1、有机化学学习的“核武器”-有机分子模型冯国帅 1,2 孙德志 1(1 聊城大学化学化工学院山东 聊城 2 山东省临朐县第一中学山东 潍坊 262600)关键字:分子模型 有机化学 学习一、问题的提出:有机化学的学习，对于很多的学生来说，感觉挺难，不好理解。通过对教学过程的反思、学生的访谈、学生有机学习的情况问卷调查，总结有机学习困难产生的主要原因有以下几点：没有掌握有机物的结构，缺少空间的想象能力。有机学习的方法不对，没有掌握有机学习的特点，其特点是:结构决定性质，性质决定用途。因此在有机学习中，有机物的结构的学习显的尤其重要。官能团性质掌握不够熟练，不能正确分析有机物中含有的官能团，利用官能
2、团的性质类比推出有机物的性质。对有机化学反应的断键部位、断键原理、反应条件等内容识记不够准确。不能灵活的根据条件，猜测出有关的有机化学反应。为了帮助学生理解有机物的结构、官能团、有机物性质、掌握有机物的用途。实践发现：让学生制作有机分子模型，对于有机的学习非常有用的。在教学中，可以组织学生利用橡皮泥和牙签，自己去组装分子模型；也可以从市场上购买现成的有机分子模型，例如浙江宁波新星教具厂生产的 ZX-1020（学生用）有机分子模型。在教学中可以让学生亲手去组装，体验有机物的结构，加深结构的理解，加深对有机物化学反应实质的理解，认识有机反应中的断键部位和断键原理，认识有机物结构决定其性质，性质决定
3、其用途，帮助学生去建构有机化学知识体系。二、分子模型在有机学习中的具体应用利用有机分子模型能够帮助学生解决一下几个主要的问题。1、认识常见有机物的空间结构。通过组装有机模型，可以认识甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷、新戊烷、乙烯、苯、甲苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯、甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸等分子的结构，并且能学生对其结构记忆深刻。通过实验分析，组装过分子模型的同学在书写有机的结构简式时，氢原子的个数写错的几率比未亲手组装的同学写错的几率少很多，所以亲手组装有机分子模型，有利于认识常见有机物的结构。同时通过组装分子模型，能够很容易的判断出有机物分子中原子共面的问题。例如：丙烯、甲苯分子
4、结构中，碳原子的空间排布问题，共面氢原子的个数问题。通过组装分子模型都能顺利解决。2、通过组装氯代物的分子模型，进一步认识有机物的空间结构。在学习甲烷的结构时，甲烷是正四面体型结构，二氯甲烷不存在同分异构体，单凭教师的讲解，学生很难理解，但是让学生亲手去组装分子模型，很简单的就能够证明甲烷不是平面正方形结构，并通过组装模型来学习效果比在黑板上教师的讲解更便于理解，学生易接受。学习苯的结构时，苯分子中不存在单键双键交错的结构，利用组装其分子模型，分析苯的邻二氯代物不存在同分异构体，就能很好的证明苯分子中不存在单键双键交错结构。3、组装分子模型，学会找同位氢，这是找同分异构体的基础。在教学中，让学
5、生去组装分子模型，学会找有机物中同位氢原子，这点很重要。例如丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷、新戊烷中的同位氢，这些同位氢，是寻找氯代烃、醇、羧酸、酯的同分异构的基础。尤其正丁烷和异丁烷的同位氢，是有机化学考试中同分异构体的常考点，丁基的四种结构是同分异构体考查的基础、解题的关键，掌握丁基的结构，对于烃的衍生物的同分异构体找法相当有帮助。在卤代烃、醇、醛、羧酸、酯类的同分异构体中经常使用。苯的二元取代物的结构，邻、间、对三种结构也是常考查的。这些同位氢原子，通过组装分子模型，学生能直观的分析，处于对称位置上的氢原子即是同位氢原子。4 、通过组装有机分子模型，加深有机化学反应原理的理解。在教
6、学的过程中，我发现有机化学反应方程式的书写是学生难以突破的一个知识障碍，方程式的系数经常写错。通过谈话法分析学生出错的原因是对有机反应的原理、断键部位掌握不清楚。在教学中利用分子模型进行，可以突破有机反应的断键部位和原理的问题。例如醇的催化氧化反应、醇的消去反应、苯的硝化反应、卤代烃的水解、氯代烃的消去反应、酯化反应、酯的水解反应等，这些有机反应的实质、断键的部位都能通过分子模型让学生轻松、熟练的掌握，断键的部位能记忆深刻。例如在乙醇的催化氧化反应的教学中，化学方程式出错的原因是断键的部位不理解。原理是羟基上的氢原子与与羟基相连的碳原子上的氢原子掉去，与氧气中的氧原子结合生成水，羟基中氧原子与
7、碳原子形成碳氧双键。在教学中，让学生结合分子模型将一个乙醇分子组装成一个乙醛分子模型，在组装的时候设问：“由醇到醛，如何断键最方便？”学生在应用分子模型组装是，自觉的就能分析出乙醇催化氧化的反应实质：乙醇分子，掉下两个氢原子，与氧气中的一个氧原子结合生成一个水分子，故醇的系数为 2，醛的系数是 2，水的系数是 2，氧气的系数是1。对于其它的重要的有机反应，通过组装有关物质的分子模型，其断键部位和原理都能够形象的帮助学生构建。总之，有机分子模型，在帮助学生认识有机物的结构，寻找有机物的同分异构体，分析有机化学反应断键部位及原理，书写有机化学反应方程式，推测有机化学反应类型等方面，帮助学生构建有机知识体系，具有很大的优势，因而有机分子模型是有机化学学习的 “核武器”
