一种黄色的沉淀,由于当时的条件所限,他未能表征出这种黄色沉淀物质的结构。现已证明,这个化合物为金属有机化合物。蔡司可能不会想到,他无意中得到的这第一个技术有机化合物标志着的无机化学与有机化学的交叉学科金属有机化学的开端竟然比德国化学家维勒(F.Wohler)由无机化合物合成有机物尿素而首次在无机化学与有机化学这个当初人们认为不可逾越的鸿沟之间架起桥梁还要早一年。
第一个系统研究金属有机化学的首推英国化学家福朗克兰(E.Frankland)。起初,他把他制得的一些化合物错误地认为是他所想要“捕捉”的自由基,但实际上得到的是金属有机化合物。难能可贵的是,当他后来发现他得非所愿时,不但没有气馁,反而更深入地研究了这种“新奇”的化合物,总结出了金属有机化学的定义。
1899年,法国化学家格利雅(V.Grignard)在他的老师巴比尔(P.Barbier)的引导下,在前人研究的基础上发现了镁有机化合物RMgX并将它用于有机合成。这是本阶段金属有机化学发展的最重要的一页。他所发现的新试剂开创的新的有机合成方法在如今仍被广泛应用。由于他的卓越贡献,1912年,他获得了诺贝尔化学奖,这也是第一个获得诺贝尔奖的金属有机化学家。当时格利雅得知自己获奖后,曾写信强烈要求评审委员会让他与他老师巴比尔一起分享此奖,遗憾的是他的提议遭到了拒绝。
1922年美国的米基里(T.Midgeley)发现了四乙基铅及其优良的汽油抗震性。于是1923年便在工业上大规模生产用来作汽油抗震剂,这是第一个工业化生产的金属有机化合物,但后来铅严重影响儿童智力发育的发现给这种“优良”的抗震剂判了死刑,现在基本上已经被淘汰。
工业上第一次用金属有机化合物作为催化剂的配位催化过程是1938年的德国Ruhrchemie化学公司的罗伦(O.Rolen)发现的氢甲基化反应,以此开创了金属有机化学中的著名的羰基合成及配位催化学科。
综观这一时期金属有机化学的发展,有以下特点:
1.以经验积累为主,同时由于社会需要的推动,金属有机化学开始初步地应用于工业生产中,转化为现实生产力。无论是蔡司的偶然,还是福朗克兰的无意,但最终是他们奠定了金属有机化学发展的基石,都处于金属有机化学发展的感性认识阶段。可以说,偶然性中有必然性,而金属有机化学发展的必然性通过一件件的偶然发展表现出来。同时社会需要的强大推动力使得偶然发现的具有某些实用价值的金属有机化合物迅速地工业化并广泛应用,这种在不成熟的理论条件下的工业化无疑为“技术悖论”发挥其作用提供了滋生的温床。
2.以开创性工作居多,以提供后续发展的理论起点见长。学科交叉的最初一步这层窗户纸通常是偶然中被捅破的。虽然迈出的这第一步在理论上看来极不完善,在实践上也没有指导意义,但它是具有开创性,就象在人类进化过程中第一只直立行走的类人猿迈出的第一步。同时,在当时的客观条件下,那些科学家很难就他们的发现进行更进一步的分子水平上的结构检测,从而不能将其上升到由宏观到微观,再由微观反过来影响宏观的方法高度,但其所积累下来的宝贵经验成为下一阶段研究的理论的起点。
3.在研究方法上,虽然这一时期整个化学的研究环境比较艰苦,再加上金属有机化合物对空气对水比较敏感,常常化学家花了九牛二虎之力眼看就要得到产物了,但一不小心见一下空气,整个实验都白费!曾经有一个金属有机化学家说几乎每一个当时的从事金属有机的人都有过几次这样“只有哭鼻子”的经历。但就在这样艰苦的实验条件下,当时金属有机化学的奠基者们没有气馁,并善于观察,从偶然中找到必然。油浴分析条件差,对物质判断的失误是常事,但人们能从错误中总结,善于从失误中找到教训,错误或失误有其必然的价值,往往能得到种瓜得豆的效果。
二.金属有机化学的飞速发展阶段(1951-20世纪90年代初)1951年鲍森(P.L.Pauson)和米勒(S.A.Miller)的并非预期的实验结果,偶然地发现了二茂铁,由此引发的对金属有机化学原有理论上挑战揭开了金属有机化学发展的新序幕。这个发现是有里程碑式意义的。有了挑战就意味着有了进步的可能,即“穷则变,变则通。”凭着威尔金森(G.Wilkinson)和伍德沃德(R.B.Woodward)的智慧以及费舍尔(F.O.Fisher)辛勤工作,借助当时X射线衍射,核磁共掁,红外光谱等物理发展而提供的先进的检测技术手段,二茂铁的结构得以确认为三明治夹心结构。这个具有美妙而富有创意构型的分子不光使波澜不惊发展着的金属有机化学变得激流澎湃,同时也给理论化学中的分子轨道理论的发展提供了研究平台。
同时金属有机在工业生产的应用好像也不甘示弱,1953-1955年德国化学家齐格勒(K.Ziegler)和意大利化学家纳塔(G.Natt)发现了著名的乙烯、丙烯和其它烯烃聚合的Ziegler-Natt催化剂。这又是善于从偶然的事件中看到隐藏在后面的规律并成功应用于工业生产的成功事例。它能使得乙烯在较低压力下得到高密度的聚乙烯。高密度的聚乙烯在硬度、强度、抗环境压力开裂性等性能上都比原有的在高压下聚合得到的低密度聚乙烯好,较适合生产结构工业制品和生活用品,加上低压法生产相对高压法生产聚乙烯容易得多,因此聚乙烯工业得到了突飞猛进的发展,聚乙烯很快成为产量最大得塑料品种。随后在此基础上发展起来的定向聚合技术,不仅使高分子材料的生产上了一个台阶,而且也为配位催化作用开辟了广阔的研究领域,为现代合成材料工业奠定了基础。同时,这一发现还是高分子科学发展的一个重要里程碑,因为它标志着人类第一次可以在实验室内从乙烯、二乙烯及其其他单体合成过去只有生物体内才能合成的高分子。
1958年,德国Wacker Chemie化学公司的施密特(J.Smidt)实现了在钯催化下乙烯氧化合成乙酸的著名的瓦克工艺。施密特的特殊贡献不在于发现了什么新的化学反应,而是将以前发现的大家熟知的两个化学反应有机地巧妙“组合”在了一起,产生了“1+1>2”效应。同时他用钯代替汞作催化剂而消除了其对环境的污染危害。另外,瓦克工艺地发展使价廉的乙烯取代了价格昂贵、工业能耗高的乙炔成为化学工业的基础原料。
在金属有机开始蓬勃发展的背景之下,研究工作更需要研究者之间的合作与交流。于是1963年的一届金属有机化学国际会议在美国辛辛纳提州(Cincinnati,Ohio)召开,并开始出版金属有机化学杂志。
从此,金属有机化学的发展全方位开始欣欣向荣起来。20世纪60年代末期,大量新的、不同类型的金属有机化合物被合成出来。同时物理学的发展为其提供了更为先进的检测手段,使得通过对它们结构的测定而发现了许多新的结构类型。典型的代表就是1965年威尔金森(G.Wilkinson)合成了铑-膦配合物及发现了它优良的催化性能。由伍德沃德(R.B.Woodward)领导下的B12合成的成功宣告人类可以合成任何自然界存在的物质。进入20世纪70年代,科学家们逐渐归纳形成了一些金属有机化学反应的基元反应,从这些基元反应有发展成一些合成上有应用价值的反应。可以这么说,60年代金属有机化合物的合成、结构以及X-射线晶体结构的研究是70年代金属有机化合物在催化和合成中应用的前奏。这些反应往往是温和的,具有选择性的。例如,Monsanto公司的鲍里克(F.E.Paulik)实现了甲醇羰化制乙酸,而且这还是典型的绿色化学反应过程。凯姆(W.Keim)发现了镍配合物催化乙烯齐聚合成α-烯烃的SHOP工艺,开创了均相催化复相化的成功先例,解决了催化剂与产物分离的难题。
到20世纪70年代末,结合金属有机化合物的催化和选择性这两个性质发展成了催化的不对称合成。Monsanto公司的诺尔斯(W.Knowles)合成了治疗帕金森病的特效药L-Dopa,开创了不对称催化的新纪元。这又是人们利用金属有机化合物的某些优良特性,然后放大、组合来为人类造福。自然界存在的许多化合物是有手性的,也就是说它本身与它的镜像不能完全重合,就像人的左右手一样。拿药物分子来说,他的空间构型的某一种形式才对疾病有效,其他的构型没有疗效,或者药效相反,甚至对人体有害。震惊了欧洲的“反应停”事件就是很好的例子。如何得到我们想要的那种构型呢?金属有机化合物有了用武之地。金属有机化合物就像我们人的一只手,当它与药物分子反应时,就像人握手一样,两只右手或两只左手握在一块比一左手和一右手握在一起匹配,于是通过设计的金属有机化合物催化剂得到我们所需要的药物分子。这一学科经过20世纪80年代的经验积累,到了20世纪90年代有了飞速的发展。对其作出了卓越贡献的三位科学家诺尔斯(W.Knowles)、沙普勒斯(K.B.Sharpless)和野依良治也于2001年获得了诺贝尔化学奖。
这一时期的金属有机化学的发展有以下特点:
1.作为化学的热点学科之一,它在理论和实践上都有了长足的发展完善。50年代后的20多年期间,共有8位化学大师由于在金属有机化学研究中的成就尔获得诺贝尔化学奖。在20年期间内诺贝尔奖如此集中地授予同一三级学科是史无前例的。
2.在研究方法上有复杂到简单,再由简单到复杂。面对20世纪50、60年代积累起来的繁纷复杂的金属有机反应,化学家通过分类,归纳最终与70年代发现了金属有机化学反应的几个基元反应,然后,将这几个基元反应通过演绎的方式来指导以后金属有机化学反应的发现和工业化生产,促成了70年代后半期金属有机化学相关反应大规模的工业化生产及不对称催化的形成。
3.由理论研究到工业化生产的现实生产力转变的时间跨度变得愈来越短。往往是某一个具有价值的反应过程从实验室发现到完善、再到工业上的小试中试、最后到工业化生产实现要不上五年的时间,甚至更短。而这一过程过去则需要几十年或者更长。这一时期的化学家不光想着发现新的反应或化合物和结构,他们更关心和看重他们的发现的反应对实践的指导作用和所发现的物质的用途及工业化的实现。
4.在研究方法上,化学家成功应用新的检测手段为我所用,善于从前辈的丰富的经验积累中升华出理论,并将理论重新应用于实践,得到新的问题,在解决新问题的同时有进一步发展了理论。
三.金属有机化学的前沿问题及未来展望
1.环保 20世纪90年代末,化学面临着环境问题的严重挑战,原子经济性(指原料分子中究竟有百分之几的原子转化成所需要的产物)成了绿色化学的主要内容。过渡金属催化的高选择性能使金属有机化学能够扮演这个重要角色。同时绿色化学的12条准则中的大部分可以借助金属有机化学达到。比如预防环境污染、使用安全的助剂、提高能源经济性、减少衍生物、新型催化剂的开发等。这需要化学家,环境学者与专家的密切协作。
2.材料 应用金属有机机化合物作为催化剂合成电子材料、光学材料和具有特种性能的无机材料将是大有作为的。同时金属有机化合物本身作为材料也是研究的热点并又广阔的应用前景。这方面需要化学家、物理学家、材料科学家、技术专家的密切合作。
3.能源 以人工固氮及人工太阳能为主体的模拟生物功能来实现对能源的可持续性利用是21世纪能源方面研究的热点及前沿。实现这一过程的核心问题是模拟并应用自然界中植物用于固氮和转化太阳能的化学物质酶和叶绿素。而酶的大部分和叶绿素是金属有机化合物。金属有机化学在新能源利用方面责无旁贷也将大有作为。当然化学家还需要与生物学家,工程技术专家的共同协作。4.健康 生命最宝贵,而维持健康及治疗疾病的药物的研究与开发将是21世纪研究的热点。金属有机化合物不仅可以通过其催化性能来实现手性药物的合成,而且过去有机锑对血吸虫病、顺铂对癌症的优良疗效预示着金属有机化合物本身就是药物的大宝库。这需要免疫学家、放射学家、酶化学家的通力协作。
总之,在新的检测手段的强力支持下,在市场需求的不断拉动下,在可持续发展的大背景下,金属有机化学将成为新世纪环保、材料、能源及人类健康等方面研究开发的热门学科,其发展应用前景不可限量。
四.总结
作为一门交叉学科,金属有机化学自产生之日起,在社会需求的推动,本身问题的解决的拉动下,目前已成为化学中最活泼的学科之一。在它的发展过程中不仅屡次打破人们认识上的范式,而且在实现工业化过程中大大促进了生产力的发展。在新的世纪里,金属有机化学与新的具有活力的学科再次交叉,必将在环保、材料、能源和人类健康方面做出新的贡献。
参 考 资 料
1.何仁编著.配位催化与金属有机化学.北京:化学工业出版社,2002 2.R.布里斯罗著.化学的今天和明天:一门中心的、实用的和创造性的科学.北京:科学出版社,1998 3.陆熙炎主编.金属有机化合物的反应化学.北京:化学工业出版社,2000 4.王延吉,赵新强编著.绿色催化过程与工艺.北京:化学工业出版社,2002 5.黄耀曾.漫谈金属有机化学.中国教育星教育资源库及平台
6.王佛松,王夔等主编.展望21世纪的化学.北京:化学工业出版社,2000 7.周嘉华,倪莉著.造化之功:再显辉煌的化学.广州:广东人民出版社,2000 8.袁翰青,应礼文.化学重要史实.北京:人民教育出版社,1989 9.刘则渊.现代科学技术与马克思主义.大连:大连理工大学研究生院,2001 陈昌曙主编.自然辩证法概论新编.沈阳:东北大学出版社,2001
第四篇:有机化学
一般进行三轮复习,时间从7月到次年1月。根据不同情况可以走四轮甚至更多轮次,或安排更多时间。但建议第一轮复习花的时间稍多一些,第三轮复习控制在一个月左右。第一轮复习:夯实基础,构建知识网络。7~9月把教材看完至少一遍。
第二轮复习:大量做题,提高解题能力。10~11月做真题及对应学校的相关复习资料。最迟可以到12月中旬。
第三轮复习:最后冲刺,回顾基础内容。12~1月。以回顾基础知识为主,不要做太难的题目。
留出近两年真题,每轮复习结束后作为自测并评分。
三、第一轮复习:“珍珠项链”式复习法
复习与上新课不同。上新课重在打基础,复习则着重串连整合。并且经过一、二年级的学习,有机化学的基本知识我们都已经掌握,即使有所遗忘也能很快拣起。所以读书不要死抠,要先观大略,后抓细节。
有机化学知识体系虽然零碎,但还是有纵横两条主线可以掌握的。首先构建两条主线,然后把大大小小的知识点串到线上,一条“珍珠项链”就串成了!这就是“珍珠项链”式复习策略。
两条主线是:1.化合物知识体系;2.有机理论体系。
化合物知识体系:绝大多数的有机化学教材都是按照有机化合物分类的顺序编排的,这个顺序往往也是相关基团命名前后的顺序。
烃(烷、烯、炔与二烯、芳香、非芳香环烃)。
卤代烃。
醇、酚、醚、环氧化合物。
醛、酮。
羧酸及其衍生物。
含氮化合物(胺、腈、重氮)。
杂环。
生命物质[糖、氨基酸、蛋白质、核(苷)酸、脂肪]
萜与甾体
金属有机配合物。
我们需要明确:何种物质有何种结构、如何命名、什么理化性质、如何制备、如何应用,熟记每一个涉及到的人名反应!
有机理论体系:
基础理论(一般是绪论一章提及的,来自无机和物化的理论)。
立体化学及立体反应。
亲电反应(加成、取代)。
亲核反应(加成、取代)。
消除反应。
碳正离子反应、重排。
碳负离子反应、“三乙”的应用。
周环反应。
有机解谱方法与策略。
我们需要明确:每种反应的基本机理,何种物质可以进行该种反应,有没有例外。抓住这两条主线,就等于抓住了有机化学的命门!第一轮复习就是沿着这两条主线,扎扎实实地搭建好有机化学的基础知识框架,串出我们的“珍珠项链”。
具体的策略是跟着教材走,每章以小标题为单位阅读。看到小标题时先回顾一下过去所学内容,如果没忘,对应的内容略读,如果已经忘记或者这部分内容基本没学过,那就细细阅读,一字不漏。
读书的时候注意作提纲挈领式的读书笔记,总结该章纲要即可,但是建议一些重要的教材原文抄一遍以加深印象,这用来对付可能出现的简答题。
读完一个小标题后回顾。读完一节后回顾。读完一章后更要回顾。
读完一个小标题后回顾。读完一节后回顾。读完一章后更要回顾。
有机化学与其他化学学科最大的不同之处在于巨量的人名反应以及繁杂的反应机理。人名反应没什么好说的,见一个记一个,要做到见到反应名称就能写出反应式,看到反应式就能知道反应名称。建议把每个人名反应的机理了解一下,不仅要知道“是什么”,还要知道“为什么”,理解来龙去脉,可以帮助你更好地记忆,可以参考本文第一部分提到的那本《有机人名反应及机理》。不要把有机化学复习完了见到Reformatsky(瑞福马茨基)反应还来个“重新格式化天空”,那就被行家笑话了。
反应机理则比较简单,有机教材上给出机理的反应就那点,掌握亲电、亲核、重排、缩合基本就一切搞定。需要熟悉各类反应的表现形式,代表物质、反应特征。重现率较高的知识点有亲核取代与消除的竞争、碳正离子重排(含频哪醇重排)、羟醛缩合。
另外,强烈建议在复习完每章后把本章给出的人名反应以及介绍的反应机理列在读书笔记后面!这样帮助你更好地牢记它们。
读完书以后立马做题!就做教材章后习题以及配套习题集上的题目。这些题目形式一定与真题大相径庭,没关系,这是给你打基础的必需步骤。只有通过这个步骤,你才能巩固知识,并且发现读书过程中的漏洞所在。
做完题以后对照答案订正,每一道题都要分析错因:
如果知识点没学透,回去再好好把把教材对应章节详细啃啃,假如教材写得也不详细,就把本文开头提到的四本Boss级教材翻出来查查。总有一本书上有你需要的内容。如果是因为粗心大意,那就好好反醒。
如果是题目本身太难,那就注意总结思路与解题技巧,最好把它抄到错题本上。
这样一道题一道题地练下去,你对基本知识点的掌握就越来越熟练了!
第一轮复习结束时,我们至少应该具有两个成果。
提纲挈领式的读书笔记。
错题本,或者从做题中总结到的解题技巧。
留着它们,以后还有大用处!
第一轮自测,看看你能考多少?考不高也没关系,因为你锻炼的是基础而不是能力,而考研真题中能力题比例不低。但如果你能拿到60~75%的分数,证明你的复习效果显著。
既然效果显著,那就开始第二轮复习吧!
四、第二轮复习:强调综合运用的专题复习
是否在上一轮自测中感到总是力不从心?那是因为你遇上了学科内综合题,尤其是全面综合考查化合物性质与反应的推断、合成题。
本轮复习不再按教材顺序复习,而是按专题顺序。重点训练跨章节综合题,尤其是推断与合成。
第二轮复习的参考书在市面上一般都有卖,其特点是彻底打乱教材顺序,按专题顺序(基础概念、综合命名、有机化合物基本性质与反应、结构推断、反应机理、合成技巧)编写,每个专题包含综合讲解、例题与习题等内容。习题以学科内综合型居多。考生只需按步就班地把每一个专题读通,例习题做好吃透即可。有不懂的内容一律查教材,参考书与教材冲突的地方一律以教材为准,因为命题老师是以教材为依据命题。
看书的时候要着重前后联系。尽管复习参考书已经重组了教材章节顺序,但综合程度还是不够,除了进行专题内的纵向联系以外,还要进行专题之间的横向联系,下面两项是重点中的重点:(1)牵涉多种碳架结构(顺、反、R、S……)与官能团的复杂有机物命名及表现出的化学性质,(2)不同类别化合物之间的相互转换。
与有机合成、有机推断有关的参考书我们可以看了。可以拿出一定时间全面阅读,也可以重点读部分章节,其余泛泛而过。这些书一定要看,做适宜的读书笔记!它们对我们提高分数有巨大的帮助!
历年真题在本轮复习派上了用场,开始做吧!首先确定有机化学是上午还是下午考,然后专在上午或下午做真题,每次掐准秒表,在规定时间内把一份试卷做完,再按照参考答案评分,看自己能得多少分。对于错题的处理同第一轮复习。
不仅要做报考院校的真题,外校的真题也可拿来练手,最好选北大、清华、复旦、中科院、中科大等名校(所)化学专业的题目,因为这类习题水平高而且没有专业侧重点。假如你考农学(中国农业大学)却去做药学(中国药科大学)的习题,专业侧重点的不同会使你做无用功!
就这样做到11月底(最晚不超过12月中旬),相信你解题的能力有了极大提高,第二轮复习自测,分数一定不比第一轮低,信心只会比第一轮更充足!
五、第三轮复习:回顾与总结
第三轮复习就不要再做大量试题。本轮复习的任务是:
查漏补缺。阅读第一轮复习时写下的读书笔记,尽力回顾每一个知识点,包括它的内涵与外延、常考题型、考试中的常用技巧。经过两轮复习的残酷磨练,相信你总结回顾起来毫不费力。
回顾试题。回顾做过的每一道错题、每一张真题试卷。确保85%以上的题目已经掌握,下次不再做错。确保已经适应了试卷结构和考试时间,能够把握做题节奏,在规定时间内得到最高的分数。
这个时候也可以做一些真题练练手,但不必过分纠缠于难题和分数,更不要因为一两道题做不出来而懊恼。因为你离上考场还有一步之遥,而许多竞争对手往往就是这一步没有跨出去,最终倒在了考场之前。走到这里不容易,所以一定要坚持!
考试前夜再回顾一下你的读书笔记,如果太多看不过来就改看教材目录。尽可能地把知识点回忆起来,第二天你就可以放心大胆地走进考场了!
七、结语
有机化学不难,有机考研复习不难。正如古人所说,狭路相逢勇者胜,那么,即将或已经踏上考研征途的朋友们,让我们全力以赴,高效率、高质量地完成有机化学的考研复习,信心满满地走向考场吧!
最后,祝每一位考研斗士复习顺利、金榜题名!
第五篇:有机化学心得体会
《有机化学及实验》网络培训心得体会
人要走进知识宝库,是一辈子的事情,不可能一蹴而就。因此我们要学习的东西太多了。网络教育,给了我们一把学习的钥匙。这是一把增长知识才干和提高思想素质的钥匙。
当今社会已经进入了信息社会,世界已经开始全面信息化、全球化。所以,为了适应社会的发展,我们教师必须首先牢固树立信息化、全球化的思想,积极参加培训学习,紧跟时代脉搏,做一个e环境下的新型教师。通过此次培训,我收获很多,体会深刻。我作为一名青年教师,希望能竭尽所能将知识传授给学生,但经验不足,通过向专家学习,与同行交流,拓展了我的教学思路,现总结如下:
一、学习有机化学及实验课程应多总结、重方法。1、总结经验规律
掌握有机化学中规律性的东西对于更好地掌握、理解有机化学反应及其原理是很有帮助的,因此在平时学习过程中应重规律的总结。
2、善于归纳总结
在有机化学学习中,会发现有机反应式错综复杂,且种类繁多,想要全部记住,记准并非易事,但若在平时的学习中善于归纳总结,将所学的每一章节的内容归纳出其知识网络图,相信学好有机化学并非难事。
3、重视实验学习
有机化学作为一门实验科学,若不能掌握其基本的实验操作,不重视实验技能的培养,是很难学好有机化学这门课的。掌握实验操作,在实验过程中理解和记忆有机化学反应能够达到事半功倍的效果。
4、结合实际生活,培养学习兴趣
学好有机化学,重在要有兴趣,培养学习兴趣能够使我们更有效地进行学习。结合生活实际,解释生活中常用的一些问题,或通过所学知识去解决一些与有机化学有关的问题,均能使我们能更近一步掌握和灵活运用所学知识,并逐步建立起学习兴趣。
二、利用各种有效措施来提高和加强有机化学及实验教学
1、在今后的授课中,用新的教学理念培养学生,真正做到以学生的发展为本,为学生的终身学习奠定基础。在教学中,体现“授之以鱼,不如授之以渔”的教
育思想和理念,把培养学生的综合素质放在首位。
2、充分利用课件的动画效果,对于有机化学中的一些问题,采用flash动画演示,使问题形象化。多媒体辅助教学,既有直观感,又增大了信息量,活跃了课堂气氛,也适应了学时压减需要,更能便于网上教学,了解世界,了解感兴趣的学科发展,为今后继续学习和深造奠定基础。
3、在教学实施过程中,重视对学生创新思维和能力的培养,在教学中,结合具体的讲授内容,充分利用各种素材,如图片、化学故事、生活中的化学等来提高学生的学习兴趣以及活跃课堂气氛;多应用探究式教学法和问题式教学法,少用“满堂灌”的教学法。课堂上适当提出问题,让学生通过回答和讨论问题,达到激发学生潜能的作用。讲课的同时多举例,增加课堂生动、活泼气氛。
4、对于难点重点的问题,要深入剖析,一般采用精讲,精讲突出背景、主线、转折、发散,难点要剖析到位,并以具体的实例来说明问题,使学生更好的掌握问题的实质和解决问题的方法,特别结合实际生活中的案例,让学生觉得知识很实用。一般叙述内容,安排学生自学,给学生留思考题,培养学生自学能力;对新知内容,一般导读,点到为止,启发学生从书籍、杂志、网上获取信息。
5、多启发学生,让学生逐渐学会分析和解决分析化学问题的思路、方法和手段,提高他们自学的能力。提倡在课程上提出一些“开放性”问题,引发学生积极思考,养成探究、创新的意识和习惯。多数学生具有表达的欲望,讨论所激发的思考以及分析所获得的结论都使学生具有表达的欲望,表达的成就感有助于激发学生进一步交流的热情,由此形成热烈的课堂教学氛围和教与学的良性互动。
6、在实验教学中,注重对学生实践能力的培养和训练。注意各种资料的积累,积极开展实验研究,引进新内容,增加综合性、设计性实验,创造条件让学生多做实验,强化动手动脑意识、安全意识、环保意识和创新意识,不断提高学生的实践能力和创新能力。
三、结合职业岗位特点重实用教学
高职高专实践教学虽然是一种以培养学生综合职业能力为主要目标的教学方式。但它并不是完全脱离理论教学而独立存在的,它与理论教学是相辅相成 的。而有机化学是一门实验性的科学,在教学过程中必须要突出学生岗位能力的培养,才能确保教学质量,真正地把学生培养成为适应生产、建设、管理、服务和技术第一线的高等技术应用性人才.在有机化学的理论教学过程中,有目的、有计划地结合课堂教学穿插。些课堂演示实验、虚拟演示实验或仿真训练,把知 识的传授、能力的培养和素质教育结合起来。使得抽象的、枯燥的有机化学理论教学更具有直观性和示范性。如采用边讲边实验的教学方式,操作简便,现象明显,使学生认识到所学知识经得起检验,受到认识论和科学方法论的教育,同时对所学的理论知识还能加深理解、加深记忆,会收到显著的成效。
通过近两个月的学习,我从各位专家、给位老师那学到了许多的知识和教学方法、手段。同时我认为网络教育是一种学习的好方式,并且是一种与他人沟通、与社会接触的有效途径。网络教育给了我人生很大的启示和帮助,我一定要充分利用网络教育的平台“活到老,学到老”!篇二:有机化学的学习心得体会
有机化学的学习心得体会 学习有机化学也已经有一个学期了,虽然说以前高中也学习过有机化学,但是 到了大学再学有机化学发现高中学的基本连皮毛也说不上,真正的有机化学涉及 的反应是那么多。所以我认为有机化学就是用两个词来形容--多和变化。
先来说说多,有机化学的多最多体现在有机物多,有机反应多,反应的机理也 有不少。所以说有机化学在我学了一个学期以后明白了有机化学的最大难处就是 化合物多,有机反应多,十分难以掌握。但是有机老师的课件做得十分巧妙,把 几种有机物进行了分类,学起来可以沿着各种有机物的特性了进行研究,可以掌 握到同一种物质不同反应的一些特点,分类记忆这样比较方便了,也减轻了有机 化学的反应的部分负担,也可以研究出不同反应的一些共同的特点。这样就大大 地减轻了学习有机化学的负担。也使得在我们初学者的眼中看来很难学的有机化 学一下子也简单了很多,有了许多规律的记忆方法,这样我们就可以掌握规律,从而可以更加简单地掌握这一类反应。而有机化合物,虽然有很多种,但是为我 们现在所用的还不多,在不同的分类中都可以找到的,这样有机化学学起来就还 是减轻了许多的负担。有机化学的另外的一个特点就是变化复杂。变化中可能还有变化,有的比较简 单的题目,但是稍加变化以后就会很复杂。比如说许多炔烃的反应要联系到烯烃 的反应,一些不同的物质却有着相同的反应规律,还有命名中有许多小的细节上 的变化都可以出题。所以这些变化更加难学,有机化学的反应多但是及不上变化 多,无论有多少的机理,规律,只要把几个融合一下就可以产生不同的变化,出来不少的题目,这样就难住的大家。所以有机化学最难学的就是学习规律,学习机理,学习到了以后还要把这些机理融合起来,要知道如何地变化,这样才能 把一些机理题和合成题作好,我们学习有机化学才有实用的价值。所以我们可以 说有机化学最难的不是那些方程式,而是那些方程式变化了以后你还知道吗的问 题,只要在学习的时候多多地总结,多多地复习,多多地 了解不同的变化,并且 用这些不同的变化来丰富自己的有机化学的知识,这样才是学习好有机化学的正 道。最后来说说有机化学和其他我学过的象分析化学,无机化学,结构化学来进行 一个比较吧。无机化学涉及的范围十分的广,其实无机化学也就是为其他的一些 化学课打下一个基础;分析化学主要侧重于计算和一些离子反应;而结构化学是 一个结合理论和计算为一体的学科。但是有机化学和这些科目不同的是涉及的反 应和化合物特别的多,理论虽然不是很多但是规律却是变化多端,有时候确实令 人意想不到反应可以这样进行的。所以说有机化学是不同于其他化学的一门变化多端的化学学科。
写到了最后,我最想说的就是,有机化学作为一门新兴的学科,也是目前热门 的学科,确实也比较难学,但是我认为,只要我们能够努力的学习,在有机化学 的不断变化中提升自己有机反应规律的知识储备,在不久的将来我们能够把有机 化学学得更好!篇三:有机化学学习心得体会
有机化学学习心得体会
当今社会已经进入了信息社会,世界已经开始全面信息化、全球化。所以,为了适应社会的发展,我们教师必须首先牢固树立信息化、全球化的思想,积极参加培训学习,紧跟时代脉搏,做一个e环境下的新型学生。
上有机实验课时,有点紧张,当然也充满期望。从物理实验过渡到有机实验,心中自然怀着一种对实验的好奇心,往往也会有一些可能很有创意的想法。为了保证实验的顺利进行,培养学生严谨的科学态度和良好的实验习惯,老师首先给我们讲解了有机化学实验规则。通过此次培训,我收获很多,体会深刻。经验不足,通过向老师学习,与同行交流,拓展了我的学习思路,现总结如下:
一、学习有机化学及实验课程应多总结、重方法。1、总结经验规律
掌握有机化学中规律性的东西对于更好地掌握、理解有机化学反应及其原理是很有帮助的,因此在平时学习过程中应重规律的总结。
2、善于归纳总结
在有机化学学习中,会发现有机反应式错综复杂,且种类繁多,想要全部记住,记准并非易事,但若在平时的学习中善于归纳总结,将所学的每一章节的内容归纳出其知识网络图,相信学好有机化学并非难事。
3、重视实验学习
有机化学作为一门实验科学,若不能掌握其基本的实验操作,不重视实验技能的培养,是很难学好有机化学这门课的。掌握实验操作,在实验过程中理解和记忆有机化学反应能够达到事半功倍的效果。
4、结合实际生活,培养学习兴趣 学好有机化学,重在要有兴趣,培养学习兴趣能够使我们更有效地进行学习。结合生活实际,解释生活中常用的一些问题,或通过所学知识去解决一些与有机化学有关的问题,均能使我们能更近一步掌握和灵活运用所学知识,并逐步建立起学习兴趣。
二、利用各种有效措施来提高和加强有机化学及实验教学
1、终身学习。在今后的授课中,用新的教学理念培养学生,真正做到以学生的发展为本,为学生的终身学习奠定基础。在教学中,体现“授之以鱼,不如授之
以渔”的教育思想和理念,把培养学生的综合素质放在首位。
2、趣味教学,既有幽默感,又增大了信息量,活跃了课堂气氛,也适应了学时压减需要,更能便于现实教学,了解世界,了解感兴趣的学科发展,为今后继续学习和深造奠定基础。
3、注重思维与能力。在教学实施过程中,重视对学生创新思维和能力的培养,在教学中,结合具体的讲授内容,充分利用各种素材,如图片、化学故事、生活中的化学等来提高学生的学习兴趣以及活跃课堂气氛;多应用探究式教学法和问题式教学法,少用“满堂灌”的教学法。课堂上适当提出问题,让学生通过回答和讨论问题,达到激发学生潜能的作用。讲课的同时多举例,增加课堂生动、活泼气氛。
4、难易与实际结合。对于难点重点的问题,要深入剖析,一般采用精讲,精讲突出背景、主线、转折、发散,难点要剖析到位,并以具体的实例来说明问题,能使学生更好的掌握问题的实质和解决问题的方法,特别结合实际生活中的案例,让学生觉得知识很实用。一般叙述内容,安排学生自学,给学生留思考题,培养学生自学能力;对新知内容,一般导读,点到为止,启发学生从书籍、杂志、网上获取信息。
5、创造与启发。多启发学生,让学生逐渐学会分析和解决分析化学问题的思路、方法和手段,提高他们自学的能力。提倡在课程上提出一些“开放性”问题,引发学生积极思考,养成探究、创新的意识和习惯。多数学生具有表达的欲望,讨论所激发的思考以及分析所获得的结论都使学生具有表达的欲望,表达的成就感有助于激发学生进一步交流的热情,由此形成热烈的课堂教学氛围和教与学的良性互动。
6、在实验教学中,注重对学生实践能力的培养和训练。注意各种资料的积累,积极开展实验研究,引进新内容,增加综合性、设计性实验,创造条件让学生多做实验,强化动手动脑意识、安全意识、环保意识和创新意识,不断提高学生的实践能力和创新能力。
虽然有机实验结束了,不过它在无形中影响着我们未来对有机化学的探索。世界时刻在变化,知识不断在更新,有机化学知识在日新月异,老师在不断学习,我们也在不断学习,在以后的化学学习中,我们要秉承学以致用的原则,继续努 为有机化学的发展贡献我们的力量.化学与化工学院 矿物加工过程1202 1215030210 王海全 2013 7 8 力,篇四:有机实验心得体会
有机实验心得体会
大三上学期,我修完了大学四年中的第二个基础有机化学实验,也可能是本科里的最后一次的有机实验。这两个学期的基础有机化学实验给我带来了很大的收获。首先,基础有机化学实验让我学习到了多种实验仪器的使用方法,锻炼了我的基本实验技能,让我从中学到了很多的关于有机物的处理方法,和无机实验的处理方法有很大不同,而作为一个有机专业的本科生,这也是必须要掌握的。同时,对于不同的反应进行实验,更有助于我们认识反应物,生成物的性质以及反应的机理,对有机化学的学习也有很大帮助。对有机物进行光谱分析则更加锻炼了我们的综合技能,是有机化学实验与基础有机化学,物理有机化学,有机结构分析等学科交叉结合,锻炼了我们综合分析问题的能力。而自主实际性实验,有加强了我们的自主学习,总结的意识。为我们将来的科研学习打下了基础。除此之外,很荣幸两个学期都作为查正根老师的学生学习基础有机化学实验,查正根老师认真负责的教学态度给我留下了深刻的印象,在同学的实验过程中,他会观察指出同学们的实验操作错误并督促改正。查正根老师的教学态度也十分严谨负责,鼓励每个人都来积极思考,使我们充分的体会到做有机实验的乐趣及意义。虽然一开始我们对这种教学不太喜欢,因为我们习惯于按照书上去做实验,进行思考和讨论很费时。但是,渐渐的,我们发觉了在实验中过程中还有很多问题,而这些问题有些可以在思考中想到而解决或避免。同时,查正根老师还对教材上的部分实验进行改进,大大简化了我们的实验,提高了效率。对实验结果也无太大影响,有效地完成了实验,也能得到较好的产物。
最后,感谢查正根老师以及两个学期的助教孟老师和易老师的悉心教导,相信这两个学期的实验是我人生中的一笔宝贵的财富。篇五:学习有机化学体会
学习有机化学体会
经过了一年的学习,我深刻地感受到了有机不太好学。我周围的同学也有同感,特别是学到了醛酮以后,反应越来越多,根本记不过来的。“看书都知道,丢书都忘掉,做题都错掉”基本上就是我们的状态。与无机物相比,有机物的结构复杂了不少。而有机化学又是一门重要的专业课,使我不能掉以轻心。所以我就开始请教同学,收集资料来探讨学习有机的方法。有机物的规律性是很强的,如果只看到它的复杂性却看不到规律性,在学习中可能会事倍功半,反过来说,如果擅长归纳总结,找出其中的各种规律,就可以达到事半功倍的效果。一.掌握结构与性质的差异
有机化学离不开官能团,学习各类化合物时,要从分析官能团的结构入手,掌握同一类化合物的共同性质;再分析分子的整个结构(包括它的立体结构),掌握这一类化合物中某些特殊性质。同一类化合物具有相同的官能团,因此具有相似的化学性质。如醛跟schiff试剂反应变为桃红色,但在加酸的情况下甲醛没有变化,而其他醛的桃红色退去。而同样含有羰基的酮跟schiff试剂反应无明显变化。这就是它们的一些共性和特性。因此,我们要学会通过分析结构来理解性质,根据结构上的差异来理解性质上的差异。
二.掌握影响结构的因素
有机化合物表现出来的性质,不仅决定于官能团的结构,还决定于官能团相连的原子或原子团之间的相互影响。比如电子效应和空间效应。拿电子效应来说吧,它又分为诱导效应和共轭效应。诱导效应是有机分子中因某一原子或基团的极性,通过静电诱导作用,而引起电子沿着原子链向某一方向移动的效应。共轭效应是在共轭体系分子中,由于原子间的相互影响和π电子云的离域,引起分子内能降低、体系趋向稳定、键长趋于平均化,以及某些性质的变化等效应。简单的说诱导则是单纯对电子的吸引作用,而共轭效应是指相距很近的电子对(π键或孤对)相互吸引形成类似与大π键。要正确分析影响结构的因素,就必须了解
各官能团的电负性,分析主要是哪种效应影响为主,从而更好地解题。
三.掌握反应规律,理解反应机理
在初学有机化学时,首先接触到的反应就是亲核与亲电取代反应。所谓取代反应,就是指分子中的原子或原子团被其它原子团代替的反应。凡由亲电试剂如hno3、h2so4、cl2、br2等与有机分子相互作用而发生的取代反应,称为亲电取代反应(se): e++rx─→re+x+,其中r为烷基。电负性低的亲核基团向反应底物中的带正电的部分进攻而使反应发生,这种反应为亲核反应。由亲核试剂如ho、:nr3、cn??等与有机分子相互作用而发生的取代反应,称为亲核取代反应。由亲核试剂hcn、h2o、丙二酸二乙酯等与世轭不饱和醛或酮进行的加成反应称亲核加成反应。比如:ch3ch2br+nh3->ch3ch2nh2 是一个亲电取代反应,n富电子,ch2的c缺电子(因为它连有一个吸电子的br)。如果对一个反应,可以一步步地写出其机理,自然就加深了对此反应的理解,而且可以举一反三,当遇到同类反应时就能推出其产物。要不然的话,硬是去记每个反应的反应方程式,不止辛苦且容易记漏某些部分,当遇到同类反应时又找不到门路。当然,除了要理解这些历程,还要重视反应条件与方向的关系。例如,烯烃加成溴化氢时,一般条件下,反应方向是氢加到含氢较多的双键碳原子上,得到符合马氏规则的加成产物。但在过氧化物存在的条件下,氢则是加到含氢较少的双键碳原子上,得到反马氏规则的产物,这些必须要加以注意。
以上三点就是我通过学习有机化学后觉得比较重要的。在有机化学学习中,会发现有机反应式错综复杂,且种类繁多,想要全部记住,记准并非易事,但若在平时的学习中善于归纳总结,如每章的小结(如各类官能团的相互转化、酸碱性等等),相信学好有机化学并非难事。
勤做练习有助于检查自己对基本问题的掌握,并发现自己学习的盲点。多做练习,可以有助于巩固记忆,检查学习效果。尤其是合成题,几乎涉及到所有重要反应和官能团的相互转化,更有利于综合运用所学的知识。
对于有机的学习,我相信很多人都有比我的方法更好的方法。总而言之,最适合自己的方法就是最好的方法。如果能找到一种最适合自己的方法,有机化学的学习或许可以让你乐在其中。