第一篇:金屬有機化學(本站推薦)
金屬有機化學淺析
金屬有機化學和配位化學分別是從有機化學和無機化學兩個領域中發展起來而又密切聯系的學科, 目前已匯成一股洪流, 成為近代化學前沿領域之一。它的發展打破了傳統的有機化學和無機化學的界限, 金屬有機化學已成為有機化學中主流之一, 它的發展又與理論化學、合成化學、催化、結構化學、生物無機化學、高分子科學等交織在一起。
什么是金屬有機化合物? 凡是化合物中含有碳-金屬鍵的都是金屬有機化合物。不言而喻, 根據我國化學名詞命名法, 凡有金字偏旁的元素與碳成鍵的化合物, 當然屬于金屬有機, 而有石字偏旁的元素(類金屬)如硼、硅、砷與碳成鍵的化合物, 根據《ComPrehensive Organometallic Chemistry》一書, 亦搜羅在內。于是出現了另一種歸類方法, 一個新名稱,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 族氧以下的元素與碳成鍵的化合物的化學, 稱之為雜原子化學(Hetoroaotm Chemstry), 并將出一種國際性期刊《Heteroatom Chemstry》, 于1990年問世。
1.金屬有機化合物發展歷史
金屬有機化學是一門古老而又年青的學科.說它古老, 可以追溯到1827 年丹麥的蔡斯(Zeise)合成了K[PtCl3(C3H4)]的時候, 就已經有了金屬有機化合物.說它年青, 是由于金屬有機化合物雖然合成出來很早, 但是對它們的詳細研究卻進展非常遲緩.因為金屬-碳鍵化合物大多很不穩定, 遇空氣和水氣就分解, 有的只能在低溫下存在.金屬-碳鍵化合物中的金屬-碳π-鍵是一種特殊的鍵型, 一般的有機化合物中沒有這樣的鍵, 因此對它一直沒有了解, 上面提到的蔡斯鹽K[PtCl3(C3H4)]于1827年合成出來以后, 宜到本世紀的五十年代對它們的結構才真正了解.由于上述原因, 金屬有機化合物沒有引起化學家們的足夠注意.本世紀的五十年代初, 美國的基利(Kealy)和波桑(Pauson)合成了二茂鐵, 跟著威爾金森(Wilkinson)和西德的菲舍爾(Fischer)分別測定了它的結構, 由 于它具有特殊的結構和特殊的穩定性, 引起了化學家們的極大興趣.就在差不多時候, 西德的齊格勒(Ziegler)和愈大利的納塔(Natta)發現了烯烴定向聚合催化劑, 使原來必須使用高壓才能得到的、并且性能較差的聚合物, 可以在接近常壓的條件下, 得到性能較好的聚合物.這類催化劑的發現, 不但使得石油工業上沒有什么用處的丙烯成了很有用的東西, 而且得到的聚合物具有非常好的性能.齊格勒-納塔催化劑有二種組份, 一種是烷基鋁, 另一種是某種過渡金屬無機物, 雖然這種催化劑的催化機理還沒有徹底搞清, 但學者們一致的意見是,上述二組份之間先進行反應, 生成不穩定的過渡金屬烷基化合物, 這種不穩定的化合物正是具有催化活性的東西.金屬有機化合物大多很不穩定, 過去一直認為這是阻礙金屬有機化學發展的一大因素, 現在才認識到, 這種不穩定性,是作為催化劑的一種很重要的性質.由于二茂鐵的特殊結構和特殊性質, 以及齊格勒-納塔催化劑對工業的特殊貢獻, 使得金屬有機化合物受到極大的重視, 在很短的時間內, 新的化合物、新的合成方法和新的應用大量出現.從這時起, 金屬有機化學才真正成為一門獨立的學科.因此曾有人建議, 將合成二茂鐵的19 51 年作為金屬有機化學元年。
在這10 0年中金屬有機在合成中的應用方面有: 有機鋅(二烷基鋅和Ror matsky反應),有機鈉(Wurtz反應、Wurtz-Fittig反應), 有機鎂(Grignard反應), 有機理, 有機銅(Sandmeyer、Gattermann、Ullmann反應), RePPe合成, PdCl2(CH2= CH2)水合為乙醛。在材料醫藥方面有: 四乙基鉛應用為石油添加劑, 有機錫應用為聚氧乙烯的穩定劑, 有機砷作為醫藥和農藥的應用.2.金屬有機化合物分類
2.1 金屬有機化學的理論研究-新結構新理論的提出及反應機理研究 50 年代后新結構如缺電子橋式三中心鍵、夾心結構、過渡金屬π-絡合物、卡賓和卡拜-過渡金屬絡合物、瞬變型分子結構(fluxional Molecule)、金屬雜環(me tallocycle)等型結構的發現和提出, 都推動了金屬有機化學的發展。
最近發現, 稀有氣體Ar,Kr,Xe等也能和過渡金屬形成絡合物:M(CO)6 X
M = Cr , Mo , W
X = Ar , Kr , Xe
1984年, Lee和Martin [1]第一次報道了配位數為5 和6的超價硼(Supervalent boron)化合物(I)和(Ⅱ)的合成, 它們可以通過11BNM R數據與4 配位化合物(Ⅲ)對照加以識別[2]。1987年, 美國化學家O ’Connor 和研究生LinPu[3]首次合成了穩定的金屬環狀卡賓絡合物,Delaware大學結晶化學家Rhe ingold 測定了這個化合物的結構。IR,NMR, ESR, X-射線衍射, EXAFS,ESCA 等都在結構測定中起了重要作用。
70年代起,Hoffmann[4]等使用碎片分子軌道近似(fragment molecular orbitalapproach)提出了等瓣相似(isolobal analogy)原理, 從而溝通了無機化學和有機化學兩大領域。這個理論模型和研究成果被認為是化學結構發展過程的里程碑, 它加強了實驗化學家的預見性, 對新分子的設計和合成很有指導作用。對金屬有機反應機理的研究也得到逐步深入。目前金屬有機反應已可歸納為下列基元反應: 1)反應物在金屬上的絡合配位, 2)氧化加成反應(逆反應為還原消除反應), 3)插入反應(逆反應為莊消除反應), 4)σ-π: 重排反應。.2 金屬有機化學的應用研究
近30 年來, 估計至少有50 % 的有機合成新方法是用金屬有機試劑或催化劑來完成的[5]。金屬有機化合物應用于有機合成中, 導致了金屬有機新反應及立體專一性反應的不斷發現。如應用過渡金屬催化劑使異戊二烯按頭尾有規則地連接起來合成花類化合物, 是很有希望的一條途徑, 已有人合成了香茅醇(citronellol).生物體內的反應, 都是通過酶的作用進行的, 由于酶是手征性分子, 因而催化反應得到的都是光學活性產物。利用這一原理, 在一些過渡金屬均相催化劑中, 當具有手征性的配位體時, 這種催化劑即能催化立體專一的反應, 得到光學活性純度較高的產物。如應用Rhclcl3(L為不對稱麟配位體)作為催化劑, 美國的Monsanto公司以取代肉桂酸為原料生產出治療帕金森病的藥物L-Dopa及某些D-氨基酸[6].金屬有機化合物在工業上也得到廣泛應用。如有機鉛用作汽油抗震劑, 有機硅用作有機硅樹脂, 有機錫用作聚氯乙烯的穩定劑及聚烯烴、橡膠的防老劑等;有機汞用作殺菌劑和防霉劑, 三乙基硼用作海水表面油污的引火劑, 某些硼同位素化合物正在試驗作治療腦腫瘤之用.有機錳化合物CH3 C5H4M n(C O)3對四乙基鉛的抗震有增效作用;鉑絡合物及某些欽、釩、鉑的環戊二烯基化合物據說有抗腫瘤作用,近年來將金屬原子引入高分子化合物, 以期獲得各種特殊性能材料的研究進展很快, 如二茂鐵的聚合物可用作宇宙飛船外殼涂料的添加劑及光敏劑、電子交換樹脂、有機半導體, 等等。
3.金屬有機化合物的應用
下面介紹金屬有機化合物在工業、農業、醫藥、環境衛生等方面的應用。3.1 常見的農用殺蟲劑 3.1.1有機磷農藥[7-8]
(1).敵白蟲是一種高效的殺蟲劑, 用于滅蠅及防止菜、茶、桑、煙、果樹等作物害蟲。
(2).對硫磷, 簡稱: 1605, 是一種普遍使用的劇毒農藥, 它的殺蟲效力極強, 應用范圍廣泛,尚未找到不被其殺害的害蟲。
(3)內吸磷, 又叫1059, 是一種防治紅蜘蛛特效的殺蟲劑, 也用于防治蚜蟲等害蟲。
(4).樂果, 主要用于防治蔬菜、果樹、棉花等害蟲。也具有觸殺性。(5).稻瘟凈, 它是一種有機磷殺菌劑, 能有效防治稻瘟病, 也有一定殺蟲效力。
(6).乙烯利, 是一種很好的植物生長調節劑, 廣泛用于水果(尤其香蕉)的催熟, 煙葉催黃,促進橡膠樹流膠, 促使瓜果早期多開雌花.3.1.2其它金屬有機農藥
許多金屬有機化合物有生物毒性, 因此廣泛應用于農藥。
(1)代森鋅, 廣泛用于防治各種麥的銹病, 馬鈴薯晚疫病, 黃瓜霜病及蔬菜病害。
(2)西力生和賽力散 , 它們都是有機汞化合物, 用于拌種消毒防治各種病菌.3.2環境衛生殺蟲劑
3.2.1敵敵畏, 簡稱DDVP,它的殺蟲效力大于敵百蟲,適合于在室內及對蔬菜、茶樹使用, 但易水解失效。
3.2.2 馬拉松, 又叫馬拉硫磷或4049, 它用于防治蠟和其他果蔬害蟲, 也可防治蚊、蠅、臭蟲等,是優良的觸殺劑。
上述殺蟲劑對昆蟲和高等動物都有很大毒性, 但在哺乳動物體內迅速分解, 失去活性, 毒性較低。不過大量進人體內仍是很危險的, 所以使用時應有預防措施。
3.3醫藥方面 3.3.1 有機砷藥物
如乙酞腫胺, 鹽酸氧苯腫等, 主要用于治療性病, 前者為抗滴蟲藥, 后者對螺旋體有強力殺滅作用, 多用作治療梅毒等疾病。
3.3.2有機汞藥物
如醋酸苯汞、汞澳紅等。醋酸苯汞主要用作防腐劑,汞嗅紅俗稱紅汞, 常用作消毒劑, 它的2 % 水溶液就是我們常用的紅藥水。
3.3.3有機銻藥物
如酒石酸銻鉀(又叫吐酒石)主要用于血吸蟲病治療;葡萄糖酸銻鈉用于黑熱病治療;抗癌銻(Sb-71)又叫氨三乙酸銻, 用于纖維肉瘤, 胃瘤, 腸癌等治療。
另外,近年來對有機錫的抗癌活性的研究比較活躍[9-10]。
如用R R’SnO 與R’ ’CO O H 以1 : 2 摩爾比進行反應得一種構型化合物, 這種化合物具有抗癌活性。
如用2一(2’吡啶基)一6甲基并塞哇與二氯化錫(Ⅳ)形成的絡合物也具有抗腫瘤的活性。
楊志強等人研究還表明, 親水性強的化合物和親油性強的化合物都沒有很好的抗癌活性,只有那些介于兩者之間的化合物更有希望成為好的抗癌藥。而有機配體對化合物的親水性和活性都有一定的影響, 有機配體對有機錫化合物的抗癌活性也起到了一定的作用。總之有機錫化合物成為抗癌新藥前景十分看好。
3.4 金屬有機導體、半導體
大多數金屬有機化合物都是電絕緣體, 如二茂鐵的室溫電導率是10-14 歐姆每平方厘米左右。隨著“ 有機導體” 研究工作的迅速發展, 也陸續出現了具有較好導電性能的金屬有機固體化合物[11]。
如,(Cp2Fe)+(TCNQ)2-的電導率為42-100歐姆每平方厘米.還有其他一些化合物也具有較好的導電性能。導電性有機高分子材料比無機導電材料具有顯著的優點: 它比金屬導體輕, 它對光、電導有各向異性, 它易于成膜, 加工方便, 它防腐性能好, 它可利用外屆條件改變或調節導電體的物理性能, 它還可以合成特種功能的導電性材料。因此它具有廣泛的實用價值。比如, 酞葺銅(CuPc)[12]是一種重要有機半導體和光導電體, 它跟其他一些有機物進行化學共混處理后, 能加工成膜, 可以提高聚合物的光導電性能.4.我國金屬有機化合物的進展
解放前, 金屬有機化學在我國幾乎是一個空白的領域, 僅做了些零星的工作[13-16], 如格氏反應的研究, 有機銻、有機汞藥物與農藥和有機砷藥物的制備等。
解放后, 我國的金屬有機化學才得以建立和發展, 它的發展可分為三個階段, 第一階段是解放后的第一個十年, 當時結合我國國民經濟的恢復, 主要在三個方面做了工作。首先是結合消滅血吸蟲病的任務, 制備了許多有機銻化合物(包括銻鹽)以滿足全國臨床上的需要,如在1950-1957年間, 先后應用酒石酸銻鉀治療血吸蟲病患者76萬人, 治愈率達90%;應用葡萄酸銻鈉治療黑熱病患者60萬人, 永久治愈率達97.4%。為了減低銻制劑的毒性,又合成了一系列新的銻有機化合物。其次, 結合農藥開展了對有機磷化合物的研究。1950年,北京農業大學用硫磺、赤磷氯、苯和酒精等合成1605農藥, 改良了國際上通用的生產方法, 并于1951年進行了小批量生產。因此,“ 16 0 5 ” 的生產應作為我國研究有機磷化合物的起點。隨后, 許多單位開展了有機磷化合物的研究。南開大學結合農業藥劑將尋找具有較好生理活性的有機磷化合物為主要研究方向, 并在此基礎上, 成立了南開大學元素有機化學研究所。之后, 還開展了有機汞和有機砷化合物的研究, 以乙基氯化汞作為種子殺菌劑, 用于防治棉花的立枯病、紅腐病和小麥黑穗病。1958年, 結合萃取劑發展了有機磷化學。第三, 開展了對有機硅化合物的研究。為了滿足我國工業發展對新材料的需要, 開展了有機硅單體及聚合物的研究。1953年, 中國科學院上海有機化學研究所在國內首先使用直接法制備甲基氯硅烷單體, 改革了用格氏反應的傳統方法, 推動了有機硅單體工業的發展。沈陽化工研究院擴大生產甲基氯硅烷, 并試制了苯基氯硅烷單體, 奠定了用直接法生產有機硅單體的工業化基礎。
第二階段是從1958年開始, 一些有機化學家開創了有機硼、有機錫等研究領域。有機磷、有機硅等方面也繼續向縱深發展。第三階段是從七十年代后期到現在, 金屬有機化合物化學逐漸得到發展, 主要是金屬有機化合物的絡合催化反應, 化學模擬生物固氮和氫甲酞化等反應, 其次是金屬有機試劑, 如有機砷、有機銅、有機硼、有機鋯、有機鉬和零價鈀催化劑等在有機合成中的應用。還開展了過渡金屬(如鈦、鋯)及我國豐產的稀土元素有機絡合物研究。
5.金屬有機化學的展望
目前, 金屬有機化學在已取得輝煌成果的基礎上, 正向下列各個方而發展:1.金屬有機化學的研究將為解決能源問題作出貢獻.2.對于N2 , CO2 , SO2 , RH等小分子的活化問題將繼續進行研究, 以尋找新的反應,獲得新的原料。3.過渡金屬均相催化作為酶催化和多相催化的橋梁, 將更深入地進行研究。4.利用金屬有機試劑及均相催化之特點,對專一性有機反應的研究, 將是另一個重要方向。5.金屬有機化學本身的研究仍將集中在碳-金屬鍵方面。
由于金屬種類繁多, 這一方面的工作量是巨大的, 變化也是多樣的, 而豐富的碩果也是可以予期的。對于現在已發現的基元反應, 將進一步深入研究其機理, 以進一步推動金屬有機化學的發展。
最后, 從總的來說, 生物體內的反應是比較理想的反應, 一些金屬酶所催化的反應, 都是在常溫常壓下進行的, 但是生物體內可以利用的金屬只有Mg , Fe , Co , Zn ,Mo 等少數幾種, 而自然界中可以利用的金屬則是大量的,可以想像, 一定可以找到比生物體內更多的理想反應, 這就有待我們去開發。
日本著名生物化學家江上不二夫曾寫過“ 化學有著極美妙的未來, 尤其是金屬有機化學, 估計蘊藏著很多未知的可能性, 也許是今后化學研究的核心”。美國化學家J.D.Roberts曾說過: “ 未來的化學是無機化學和有機化學的雜交產物-金屬有機化學”。
總之, 金屬有機化學的研究, 對未來世界的發展有密切的關系, 也有著廣闊的前途, 尚有待我們去探索。
6.參考文獻
[1] Lee D F , Martin J C.J A m Chem Soc, 1984,106:5745.[2] 黃耀曾, 錢延龍等.金屬有機化學進展.北京: 化學工業出版社,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] 黃耀曾.有機化學, 1952 ,(9): 8-10.[6] Parshall G W.Organometallics , 1987, 6(4): 687 – 692.[7] 邢其毅, 徐瑞秋, 周政.基礎有機化學.北京: 高等教育出版社, 1983.977.[8]吳泳,王建平等編, 社會有機化學, 福建教育出版社
[9]楊志強, 宋雪清, 謝慶蘭.具有實驗抗癌活性的二烴基錫衍生物的研究進展.有機化學, 1996,2:111.[10]胡盛志, 施大雙等2-(2’-吡啶基)-6甲荃并噻唑及其二氯有機錫(Ⅳ)絡合物的結構與抗腫瘤活性.有機化學, 1989 , 1 :89。
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第二篇:淺談金屬有機化學的發展與應用
淺談金屬有機化學的發展與應用
Development and application of metal organic chemistry
摘要:
隨著科學技術的不斷發展以及交叉學科的不斷出現, 金屬有機化學這一新興學科也逐漸發展起來。其研究的重點是碳-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 關鍵詞:
金屬有機化學 Metal Organic Chemistry;金屬有機化合物 organometallic compound;發展 development;應用 Application 前言:
縱觀金屬有機化學發展史,其特點是——有趣又有用,有趣在于其具有多樣性和意外性,因此,有人說:金屬有機化學的歷史是一部充滿意外發現的歷史。最早的金屬有機化合物是1827年由丹麥藥劑師Zeise用乙醇和氯鉑酸鹽反應而合成的;比俄國門捷列夫1869年提出元素周期表約早40年,與有機合成之父合成尿素幾乎同一時期(1828年).金屬有機化合物是金屬與有機基團以金屬與碳直接成鍵而成的化合物 ;因而,金屬與碳間有氧、硫、氮等原子相隔時,不管該金屬化合物多么象有機化合物,也不能稱為金屬有機化合物。
金屬有機化學是有機化學和無機化學交疊的一門分支課程,主要講述含金屬離子的有機化合物的化學反應、合成等各種問題。因此具有廣闊的發展前景與廣泛的應用方向。
一、金屬有機化合物的組成:
金屬有機化合物,就是碳原子和金屬原子直接相連的化合物。最早的金屬有機化合物,比如格式試劑。而叔丁醇鉀之類的化合物,由于是金屬跟氧相連的化學結構,所以其不屬于金屬有機化合物的范疇。廣義的金屬有機化合物,將硫、硒、碲、磷、砷、硅、硼等帶有金屬性質的 非金屬都算成金屬,實際上已經超越了經典金屬有機化合物的范疇。但是由于元素有機化學和金屬有機化學有著千絲萬縷的聯系,將其混 在一起也不致引起太大的混亂
二、金屬有機化學的分類:
1、金屬有機化合物的合成及其性質
研究者專門合成金屬有機化合物,并研究這些化合物(通常是晶體)的物理學性質及其在材料學、高分子科學上的應用。
2、金屬有機合成化學
研究者專門研究金屬有機化合物在合成中的應用,雖然也合成金屬有機化合物,甚至設計配體,但是目的在于探究其在有機合成學上的作用。主要是催化性能,有時也會有計量的金屬有機化合物參與反應。
三、金屬有機化學的發展前景 進入到21世紀,環保成為了人們不可避免的話題,能源的大量消耗與污染的大量產生讓沉浸在發展工業生產中的人們意識到周邊生活環境的改變,意識到自身對環境的污染與破壞,意識到環保應該成為最重要的目標之一。過渡金屬的催化的高選擇性能使金屬有機化學能夠扮演原子經濟性的主要角色。同時綠色化學的12條準則可以通過金屬有機化學達到。
化學的分支之一材料化學是當今的熱門學科,隨著科技的發展與進步,對材料的需求越來越高且越來越復雜,應用金屬有機化合物作為催化劑合成電子材料、光學材料和具有特種性能的無機材料將是大有作為的。同時金屬有機化合物本身作為材料也是研究的熱點,也具有廣泛的應用前景。
以人工固氮和人工太陽能為主體的模擬生物功能來實現對能源和的可持續利用是21世紀能源方面研究的熱點及前沿。實現這一過程的核心問題是模擬并應用自然界中植物用于固氮和轉換太陽能的酶和葉綠素,而酶的大部分和葉綠素是金屬有機化合物。
四、金屬有機化學的應用
1.在工業中,金屬有機物被大量用作石油化工、精細化工、高分子化工中的催化劑。用丙烯、水喝一氧化碳為原料,在八羰基合二鈷催化下經氫甲酰化生成丁醛替代了乙醛的醇醛縮合法。金屬有機化學的發展為工業提供了一系列高活性、高選擇性的新型催化劑,還為在分子水平上的現代化催化理論提供了科學依據。
2.在農業中,有機銻、汞等藥物用作除草劑、有機磷用作殺蟲劑,具有高效、低毒、低殘留、廣譜的特性,是目前應用廣泛的農藥之一 3.在生活中,金屬有機物也有重要作用。如二戊鐵,其最具前途的應用是航天工業及固、液、氣體燃料中作節能添加劑。將其按千分之一的比例加入燃料中,可節能5-10%,同時清除30-70%因燃燒產生的煙霧,是很好的環保用品。
4.在新、特藥研究中,曾用有機銻化合物消滅了血吸蟲病和治療黑熱病、治愈了血吸蟲病患者76萬人,黑熱病患者60萬人。人們還發現某些金屬茂類化合物具有抗癌活性。
5、在二次能源中,地球上貯藏的煤和石油開采過度,預計到2020年,由太陽能轉換器提供的能量將占世界能量需求的10-15%。而將太陽能轉化為能貯、可運輸的化學能之前景也很誘人,可以以水和大氣為原料生產燃料和化工料,氫氣、烴、一氧化碳、醇等產品,其中可以光解水產生氫氣最令人感興趣,氫是最具前途的二次能源,具有密度小、燃燒值大、無污染等優點,原料誰在地球上貯量極大。目前最具前途的方法仍是光解水,而用來吸收光能的金屬有機物,作為光敏劑種類之一,具有廣闊應用前景。
總結:
發展金屬有機化學不僅具有重要的科學意義,還和開辟新能源、開發新型化學和反應、研究新的合成方法、探索生命現象本質、合成新材料、試制抗癌藥物和其他特效藥物,以及保護環境等一系列當前世界上最重要的科研課題,都有著時分密切的關系。目前金屬有機化學已成為無機化學、有機化學和理論化學研究的共同研究對象,具有巨大的發展潛力和輝煌的應用前景。
參考文獻:
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第三篇:金屬有機化學的產生、發展及應用
金屬有機化學的產生、發展及應用
——一門交叉學科的興起
摘要:按時間順序分階段介紹了金屬有機化學這門交叉學科的產生、發展及發展規律、在實踐中的應用,以及從中體會到的學科的研究方法,并通過其前沿問題對其未來發展做作了展望。
關鍵詞:金屬有機化學 學科發展歷史 發展規律 未來展望 研究方法
著名的物理學家普朗克曾說過:“科學是內在的整體。它被分解為單獨的部門不是取決于物質的本質,而是取決于人類認識的局限性。”作為“中心的,實用的和創造性的科學”的化學,其發展過程中由于客觀條件所限制而形成的認識上的局限性同樣理所當然地導致了其內部學科的分化。但是人類認識的進步是必然的歷史趨勢,同時,科學技術的高度分化和高度綜合的整體化趨勢也促成了當初分化了的學科之間的交叉和滲透。金屬有機化學作為化學中無機化學和有機化學兩大學科的交叉從產生到發展直到今天逐漸地現代化,它始終處于化學學科和化工學科的最前線,生機勃勃,碩果累累。
化學主要是研究物質地組成、結構和性質;研究物質在各種不同聚集態下,在分子與原子水平上的變化和反應規律、結構和各種性質之間的相互關系;以及變化和反應過程中的結構變化,能量關系和對各種性質的影響的科學。金屬有機化學所研究的對象一般是指其結構中存在金屬-碳鍵的化合物。在目前為止人類發現的110多種化學元素中,金屬元素占絕大部分,而碳元素所衍生出的有機物不僅數量龐大,而且增長速度也很快,將這兩類以前人們認為互不相干的物質組合起來形成的金屬有機化合物不僅僅是兩者簡單的加和關系,而應是乘積倍數關系。其中的許多金屬有機化合物已經為人類進步和國民生產做出了特殊的貢獻,更重要的是,金屬有機化學是一門年輕的科學,是一座剛剛開始發掘的寶藏,發展及應用潛力不可估量。下面就按時間順序來說明金屬有機化學產生和發展及其規律以及在實踐中的應用,并探討學科的研究方法。
一.金屬有機化學的產生與基本成形階段(1823~1950年)1827年,丹麥藥劑師蔡司(W.C.Zeise)在加熱PtCl2/KCl的乙醇溶液時無意中得到了一種黃色的沉淀,由于當時的條件所限,他未能表征出這種黃色沉淀物質的結構。現已證明,這個化合物為金屬有機化合物。蔡司可能不會想到,他無意中得到的這第一個技術有機化合物標志著的無機化學與有機化學的交叉學科金屬有機化學的開端竟然比德國化學家維勒(F.Wohler)由無機化合物合成有機物尿素而首次在無機化學與有機化學這個當初人們認為不可逾越的鴻溝之間架起橋梁還要早一年。
第一個系統研究金屬有機化學的首推英國化學家福朗克蘭(E.Frankland)。起初,他把他制得的一些化合物錯誤地認為是他所想要“捕捉”的自由基,但實際上得到的是金屬有機化合物。難能可貴的是,當他后來發現他得非所愿時,不但沒有氣餒,反而更深入地研究了這種“新奇”的化合物,總結出了金屬有機化學的定義。
1899年,法國化學家格利雅(V.Grignard)在他的老師巴比爾(P.Barbier)的引導下,在前人研究的基礎上發現了鎂有機化合物RMgX并將它用于有機合成。這是本階段金屬有機化學發展的最重要的一頁。他所發現的新試劑開創的新的有機合成方法在如今仍被廣泛應用。由于他的卓越貢獻,1912年,他獲得了諾貝爾化學獎,這也是第一個獲得諾貝爾獎的金屬有機化學家。當時格利雅得知自己獲獎后,曾寫信強烈要求評審委員會讓他與他老師巴比爾一起分享此獎,遺憾的是他的提議遭到了拒絕。
1922年美國的米基里(T.Midgeley)發現了四乙基鉛及其優良的汽油抗震性。于是1923年便在工業上大規模生產用來作汽油抗震劑,這是第一個工業化生產的金屬有機化合物,但后來鉛嚴重影響兒童智力發育的發現給這種“優良”的抗震劑判了死刑,現在基本上已經被淘汰。
工業上第一次用金屬有機化合物作為催化劑的配位催化過程是1938年的德國Ruhrchemie化學公司的羅倫(O.Rolen)發現的氫甲基化反應,以此開創了金屬有機化學中的著名的羰基合成及配位催化學科。
綜觀這一時期金屬有機化學的發展,有以下特點:
1.以經驗積累為主,同時由于社會需要的推動,金屬有機化學開始初步地應用于工業生產中,轉化為現實生產力。無論是蔡司的偶然,還是福朗克蘭的無意,但最終是他們奠定了金屬有機化學發展的基石,都處于金屬有機化學發展的感性認識階段。可以說,偶然性中有必然性,而金屬有機化學發展的必然性通過一件件的偶然發展表現出來。同時社會需要的強大推動力使得偶然發現的具有某些實用價值的金屬有機化合物迅速地工業化并廣泛應用,這種在不成熟的理論條件下的工業化無疑為“技術悖論”發揮其作用提供了滋生的溫床。
2.以開創性工作居多,以提供后續發展的理論起點見長。學科交叉的最初一步這層窗戶紙通常是偶然中被捅破的。雖然邁出的這第一步在理論上看來極不完善,在實踐上也沒有指導意義,但它是具有開創性,就象在人類進化過程中第一只直立行走的類人猿邁出的第一步。同時,在當時的客觀條件下,那些科學家很難就他們的發現進行更進一步的分子水平上的結構檢測,從而不能將其上升到由宏觀到微觀,再由微觀反過來影響宏觀的方法高度,但其所積累下來的寶貴經驗成為下一階段研究的理論的起點。
3.在研究方法上,雖然這一時期整個化學的研究環境比較艱苦,再加上金屬有機化合物對空氣對水比較敏感,常常化學家花了九牛二虎之力眼看就要得到產物了,但一不小心見一下空氣,整個實驗都白費!曾經有一個金屬有機化學家說幾乎每一個當時的從事金屬有機的人都有過幾次這樣“只有哭鼻子”的經歷。但就在這樣艱苦的實驗條件下,當時金屬有機化學的奠基者們沒有氣餒,并善于觀察,從偶然中找到必然。油浴分析條件差,對物質判斷的失誤是常事,但人們能從錯誤中總結,善于從失誤中找到教訓,錯誤或失誤有其必然的價值,往往能得到種瓜得豆的效果。
二.金屬有機化學的飛速發展階段(1951-20世紀90年代初)1951年鮑森(P.L.Pauson)和米勒(S.A.Miller)的并非預期的實驗結果,偶然地發現了二茂鐵,由此引發的對金屬有機化學原有理論上挑戰揭開了金屬有機化學發展的新序幕。這個發現是有里程碑式意義的。有了挑戰就意味著有了進步的可能,即“窮則變,變則通?!睉{著威爾金森(G.Wilkinson)和伍德沃德(R.B.Woodward)的智慧以及費舍爾(F.O.Fisher)辛勤工作,借助當時X射線衍射,核磁共掁,紅外光譜等物理發展而提供的先進的檢測技術手段,二茂鐵的結構得以確認為三明治夾心結構。這個具有美妙而富有創意構型的分子不光使波瀾不驚發展著的金屬有機化學變得激流澎湃,同時也給理論化學中的分子軌道理論的發展提供了研究平臺。
同時金屬有機在工業生產的應用好像也不甘示弱,1953-1955年德國化學家齊格勒(K.Ziegler)和意大利化學家納塔(G.Natt)發現了著名的乙烯、丙烯和其它烯烴聚合的Ziegler-Natt催化劑。這又是善于從偶然的事件中看到隱藏在后面的規律并成功應用于工業生產的成功事例。它能使得乙烯在較低壓力下得到高密度的聚乙烯。高密度的聚乙烯在硬度、強度、抗環境壓力開裂性等性能上都比原有的在高壓下聚合得到的低密度聚乙烯好,較適合生產結構工業制品和生活用品,加上低壓法生產相對高壓法生產聚乙烯容易得多,因此聚乙烯工業得到了突飛猛進的發展,聚乙烯很快成為產量最大得塑料品種。隨后在此基礎上發展起來的定向聚合技術,不僅使高分子材料的生產上了一個臺階,而且也為配位催化作用開辟了廣闊的研究領域,為現代合成材料工業奠定了基礎。同時,這一發現還是高分子科學發展的一個重要里程碑,因為它標志著人類第一次可以在實驗室內從乙烯、二乙烯及其其他單體合成過去只有生物體內才能合成的高分子。
1958年,德國Wacker Chemie化學公司的施密特(J.Smidt)實現了在鈀催化下乙烯氧化合成乙酸的著名的瓦克工藝。施密特的特殊貢獻不在于發現了什么新的化學反應,而是將以前發現的大家熟知的兩個化學反應有機地巧妙“組合”在了一起,產生了“1+1>2”效應。同時他用鈀代替汞作催化劑而消除了其對環境的污染危害。另外,瓦克工藝地發展使價廉的乙烯取代了價格昂貴、工業能耗高的乙炔成為化學工業的基礎原料。
在金屬有機開始蓬勃發展的背景之下,研究工作更需要研究者之間的合作與交流。于是1963年的一屆金屬有機化學國際會議在美國辛辛納提州(Cincinnati,Ohio)召開,并開始出版金屬有機化學雜志。
從此,金屬有機化學的發展全方位開始欣欣向榮起來。20世紀60年代末期,大量新的、不同類型的金屬有機化合物被合成出來。同時物理學的發展為其提供了更為先進的檢測手段,使得通過對它們結構的測定而發現了許多新的結構類型。典型的代表就是1965年威爾金森(G.Wilkinson)合成了銠-膦配合物及發現了它優良的催化性能。由伍德沃德(R.B.Woodward)領導下的B12合成的成功宣告人類可以合成任何自然界存在的物質。進入20世紀70年代,科學家們逐漸歸納形成了一些金屬有機化學反應的基元反應,從這些基元反應有發展成一些合成上有應用價值的反應??梢赃@么說,60年代金屬有機化合物的合成、結構以及X-射線晶體結構的研究是70年代金屬有機化合物在催化和合成中應用的前奏。這些反應往往是溫和的,具有選擇性的。例如,Monsanto公司的鮑里克(F.E.Paulik)實現了甲醇羰化制乙酸,而且這還是典型的綠色化學反應過程。凱姆(W.Keim)發現了鎳配合物催化乙烯齊聚合成α-烯烴的SHOP工藝,開創了均相催化復相化的成功先例,解決了催化劑與產物分離的難題。
到20世紀70年代末,結合金屬有機化合物的催化和選擇性這兩個性質發展成了催化的不對稱合成。Monsanto公司的諾爾斯(W.Knowles)合成了治療帕金森病的特效藥L-Dopa,開創了不對稱催化的新紀元。這又是人們利用金屬有機化合物的某些優良特性,然后放大、組合來為人類造福。自然界存在的許多化合物是有手性的,也就是說它本身與它的鏡像不能完全重合,就像人的左右手一樣。拿藥物分子來說,他的空間構型的某一種形式才對疾病有效,其他的構型沒有療效,或者藥效相反,甚至對人體有害。震驚了歐洲的“反應?!笔录褪呛芎玫睦?。如何得到我們想要的那種構型呢?金屬有機化合物有了用武之地。金屬有機化合物就像我們人的一只手,當它與藥物分子反應時,就像人握手一樣,兩只右手或兩只左手握在一塊比一左手和一右手握在一起匹配,于是通過設計的金屬有機化合物催化劑得到我們所需要的藥物分子。這一學科經過20世紀80年代的經驗積累,到了20世紀90年代有了飛速的發展。對其作出了卓越貢獻的三位科學家諾爾斯(W.Knowles)、沙普勒斯(K.B.Sharpless)和野依良治也于2001年獲得了諾貝爾化學獎。
這一時期的金屬有機化學的發展有以下特點:
1.作為化學的熱點學科之一,它在理論和實踐上都有了長足的發展完善。50年代后的20多年期間,共有8位化學大師由于在金屬有機化學研究中的成就爾獲得諾貝爾化學獎。在20年期間內諾貝爾獎如此集中地授予同一三級學科是史無前例的。
2.在研究方法上有復雜到簡單,再由簡單到復雜。面對20世紀50、60年代積累起來的繁紛復雜的金屬有機反應,化學家通過分類,歸納最終與70年代發現了金屬有機化學反應的幾個基元反應,然后,將這幾個基元反應通過演繹的方式來指導以后金屬有機化學反應的發現和工業化生產,促成了70年代后半期金屬有機化學相關反應大規模的工業化生產及不對稱催化的形成。
3.由理論研究到工業化生產的現實生產力轉變的時間跨度變得愈來越短。往往是某一個具有價值的反應過程從實驗室發現到完善、再到工業上的小試中試、最后到工業化生產實現要不上五年的時間,甚至更短。而這一過程過去則需要幾十年或者更長。這一時期的化學家不光想著發現新的反應或化合物和結構,他們更關心和看重他們的發現的反應對實踐的指導作用和所發現的物質的用途及工業化的實現。
4.在研究方法上,化學家成功應用新的檢測手段為我所用,善于從前輩的豐富的經驗積累中升華出理論,并將理論重新應用于實踐,得到新的問題,在解決新問題的同時有進一步發展了理論。
三.金屬有機化學的前沿問題及未來展望
1.環保 20世紀90年代末,化學面臨著環境問題的嚴重挑戰,原子經濟性(指原料分子中究竟有百分之幾的原子轉化成所需要的產物)成了綠色化學的主要內容。過渡金屬催化的高選擇性能使金屬有機化學能夠扮演這個重要角色。同時綠色化學的12條準則中的大部分可以借助金屬有機化學達到。比如預防環境污染、使用安全的助劑、提高能源經濟性、減少衍生物、新型催化劑的開發等。這需要化學家,環境學者與專家的密切協作。
2.材料 應用金屬有機機化合物作為催化劑合成電子材料、光學材料和具有特種性能的無機材料將是大有作為的。同時金屬有機化合物本身作為材料也是研究的熱點并又廣闊的應用前景。這方面需要化學家、物理學家、材料科學家、技術專家的密切合作。
3.能源 以人工固氮及人工太陽能為主體的模擬生物功能來實現對能源的可持續性利用是21世紀能源方面研究的熱點及前沿。實現這一過程的核心問題是模擬并應用自然界中植物用于固氮和轉化太陽能的化學物質酶和葉綠素。而酶的大部分和葉綠素是金屬有機化合物。金屬有機化學在新能源利用方面責無旁貸也將大有作為。當然化學家還需要與生物學家,工程技術專家的共同協作。4.健康 生命最寶貴,而維持健康及治療疾病的藥物的研究與開發將是21世紀研究的熱點。金屬有機化合物不僅可以通過其催化性能來實現手性藥物的合成,而且過去有機銻對血吸蟲病、順鉑對癌癥的優良療效預示著金屬有機化合物本身就是藥物的大寶庫。這需要免疫學家、放射學家、酶化學家的通力協作。
總之,在新的檢測手段的強力支持下,在市場需求的不斷拉動下,在可持續發展的大背景下,金屬有機化學將成為新世紀環保、材料、能源及人類健康等方面研究開發的熱門學科,其發展應用前景不可限量。
四.總結
作為一門交叉學科,金屬有機化學自產生之日起,在社會需求的推動,本身問題的解決的拉動下,目前已成為化學中最活潑的學科之一。在它的發展過程中不僅屢次打破人們認識上的范式,而且在實現工業化過程中大大促進了生產力的發展。在新的世紀里,金屬有機化學與新的具有活力的學科再次交叉,必將在環保、材料、能源和人類健康方面做出新的貢獻。
參 考 資 料
1.何仁編著.配位催化與金屬有機化學.北京:化學工業出版社,2002 2.R.布里斯羅著.化學的今天和明天:一門中心的、實用的和創造性的科學.北京:科學出版社,1998 3.陸熙炎主編.金屬有機化合物的反應化學.北京:化學工業出版社,2000 4.王延吉,趙新強編著.綠色催化過程與工藝.北京:化學工業出版社,2002 5.黃耀曾.漫談金屬有機化學.中國教育星教育資源庫及平臺
6.王佛松,王夔等主編.展望21世紀的化學.北京:化學工業出版社,2000 7.周嘉華,倪莉著.造化之功:再顯輝煌的化學.廣州:廣東人民出版社,2000 8.袁翰青,應禮文.化學重要史實.北京:人民教育出版社,1989 9.劉則淵.現代科學技術與馬克思主義.大連:大連理工大學研究生院,2001 陳昌曙主編.自然辯證法概論新編.沈陽:東北大學出版社,2001
第四篇:有機化學
一般進行三輪復習,時間從7月到次年1月。根據不同情況可以走四輪甚至更多輪次,或安排更多時間。但建議第一輪復習花的時間稍多一些,第三輪復習控制在一個月左右。第一輪復習:夯實基礎,構建知識網絡。7~9月把教材看完至少一遍。
第二輪復習:大量做題,提高解題能力。10~11月做真題及對應學校的相關復習資料。最遲可以到12月中旬。
第三輪復習:最后沖刺,回顧基礎內容。12~1月。以回顧基礎知識為主,不要做太難的題目。
留出近兩年真題,每輪復習結束后作為自測并評分。
三、第一輪復習:“珍珠項鏈”式復習法
復習與上新課不同。上新課重在打基礎,復習則著重串連整合。并且經過一、二年級的學習,有機化學的基本知識我們都已經掌握,即使有所遺忘也能很快揀起。所以讀書不要死摳,要先觀大略,后抓細節。
有機化學知識體系雖然零碎,但還是有縱橫兩條主線可以掌握的。首先構建兩條主線,然后把大大小小的知識點串到線上,一條“珍珠項鏈”就串成了!這就是“珍珠項鏈”式復習策略。
兩條主線是:1.化合物知識體系;2.有機理論體系。
化合物知識體系:絕大多數的有機化學教材都是按照有機化合物分類的順序編排的,這個順序往往也是相關基團命名前后的順序。
烴(烷、烯、炔與二烯、芳香、非芳香環烴)。
鹵代烴。
醇、酚、醚、環氧化合物。
醛、酮。
羧酸及其衍生物。
含氮化合物(胺、腈、重氮)。
雜環。
生命物質[糖、氨基酸、蛋白質、核(苷)酸、脂肪]
萜與甾體
金屬有機配合物。
我們需要明確:何種物質有何種結構、如何命名、什么理化性質、如何制備、如何應用,熟記每一個涉及到的人名反應!
有機理論體系:
基礎理論(一般是緒論一章提及的,來自無機和物化的理論)。
立體化學及立體反應。
親電反應(加成、取代)。
親核反應(加成、取代)。
消除反應。
碳正離子反應、重排。
碳負離子反應、“三乙”的應用。
周環反應。
有機解譜方法與策略。
我們需要明確:每種反應的基本機理,何種物質可以進行該種反應,有沒有例外。抓住這兩條主線,就等于抓住了有機化學的命門!第一輪復習就是沿著這兩條主線,扎扎實實地搭建好有機化學的基礎知識框架,串出我們的“珍珠項鏈”。
具體的策略是跟著教材走,每章以小標題為單位閱讀。看到小標題時先回顧一下過去所學內容,如果沒忘,對應的內容略讀,如果已經忘記或者這部分內容基本沒學過,那就細細閱讀,一字不漏。
讀書的時候注意作提綱挈領式的讀書筆記,總結該章綱要即可,但是建議一些重要的教材原文抄一遍以加深印象,這用來對付可能出現的簡答題。
讀完一個小標題后回顧。讀完一節后回顧。讀完一章后更要回顧。
讀完一個小標題后回顧。讀完一節后回顧。讀完一章后更要回顧。
有機化學與其他化學學科最大的不同之處在于巨量的人名反應以及繁雜的反應機理。人名反應沒什么好說的,見一個記一個,要做到見到反應名稱就能寫出反應式,看到反應式就能知道反應名稱。建議把每個人名反應的機理了解一下,不僅要知道“是什么”,還要知道“為什么”,理解來龍去脈,可以幫助你更好地記憶,可以參考本文第一部分提到的那本《有機人名反應及機理》。不要把有機化學復習完了見到Reformatsky(瑞福馬茨基)反應還來個“重新格式化天空”,那就被行家笑話了。
反應機理則比較簡單,有機教材上給出機理的反應就那點,掌握親電、親核、重排、縮合基本就一切搞定。需要熟悉各類反應的表現形式,代表物質、反應特征。重現率較高的知識點有親核取代與消除的競爭、碳正離子重排(含頻哪醇重排)、羥醛縮合。
另外,強烈建議在復習完每章后把本章給出的人名反應以及介紹的反應機理列在讀書筆記后面!這樣幫助你更好地牢記它們。
讀完書以后立馬做題!就做教材章后習題以及配套習題集上的題目。這些題目形式一定與真題大相徑庭,沒關系,這是給你打基礎的必需步驟。只有通過這個步驟,你才能鞏固知識,并且發現讀書過程中的漏洞所在。
做完題以后對照答案訂正,每一道題都要分析錯因:
如果知識點沒學透,回去再好好把把教材對應章節詳細啃啃,假如教材寫得也不詳細,就把本文開頭提到的四本Boss級教材翻出來查查??傆幸槐緯嫌心阈枰膬热荨H绻且驗榇中拇笠猓蔷秃煤梅葱?。
如果是題目本身太難,那就注意總結思路與解題技巧,最好把它抄到錯題本上。
這樣一道題一道題地練下去,你對基本知識點的掌握就越來越熟練了!
第一輪復習結束時,我們至少應該具有兩個成果。
提綱挈領式的讀書筆記。
錯題本,或者從做題中總結到的解題技巧。
留著它們,以后還有大用處!
第一輪自測,看看你能考多少?考不高也沒關系,因為你鍛煉的是基礎而不是能力,而考研真題中能力題比例不低。但如果你能拿到60~75%的分數,證明你的復習效果顯著。
既然效果顯著,那就開始第二輪復習吧!
四、第二輪復習:強調綜合運用的專題復習
是否在上一輪自測中感到總是力不從心?那是因為你遇上了學科內綜合題,尤其是全面綜合考查化合物性質與反應的推斷、合成題。
本輪復習不再按教材順序復習,而是按專題順序。重點訓練跨章節綜合題,尤其是推斷與合成。
第二輪復習的參考書在市面上一般都有賣,其特點是徹底打亂教材順序,按專題順序(基礎概念、綜合命名、有機化合物基本性質與反應、結構推斷、反應機理、合成技巧)編寫,每個專題包含綜合講解、例題與習題等內容。習題以學科內綜合型居多。考生只需按步就班地把每一個專題讀通,例習題做好吃透即可。有不懂的內容一律查教材,參考書與教材沖突的地方一律以教材為準,因為命題老師是以教材為依據命題。
看書的時候要著重前后聯系。盡管復習參考書已經重組了教材章節順序,但綜合程度還是不夠,除了進行專題內的縱向聯系以外,還要進行專題之間的橫向聯系,下面兩項是重點中的重點:(1)牽涉多種碳架結構(順、反、R、S……)與官能團的復雜有機物命名及表現出的化學性質,(2)不同類別化合物之間的相互轉換。
與有機合成、有機推斷有關的參考書我們可以看了??梢阅贸鲆欢〞r間全面閱讀,也可以重點讀部分章節,其余泛泛而過。這些書一定要看,做適宜的讀書筆記!它們對我們提高分數有巨大的幫助!
歷年真題在本輪復習派上了用場,開始做吧!首先確定有機化學是上午還是下午考,然后專在上午或下午做真題,每次掐準秒表,在規定時間內把一份試卷做完,再按照參考答案評分,看自己能得多少分。對于錯題的處理同第一輪復習。
不僅要做報考院校的真題,外校的真題也可拿來練手,最好選北大、清華、復旦、中科院、中科大等名校(所)化學專業的題目,因為這類習題水平高而且沒有專業側重點。假如你考農學(中國農業大學)卻去做藥學(中國藥科大學)的習題,專業側重點的不同會使你做無用功!
就這樣做到11月底(最晚不超過12月中旬),相信你解題的能力有了極大提高,第二輪復習自測,分數一定不比第一輪低,信心只會比第一輪更充足!
五、第三輪復習:回顧與總結
第三輪復習就不要再做大量試題。本輪復習的任務是:
查漏補缺。閱讀第一輪復習時寫下的讀書筆記,盡力回顧每一個知識點,包括它的內涵與外延、??碱}型、考試中的常用技巧。經過兩輪復習的殘酷磨練,相信你總結回顧起來毫不費力。
回顧試題?;仡欁鲞^的每一道錯題、每一張真題試卷。確保85%以上的題目已經掌握,下次不再做錯。確保已經適應了試卷結構和考試時間,能夠把握做題節奏,在規定時間內得到最高的分數。
這個時候也可以做一些真題練練手,但不必過分糾纏于難題和分數,更不要因為一兩道題做不出來而懊惱。因為你離上考場還有一步之遙,而許多競爭對手往往就是這一步沒有跨出去,最終倒在了考場之前。走到這里不容易,所以一定要堅持!
考試前夜再回顧一下你的讀書筆記,如果太多看不過來就改看教材目錄。盡可能地把知識點回憶起來,第二天你就可以放心大膽地走進考場了!
七、結語
有機化學不難,有機考研復習不難。正如古人所說,狹路相逢勇者勝,那么,即將或已經踏上考研征途的朋友們,讓我們全力以赴,高效率、高質量地完成有機化學的考研復習,信心滿滿地走向考場吧!
最后,祝每一位考研斗士復習順利、金榜題名!
第五篇:有機化學心得體會
《有機化學及實驗》網絡培訓心得體會
人要走進知識寶庫,是一輩子的事情,不可能一蹴而就。因此我們要學習的東西太多了。網絡教育,給了我們一把學習的鑰匙。這是一把增長知識才干和提高思想素質的鑰匙。
當今社會已經進入了信息社會,世界已經開始全面信息化、全球化。所以,為了適應社會的發展,我們教師必須首先牢固樹立信息化、全球化的思想,積極參加培訓學習,緊跟時代脈搏,做一個e環境下的新型教師。通過此次培訓,我收獲很多,體會深刻。我作為一名青年教師,希望能竭盡所能將知識傳授給學生,但經驗不足,通過向專家學習,與同行交流,拓展了我的教學思路,現總結如下:
一、學習有機化學及實驗課程應多總結、重方法。1、總結經驗規律
掌握有機化學中規律性的東西對于更好地掌握、理解有機化學反應及其原理是很有幫助的,因此在平時學習過程中應重規律的總結。
2、善于歸納總結
在有機化學學習中,會發現有機反應式錯綜復雜,且種類繁多,想要全部記住,記準并非易事,但若在平時的學習中善于歸納總結,將所學的每一章節的內容歸納出其知識網絡圖,相信學好有機化學并非難事。
3、重視實驗學習
有機化學作為一門實驗科學,若不能掌握其基本的實驗操作,不重視實驗技能的培養,是很難學好有機化學這門課的。掌握實驗操作,在實驗過程中理解和記憶有機化學反應能夠達到事半功倍的效果。
4、結合實際生活,培養學習興趣
學好有機化學,重在要有興趣,培養學習興趣能夠使我們更有效地進行學習。結合生活實際,解釋生活中常用的一些問題,或通過所學知識去解決一些與有機化學有關的問題,均能使我們能更近一步掌握和靈活運用所學知識,并逐步建立起學習興趣。
二、利用各種有效措施來提高和加強有機化學及實驗教學
1、在今后的授課中,用新的教學理念培養學生,真正做到以學生的發展為本,為學生的終身學習奠定基礎。在教學中,體現“授之以魚,不如授之以漁”的教
育思想和理念,把培養學生的綜合素質放在首位。
2、充分利用課件的動畫效果,對于有機化學中的一些問題,采用flash動畫演示,使問題形象化。多媒體輔助教學,既有直觀感,又增大了信息量,活躍了課堂氣氛,也適應了學時壓減需要,更能便于網上教學,了解世界,了解感興趣的學科發展,為今后繼續學習和深造奠定基礎。
3、在教學實施過程中,重視對學生創新思維和能力的培養,在教學中,結合具體的講授內容,充分利用各種素材,如圖片、化學故事、生活中的化學等來提高學生的學習興趣以及活躍課堂氣氛;多應用探究式教學法和問題式教學法,少用“滿堂灌”的教學法。課堂上適當提出問題,讓學生通過回答和討論問題,達到激發學生潛能的作用。講課的同時多舉例,增加課堂生動、活潑氣氛。
4、對于難點重點的問題,要深入剖析,一般采用精講,精講突出背景、主線、轉折、發散,難點要剖析到位,并以具體的實例來說明問題,使學生更好的掌握問題的實質和解決問題的方法,特別結合實際生活中的案例,讓學生覺得知識很實用。一般敘述內容,安排學生自學,給學生留思考題,培養學生自學能力;對新知內容,一般導讀,點到為止,啟發學生從書籍、雜志、網上獲取信息。
5、多啟發學生,讓學生逐漸學會分析和解決分析化學問題的思路、方法和手段,提高他們自學的能力。提倡在課程上提出一些“開放性”問題,引發學生積極思考,養成探究、創新的意識和習慣。多數學生具有表達的欲望,討論所激發的思考以及分析所獲得的結論都使學生具有表達的欲望,表達的成就感有助于激發學生進一步交流的熱情,由此形成熱烈的課堂教學氛圍和教與學的良性互動。
6、在實驗教學中,注重對學生實踐能力的培養和訓練。注意各種資料的積累,積極開展實驗研究,引進新內容,增加綜合性、設計性實驗,創造條件讓學生多做實驗,強化動手動腦意識、安全意識、環保意識和創新意識,不斷提高學生的實踐能力和創新能力。
三、結合職業崗位特點重實用教學
高職高專實踐教學雖然是一種以培養學生綜合職業能力為主要目標的教學方式。但它并不是完全脫離理論教學而獨立存在的,它與理論教學是相輔相成 的。而有機化學是一門實驗性的科學,在教學過程中必須要突出學生崗位能力的培養,才能確保教學質量,真正地把學生培養成為適應生產、建設、管理、服務和技術第一線的高等技術應用性人才.在有機化學的理論教學過程中,有目的、有計劃地結合課堂教學穿插。些課堂演示實驗、虛擬演示實驗或仿真訓練,把知 識的傳授、能力的培養和素質教育結合起來。使得抽象的、枯燥的有機化學理論教學更具有直觀性和示范性。如采用邊講邊實驗的教學方式,操作簡便,現象明顯,使學生認識到所學知識經得起檢驗,受到認識論和科學方法論的教育,同時對所學的理論知識還能加深理解、加深記憶,會收到顯著的成效。
通過近兩個月的學習,我從各位專家、給位老師那學到了許多的知識和教學方法、手段。同時我認為網絡教育是一種學習的好方式,并且是一種與他人溝通、與社會接觸的有效途徑。網絡教育給了我人生很大的啟示和幫助,我一定要充分利用網絡教育的平臺“活到老,學到老”!篇二:有機化學的學習心得體會
有機化學的學習心得體會 學習有機化學也已經有一個學期了,雖然說以前高中也學習過有機化學,但是 到了大學再學有機化學發現高中學的基本連皮毛也說不上,真正的有機化學涉及 的反應是那么多。所以我認為有機化學就是用兩個詞來形容--多和變化。
先來說說多,有機化學的多最多體現在有機物多,有機反應多,反應的機理也 有不少。所以說有機化學在我學了一個學期以后明白了有機化學的最大難處就是 化合物多,有機反應多,十分難以掌握。但是有機老師的課件做得十分巧妙,把 幾種有機物進行了分類,學起來可以沿著各種有機物的特性了進行研究,可以掌 握到同一種物質不同反應的一些特點,分類記憶這樣比較方便了,也減輕了有機 化學的反應的部分負擔,也可以研究出不同反應的一些共同的特點。這樣就大大 地減輕了學習有機化學的負擔。也使得在我們初學者的眼中看來很難學的有機化 學一下子也簡單了很多,有了許多規律的記憶方法,這樣我們就可以掌握規律,從而可以更加簡單地掌握這一類反應。而有機化合物,雖然有很多種,但是為我 們現在所用的還不多,在不同的分類中都可以找到的,這樣有機化學學起來就還 是減輕了許多的負擔。有機化學的另外的一個特點就是變化復雜。變化中可能還有變化,有的比較簡 單的題目,但是稍加變化以后就會很復雜。比如說許多炔烴的反應要聯系到烯烴 的反應,一些不同的物質卻有著相同的反應規律,還有命名中有許多小的細節上 的變化都可以出題。所以這些變化更加難學,有機化學的反應多但是及不上變化 多,無論有多少的機理,規律,只要把幾個融合一下就可以產生不同的變化,出來不少的題目,這樣就難住的大家。所以有機化學最難學的就是學習規律,學習機理,學習到了以后還要把這些機理融合起來,要知道如何地變化,這樣才能 把一些機理題和合成題作好,我們學習有機化學才有實用的價值。所以我們可以 說有機化學最難的不是那些方程式,而是那些方程式變化了以后你還知道嗎的問 題,只要在學習的時候多多地總結,多多地復習,多多地 了解不同的變化,并且 用這些不同的變化來豐富自己的有機化學的知識,這樣才是學習好有機化學的正 道。最后來說說有機化學和其他我學過的象分析化學,無機化學,結構化學來進行 一個比較吧。無機化學涉及的范圍十分的廣,其實無機化學也就是為其他的一些 化學課打下一個基礎;分析化學主要側重于計算和一些離子反應;而結構化學是 一個結合理論和計算為一體的學科。但是有機化學和這些科目不同的是涉及的反 應和化合物特別的多,理論雖然不是很多但是規律卻是變化多端,有時候確實令 人意想不到反應可以這樣進行的。所以說有機化學是不同于其他化學的一門變化多端的化學學科。
寫到了最后,我最想說的就是,有機化學作為一門新興的學科,也是目前熱門 的學科,確實也比較難學,但是我認為,只要我們能夠努力的學習,在有機化學 的不斷變化中提升自己有機反應規律的知識儲備,在不久的將來我們能夠把有機 化學學得更好!篇三:有機化學學習心得體會
有機化學學習心得體會
當今社會已經進入了信息社會,世界已經開始全面信息化、全球化。所以,為了適應社會的發展,我們教師必須首先牢固樹立信息化、全球化的思想,積極參加培訓學習,緊跟時代脈搏,做一個e環境下的新型學生。
上有機實驗課時,有點緊張,當然也充滿期望。從物理實驗過渡到有機實驗,心中自然懷著一種對實驗的好奇心,往往也會有一些可能很有創意的想法。為了保證實驗的順利進行,培養學生嚴謹的科學態度和良好的實驗習慣,老師首先給我們講解了有機化學實驗規則。通過此次培訓,我收獲很多,體會深刻。經驗不足,通過向老師學習,與同行交流,拓展了我的學習思路,現總結如下:
一、學習有機化學及實驗課程應多總結、重方法。1、總結經驗規律
掌握有機化學中規律性的東西對于更好地掌握、理解有機化學反應及其原理是很有幫助的,因此在平時學習過程中應重規律的總結。
2、善于歸納總結
在有機化學學習中,會發現有機反應式錯綜復雜,且種類繁多,想要全部記住,記準并非易事,但若在平時的學習中善于歸納總結,將所學的每一章節的內容歸納出其知識網絡圖,相信學好有機化學并非難事。
3、重視實驗學習
有機化學作為一門實驗科學,若不能掌握其基本的實驗操作,不重視實驗技能的培養,是很難學好有機化學這門課的。掌握實驗操作,在實驗過程中理解和記憶有機化學反應能夠達到事半功倍的效果。
4、結合實際生活,培養學習興趣 學好有機化學,重在要有興趣,培養學習興趣能夠使我們更有效地進行學習。結合生活實際,解釋生活中常用的一些問題,或通過所學知識去解決一些與有機化學有關的問題,均能使我們能更近一步掌握和靈活運用所學知識,并逐步建立起學習興趣。
二、利用各種有效措施來提高和加強有機化學及實驗教學
1、終身學習。在今后的授課中,用新的教學理念培養學生,真正做到以學生的發展為本,為學生的終身學習奠定基礎。在教學中,體現“授之以魚,不如授之
以漁”的教育思想和理念,把培養學生的綜合素質放在首位。
2、趣味教學,既有幽默感,又增大了信息量,活躍了課堂氣氛,也適應了學時壓減需要,更能便于現實教學,了解世界,了解感興趣的學科發展,為今后繼續學習和深造奠定基礎。
3、注重思維與能力。在教學實施過程中,重視對學生創新思維和能力的培養,在教學中,結合具體的講授內容,充分利用各種素材,如圖片、化學故事、生活中的化學等來提高學生的學習興趣以及活躍課堂氣氛;多應用探究式教學法和問題式教學法,少用“滿堂灌”的教學法。課堂上適當提出問題,讓學生通過回答和討論問題,達到激發學生潛能的作用。講課的同時多舉例,增加課堂生動、活潑氣氛。
4、難易與實際結合。對于難點重點的問題,要深入剖析,一般采用精講,精講突出背景、主線、轉折、發散,難點要剖析到位,并以具體的實例來說明問題,能使學生更好的掌握問題的實質和解決問題的方法,特別結合實際生活中的案例,讓學生覺得知識很實用。一般敘述內容,安排學生自學,給學生留思考題,培養學生自學能力;對新知內容,一般導讀,點到為止,啟發學生從書籍、雜志、網上獲取信息。
5、創造與啟發。多啟發學生,讓學生逐漸學會分析和解決分析化學問題的思路、方法和手段,提高他們自學的能力。提倡在課程上提出一些“開放性”問題,引發學生積極思考,養成探究、創新的意識和習慣。多數學生具有表達的欲望,討論所激發的思考以及分析所獲得的結論都使學生具有表達的欲望,表達的成就感有助于激發學生進一步交流的熱情,由此形成熱烈的課堂教學氛圍和教與學的良性互動。
6、在實驗教學中,注重對學生實踐能力的培養和訓練。注意各種資料的積累,積極開展實驗研究,引進新內容,增加綜合性、設計性實驗,創造條件讓學生多做實驗,強化動手動腦意識、安全意識、環保意識和創新意識,不斷提高學生的實踐能力和創新能力。
雖然有機實驗結束了,不過它在無形中影響著我們未來對有機化學的探索。世界時刻在變化,知識不斷在更新,有機化學知識在日新月異,老師在不斷學習,我們也在不斷學習,在以后的化學學習中,我們要秉承學以致用的原則,繼續努 為有機化學的發展貢獻我們的力量.化學與化工學院 礦物加工過程1202 1215030210 王海全 2013 主站蜘蛛池模板: 国产在线精品99一区不卡| 久久久久亚洲av无码麻豆| 久久av无码精品人妻糸列| 亚洲精品久久7777777国产| 亚洲色无码中文字幕在线| 无码射肉在线播放视频| 天天综合网天天综合色| 欧美寡妇xxxx黑人猛交| 久久这里只精品热免费| 中文字幕人成乱码熟女香港| 99re6热精品视频在线观看| 精品久久久久久无码国产| 欧美日韩一卡2卡三卡4卡 乱码欧美孕交| a级毛片内射免费视频| 国产精品高清一区二区三区不卡| 亚洲国产精品久久亚洲精品| 亚洲欧美日韩综合一区二区| !精品国产99久久久久久宅男| 18禁黄网站男男禁片免费观看| 亚洲夜夜欢a∨一区二区三区| 久久午夜福利无码1000合集| 国产精品久久久久影院| 亚洲欧美成人久久一区| av网站免费线看精品| 国产对白叫床清晰在线播放| 亚拍精品一区二区三区探花| 久久久噜噜噜久久久精品| 全免费a级毛片免费看视频| 少妇无码av无码一区| 日本欧美一区二区三区在线播放| 国语自产少妇精品视频| 亚洲a∨精品一区二区三区| 国产人妻久久精品二区三区老狼| 欧美日韩国产成人高清视频| 乱人伦视频中文字幕| 免费欧洲美女牲交视频| 日本 欧美 制服 中文 国产| 香港aa三级久久三级| 无码成人免费全部观看| 男女做爰猛烈啪啪吃奶伸舌头下载| 亚洲人成色7777在线观看不卡|