通過有機(jī)化學(xué)史提高有機(jī)化學(xué)課堂教學(xué)效果

李磊姣 孫秀云

講述了有機(jī)化學(xué)的發(fā)展史，總結(jié)了在平時(shí)課堂教學(xué)時(shí)通過講述化學(xué)史對課堂教學(xué)的影響。并通過實(shí)例證明，將化學(xué)史穿插在課堂教學(xué)當(dāng)中有利于學(xué)生對知識的掌握，且能夠很好地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，從而提高教學(xué)效果。

有機(jī)化學(xué)化學(xué)史課堂教學(xué)有機(jī)化學(xué)又稱為碳化合物的化學(xué)，是研究有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、制備的學(xué)科，是化學(xué)中極重要的一個(gè)分支。含碳化合物被稱為有機(jī)化合物是因?yàn)橐酝幕瘜W(xué)家們認(rèn)為含碳物質(zhì)一定要由有機(jī)體才能制造；然而在1828年的時(shí)候，德國化學(xué)家弗里德里?！ぞS勒，在實(shí)驗(yàn)室中首次成功合成尿素，自此以后有機(jī)化學(xué)便脫離傳統(tǒng)所定義的范圍，擴(kuò)大為含碳物質(zhì)的化學(xué)。有機(jī)化學(xué)是一門重要的基礎(chǔ)學(xué)科，是學(xué)生學(xué)好物理化學(xué)，生物化學(xué)，藥物化學(xué)等課程的重要保障，是學(xué)生以后從事有機(jī)合成相關(guān)工作的理論基礎(chǔ)。同樣有機(jī)化學(xué)也是一門與日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生命科學(xué)等密切相關(guān)的極為重要的一門學(xué)科，它與自身周圍事物息息相關(guān)，并能夠?yàn)閷W(xué)生以后的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

有機(jī)化學(xué)的課堂教育也是十分重要的。在進(jìn)行課堂教育的同時(shí)我們也在思考幾個(gè)問題，如何能讓學(xué)生更好的理解所學(xué)的知識？如何能讓學(xué)生對這門課程更感興趣？如何能真正提升課堂教學(xué)效果？由此我想到，在進(jìn)行有機(jī)化學(xué)的教育的同時(shí)將其化學(xué)發(fā)展史介紹給學(xué)生，這樣不僅可以加深學(xué)生對基礎(chǔ)知識的理解和掌握，還能夠更好的激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，并且有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，使學(xué)生對所學(xué)的知識能夠有進(jìn)一步地理解和應(yīng)用。

有機(jī)化學(xué)的發(fā)展史大致可以分為三個(gè)階段。首先是18世紀(jì)到19世紀(jì)中頁的“萌芽”時(shí)期的有機(jī)化學(xué)。在這個(gè)時(shí)間段，化學(xué)家們主要成就是分離并制備了許多有機(jī)化合物，并建立了一些分析方法，對有機(jī)化合物的組成進(jìn)行定量分析，以求得化合物的實(shí)驗(yàn)式。1805年，德國人塞爾杜納從鴉片中提取了嗎啡，法國科學(xué)家舍弗勒爾制得了丁酸、戊酸、己酸以及不純凈的油酸。這些科學(xué)家的科學(xué)實(shí)驗(yàn)成了有機(jī)化合物的分離制備的雛形。而在1781年，由法國化學(xué)家拉瓦錫首次進(jìn)行有機(jī)化合物的碳氧分析。他將有機(jī)化合物燃燒，測定所產(chǎn)生的水和二氧化碳的量，從而推算出其中的碳和氫的量。他的這種分析方法為有機(jī)化合物的定量分析奠定了基礎(chǔ)。

接下來，就是19世紀(jì)中頁到20世紀(jì)初期的“經(jīng)典”有機(jī)化學(xué)時(shí)期。德國化學(xué)家凱庫勒和英國化學(xué)家?guī)炫猎谑占素S富的資料，研究了多種有機(jī)化合物之后，兩人在1857年同時(shí)獨(dú)立的得出如下兩個(gè)重要的結(jié)論，也就是有機(jī)分子結(jié)構(gòu)的兩條基本原則：一是碳原子是四價(jià)的。凱庫勒認(rèn)為每一種原子都有一定的“結(jié)合力”，他把這種結(jié)合力叫做價(jià)。由于在所有的已知化合物中，一個(gè)氫原子只能與一個(gè)別的元素原子結(jié)合，所以被選作了價(jià)的單位。他們除碳是四價(jià)的之外，還注意到碳的四價(jià)是等同的。他們認(rèn)為有機(jī)化合物分子中的原子是通過鍵結(jié)合而成的。二是碳原子可以互相結(jié)合，且碳原子之間不僅可以單鍵結(jié)合，還可以雙鍵或者三鍵結(jié)合。庫帕首先用一條短線表示鍵，用這種容易理解的形式表達(dá)結(jié)構(gòu)式。1865年，凱庫勒為苯確定了一個(gè)單雙鍵交替的六個(gè)碳原子的平面環(huán)狀結(jié)構(gòu)。根據(jù)上述的基本原則，已經(jīng)可以解決多年來未解決的分子中各原子結(jié)合的問題，也闡明了同分異構(gòu)現(xiàn)象，從而為解釋有機(jī)化合物種類繁多打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。這其中還有一個(gè)小故事，就是關(guān)于凱庫勒的分子結(jié)構(gòu)理論和確定苯環(huán)平面結(jié)構(gòu)的故事。凱庫勒在1890年紀(jì)念苯的結(jié)構(gòu)式問世25周年的大會上回憶說：“如果大家聽到在我頭腦中產(chǎn)生的極為輕率的聯(lián)想是怎樣形成這一有關(guān)概念的經(jīng)過，一定會感到有趣的。在我當(dāng)年僑居倫敦期間，曾有一度住在議會下院附近的克拉帕姆路。我常常去找住在這個(gè)城市另一端的一位朋友——謬?yán)黄鸲冗^夜晚時(shí)間。我們海闊天空的談?wù)摳鞣N問題，其中大部分話題是關(guān)于化學(xué)的。一個(gè)晴朗的夏日夜晚，喧囂的城市已經(jīng)沉睡了的時(shí)候，我才乘最后的一班公共馬車返回。我照例坐在車上，不一會便陷入了沉思。這時(shí)，我眼前浮現(xiàn)出原子在旋轉(zhuǎn)。平時(shí)原子總是在我腦海中不停地運(yùn)動著，但未看出是什么模樣。而這個(gè)夜晚小原子總是時(shí)而結(jié)合成對，時(shí)而大原子擁抱兩個(gè)小原子，大原子一會兒捉住三個(gè)或四個(gè)小原子，一會兒又似乎全部形成旋渦狀而跳起華爾茲舞來。我還看見大原子排著隊(duì)，處于鏈的另一端的小原子被牽著走。那正是我的恩師—化學(xué)大師考普在他的著作《分子世界》中，以他那引人入勝的筆調(diào)描繪世界。而這些我都是在他之前看到的。當(dāng)馬車乘服務(wù)員喊了一聲：‘克拉帕姆路到了的時(shí)候，才使我從幻想中驚醒。我回到寓所之后，為了把這個(gè)幻影記下來，至少耗費(fèi)了這個(gè)晚上的一個(gè)時(shí)辰，我的結(jié)構(gòu)理論就這樣誕生了?！薄瓣P(guān)于苯式理論的起源也是同樣的。當(dāng)我住在比利時(shí)的格恩，我的書房面向狹窄的胡同，一點(diǎn)陽光也透不進(jìn)來，這對于白天在實(shí)驗(yàn)室工作的我來說，沒有什么不方便。一天夜晚，我執(zhí)筆寫著《化學(xué)教程》，但是，思維總是不時(shí)的轉(zhuǎn)向別的問題，寫得很不順利。于是，我把椅子轉(zhuǎn)向壁爐打起盹來。這時(shí)候，在我的眼前又出現(xiàn)了一群原子旋轉(zhuǎn)起來，其中小原子群跟在后面。曾經(jīng)體驗(yàn)過這種幻影的我，對此敏感起來，立即從中分辨出種種不同形狀，不同大小的形象以及多次濃密集結(jié)的長列。而這些像一群蛇一樣，互相纏繞，邊旋轉(zhuǎn)邊運(yùn)動。除此以外，我還看見仿佛其中一條蛇銜著自己的尾巴，似乎在嘲弄我，開始旋轉(zhuǎn)起來。我想被電擊一樣猛醒起來。這一次，我又為這一假說忙了剩余的夜晚。”這個(gè)故事對學(xué)生會有很大的啟示作用。首先，進(jìn)行科學(xué)研究的時(shí)候一定要勤于思考，只有多思考，多動腦才會對問題有一些想法和見地，這樣才會對解決問題有幫助，才會推動科學(xué)不斷向前發(fā)展。其次，它能夠活躍學(xué)生們的思維，激發(fā)學(xué)生們的科研興趣，學(xué)習(xí)其中的抽象科研方法，這對學(xué)生們來說是受用無窮的。

最后，就是從20世紀(jì)至今的“現(xiàn)代”有機(jī)化學(xué)時(shí)期。1916年，德國物理學(xué)家柯塞爾和美國化學(xué)家路易斯在物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)電子并闡明原子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，提出了價(jià)鍵電子理論。他們認(rèn)為：原子價(jià)可以分為電價(jià)和共價(jià)。電價(jià)是靠正負(fù)離子的靜電引力而成，共價(jià)是由兩個(gè)原子共用電子對而形成的。原子得失電子或共有電子，外層電子達(dá)到稀有氣體的結(jié)構(gòu)時(shí)最穩(wěn)定。之后，美國化學(xué)家蘭米爾發(fā)展了路易斯的理論，提出共用電子可由1個(gè)原子單方面提供的新觀點(diǎn)，后來被稱為配位鍵。1923年，路易斯首創(chuàng)用電子式直觀簡潔的表示一些無機(jī)化合物和有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)，稱為路易斯式，一直沿用至今。

化學(xué)史的介紹，在化學(xué)教學(xué)過程中也起到了很重要的作用，它不僅可以讓學(xué)生們增長見識和智慧，更讓學(xué)生們了解到科學(xué)研究的艱辛和科學(xué)發(fā)展的艱難，以此激勵(lì)學(xué)生們進(jìn)行科學(xué)研究的熱情，并激發(fā)學(xué)生們活躍的思維。所以，化學(xué)教學(xué)時(shí)適當(dāng)?shù)匾牖瘜W(xué)史對課堂教育是具有重要意義的。

參考文獻(xiàn)：

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