導語：思維導圖在有機化學反應的應用一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:有機化學中化學反應類型繁多,如果分散學習和記憶,往往難以完全掌握。作為一種可視化的思維工具,思維導圖能將零碎的知識系統化、結構化,可在有機化學反應的教學中實現“教”與“學”并舉。

關鍵詞:思維導圖;醛酮;化學反應

有機化學作為化學、化工、醫學和農學相關學科重要的專業基礎課,其內容十分豐富,對培養學生的科學思維方法、創新能力、理論知識和實踐的結合能力具有重要意義。但是由于有機化合物種類多,每類化合物涉及的化學反應類型多而雜,如果分散學習和記憶,往往難以完全掌握,更談不上靈活運用有機反應。因此如何教好和學好有機化學反應一直是老師和學生關注的問題。思維導圖最早于20世紀60年代由英國記憶之父TonyBuzan提出,它作為一種先進的記憶方式,對有價值的信息進行分析及整合,通過思維導圖能延伸枝節,拓展信息,方便學生對比記憶,掌握難點。此外,在繪制思維導圖過程中不斷培養學生自主學習能力,實現自我知識的構建,教師也實現“教”與“學”并舉[1-4]。據此來看,思維導圖恰好能夠解決學習有機化學反應的問題。

本文以醛酮化學反應為例,利用思維導圖的方式將本章節的化學反應類型及具體的化學反應呈現出來,可激發學生學習的學習興趣,有效提高教學質量。眾所周知,“結構決定性能”在有機化學反應中表現的淋漓盡致[5]。在講解化學反應之前,首先從醛酮結構上分析本章涉及到的化學反應類型,如圖1所示。明確官能團羰基的電子云分布:氧的電負性大于碳的電負性,碳氧之間的共用電子偏向氧原子,使氧原子帶有部分負電荷、碳原子帶有部分正電荷。因此,碳原子容易被親核試劑進攻,在進攻的過程中,親核原子與碳原子之間逐漸形成,碳氧雙鍵逐漸被打開,與親核試劑的平衡離子形成新的共價鍵,完成醛酮的親核取代反應。另外,由于羰基是吸電子基,誘導效應的存在使醛酮α-H有一定的酸性。第三、羰基碳處于中間價態既可以被氧化也可以被還原。此圖作為本章節骨架,是結構決定性能的充分體現,有利于對醛酮化學性質的判斷和理解,可起到提綱挈領地作用。圖1醛酮涉及的化學反應類型醛酮一章的具體化學反應遵循上述思維導圖的邏輯進行講解。根據親核試劑中親核原子的不同將親核加成反應進行分類講解(圖2):含氧、硫、氮、碳;親核原子又可以來自不同的親核試劑,再具體到親核試劑進行講解。含氧親核試劑包括水和醇;含硫親核試劑包括硫醇、亞硫酸氫鈉和希夫堿;含氮親核試劑包括一級胺、氨及氨的衍生物;含碳親核試劑包括氰酸、炔化物、金屬有機化合物和磷葉立德。α-H表現出來的化學性質比較單一,與強堿反應生成相應的鹽;然而生成的鹽有兩個非常重要的應用:烷氧基負離子發生烷基化反應、碳負離子發生鹵代和羥醛縮合反應(圖3)。

羰基的氧化還原反應(圖4),用催化加氫、金屬氫化物和活潑金屬可以將羰基還原為羥基,用Clemmensen還原法和Wolff-Kishner-黃鳴龍還原法可以將羰基還原為亞甲基;羰基可以被氧化劑氧化,也可以發生自氧化;沒有α-H的醛與強堿共熱可以發生歧化反應。最后讓學生自行將其總結至圖1所示的思維導圖中,這樣學生可以更輕松、更條理地掌握醛酮的化學反應。總之,思維導圖運用圖文并重的技巧,由點到面,動態表現知識的衍生過程,以生動形象的方式呈現知識間的內在聯系,構成完整立體的知識網絡。作為一種可視化的思維工具,思維導圖能將零碎的知識系統化、結構化,在講解有機化學反應中取得了良好的教學和學習效果。

參考文獻

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[3]陳博,陳凱,薛蒙偉,等.思維導圖應用于大學有機化學學習[J].大學化學,2009,24(2):66-70.

[4]黎卓熹,董楠,徐娟娟.思維導圖在有機化學教學中的應用[J].化學教育,2019,40(8):23-27.

[5]郭愛玲,張淑蓉,劉曉芳,等.“結構引導教學法”在有機化學醛酮教學中的應用[J].山東化工,2016,45(17):124-125.

作者：張元紅 侯芹 李怡靖 吳瑞 單位：山東農業大學化學與材料科學學院 山東省泰安市第一中學