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有機化合物的結構特點范文1
(-)知識脈絡
有機物是人類賴以生存的重要物質基礎,它們的開發利用大大的提高了人類的生活質量并且改變了人類的生活方式。在初中已有的個別有機化合物的初步概念的基礎上,本節進一步了解有機化學的研究范疇、發展過程以及對科研、生產、生活、環境的重要作用。進一步掌握有機化合物的典型性質和有機化合物基礎知識利用已有的原子結構和化學鍵的知識了解有機化合物的性質與結構的關系,了解有機化合物多樣性的原因。認識生活中接觸到的高分子材料以及環境與化學的關系
(二)知識框架
(三)新教材的主要特點:
本節教材體現了“從生活到化學,從化學到社會”的認識逐步深入的過程。從
培養學生終身發展所必備的知識和能力出發,新教材較舊教材更符合知識的邏
輯關系,同時注重學生的能力培養。
二教學目標
(一)知識與技能目標
了解有機化合物的性質特征、結構特征與多樣性的關系
通過觀察實驗掌握甲烷的性質、取代反應。
掌握同分異構現象以及簡單的命名規律
初步培養學生空間想像能力
(二)過程與方法目標
1、通過引導學生對自己熟悉的種類不同的有機物的分析,讓他們學會怎樣從中歸納、總結有機化合物性質的一般規律。
2、通過“遷移?應用”、“交流?研討”、“活動?探究”等活動,提高學生分析、聯想、類比、遷移以及概括的能力。
(三)情感態度與價值觀目的
1、通過“遷移?應用”、“交流?研討”、“活動?探究”活動,激發學生探索未知知識的興趣,讓他們享受到探究未知世界的樂趣。
2、通過用模型組裝有機分子的實踐活動,培養學生嚴謹認真的科學態度和探索精神。
三教學重點和難點
甲烷的性質、有機物結構的多樣性
四、教學準備
教師準備
3、教學媒體、課件;
4、編制“活動?探究”活動報告及評價表。
五、教學方法
問題推進法、實驗探究法
六、課時安排
3課時
七、教學過程
第一課時認識有機化合物
教學準備
學生:預習教材第一節第一部分(60頁---62頁);
要求提前準備一種有機材料了解它的性質、用途并向同學做介紹。
教師:要求對學生可能找到的材料做到充分考慮;適當的補充實驗,例如溶解性、受熱
時狀態變化等,有利于學生進行歸納、總結。
教學過程
(一)學生活動“聯想……質疑”
問題:你認識的有機物是什么?它有什么性質?什么用途?
這個問題由學生充分討論、發言;介紹生活中接觸到的有機物
討論:1、哪些是有機物的共同性質?
2、從溶解性、耐熱性、可燃性、電離性等五個方面比較無機物有哪些區別?
3、研究有機物的性質用到哪些方法?
演示實驗:
歸納:有機物性質特征
大多數有機物:1、難溶于水易溶于有機溶劑。
2、易燃燒。
3、大多數是非電解質,難電離。
4、熔點低,易熔化。
5、反應慢、反應復雜、副反應多。
(二)師生共同活動“觀察……思考”(能進行學生探究實驗更好)
以甲烷為例進一步研究有機物的性質
1、完成書中實驗1、實驗2;
2、按小組討論、記錄實驗現象。
3、歸納甲烷的性質。(1)可燃性
(2)取代反應
甲烷的結構特點:閱讀63頁知識點擊
第二課時有機化合物的結構特點
教學準備
學生:預習教材第一節第二部分(63頁---65頁);
用球棍模型組合丁烷分子,體會有機物的樣性。
教師:教學媒體、課件;
教學過程
(一)閱讀63頁工具欄,由學生寫出甲烷的結構式、甲烷的結構簡式。
(二)進行“活動與探究”
(1)動手組合乙烷、丙烷、丁烷的結構模型,寫出它們的結構式、結構簡式。
給烷烴的概念,找烷烴的通式。
(2)閱讀64頁知識支持,讓學生發現問題,當碳原子數較多時組合方式不只一種,碳原子數越多,可能的結構越多;帶著疑問進入下面的討論。
(三)有機物的命名和同分異構現象
可以根據學生情況,控制深度。
總結有機化合物的結構特點:(1)原子之間共價鍵相連。
(2)碳原子之間可以連成鏈狀或環狀。
(3)碳原子與碳原子之間可以是單鍵、雙鍵、三鍵。
(4)分子式相同時,可以出現多種結構。
第三課時概括與整合
教學準備
有機化合物的結構特點范文2
一、構建有機物質網絡,明晰物質類別特征
1.基礎物質的網絡構建
物質名稱 結構特點 對應官能團
■
2.多重官能團物質的網絡構建
物質名稱 結構特點 對應官能團
碳碳雙鍵與碳碳雙鍵…………二烯烴共軛二烯烴CH3CH=CHCH=CHCH3累積二烯烴CH3CH=C=C-CH2-CH3孤立二烯烴CH3CH=CHCH2CH=CH2
二、概括有機化合物的命名規則,巧寫有機化合物的結構簡式
1.有機化合物的命名規則
有機物質的命名大體歸為三類:一是無官能團的有機化合物命名(如烷烴),二是有一個官能團的有機物命名,三是有兩個或兩個以上官能團的有機物命名。三類有機物的命名都要以烷烴的命名原則為基礎,都要遵循六點命名規則,吃透這六點規則,才能為復雜的結構進行命名。選主鏈—給主鏈編號—相同取代基要合并—不同取代基小在前大在后—等長原則—等近原則。對于只有一個官能團的有機物命名只需將烷烴命名原則稍作改動便可完成,改動如下:
(1)在選主鏈時,將選擇“最長”碳鏈為主鏈當中的“最長”二字改為“含官能團在內的最長”即可。
(2)在主鏈編號時,從靠近“取代基”的一端開始,把主鏈碳原子編號中的“取代基”三字改為“官能團”即可。
(3)最后一個字要看官能團對應的物質類別,屬于哪一類別,最后一個字就落誰。
注意:有兩個或多個官能團,以哪個官能團為主,名稱的最后一個字就落誰,同時還要兼顧非主要官能團在名稱中的位置要求。
2.通過名稱書寫有機化合物的結構簡式
(1)寫出主鏈碳原子,從左到右給主鏈碳原子編號;
(2)將取代基及官能團連到主鏈相應的位置上;
(3)按碳原子四個共價鍵的要求,補上氫原子。
三、通過建圖建表來理解有機物的化學性質
1.通過構建反應網絡來進行反應類型的總體復習
例如:■
上圖中函蓋的反應類型就有加成反應、氧化反應、還原反應,脫水反應等,學生通過這樣的反應網絡,易于從總體上把握有機反應的類型。
2.熟練掌握“拆分”與“結合”,完成有機方程式的書寫
有機化學方程式的書寫,歸納總結無非就是五個字——“拆分”與“結合”。為什么會這么說呢?下面通過兩種類型的方程式書寫來理解這五個字。例如:
■
上述兩種反應中的虛線均為拆分線,將結構“拆分”成兩部分,然后與另一反應物的兩部分重新“結合”后生成了新的化合物,這就是所謂的“拆分”與“結合”。
3.通過構建性質圖表來理解化學性質的綜合運用
檢驗醛、酮性質中常用的試劑表
■
有機化合物的結構特點范文3
關鍵詞:高職;藥學專業;有機化學教學
高職和大學的教育存大著一定的差別,其表現主要有兩點分別是: 在培養的標準上,高職主要培養技術型人才; 在培養的形式上,高職以社會的需求為目的,以適用的能力為主設計相對應的培養方案,以學生的應用能力為重點進行培養人才。有機化學屬于藥學專業一門比較重要基礎性課程,可以直接稱其為藥學的核心。在經過對有機化學的學習后能讓學生更好的學習藥物的組成結構及其性質合成,了解藥物的結構及藥效的相互聯系。為以后的藥物生產,藥物質量的檢測及新藥的研發打下堅實的基礎。在高職,有機化學教育的改革實踐中出現了很多非常出色的教育工作人員。針對教育方法他們提出了很多觀點。從總的方面來看,所有高職院校的有機化學課的學習還沒有更有效的方法。本文以高職院校學生學習水平差課時少有機化學知識應用廣的一些主要特點,提出了在有機化學的教學中著重關注的問題,為培養合格的藥學專業人才盡一份力。
1有機化學與藥學的關系
藥學和有機化學的是同時存在的,他們一同走過了極為久遠的歷史路程。有機化學是在19世紀初其出現的,有機化學當時注重的是關于有機體的問題,針對的目標大多數是,從有機體中經過分離純化的有機化合物。藥學的持續發展,也在帶動著有機化學的進步。我們堅信藥學和有機化學在將來的社會發展中它們依舊會相互緊密結合,共同促進發展。因此學生們如果能把有機化學學好可以為藥學專業起到非常大的作用。
2有機化學的課程特點
有機化學所研究的是有機化合物這一門科學。研究其結構,理化性質、合成方法、應用及命名,以及有機化合物相互間的轉變所遵照的規律等。針對有機化學的課程來說,最主要的特點是其整體性特別強,大多數教學內容都遵照各官能團化合物來給章節順序排列,但它們沒有被孤立也不是零散個體,他們都有著很強的聯系。因此把握好有機化學教學的結構,對于學好這門學科是比較有益的。
3有機化學在高職藥學專業中,探討內容整合、編排方式及教學方法
在選擇教材的,高職醫藥類專業大都選擇用劉斌主編《有機化學》,內容主要以官能團教授各有機化合物的相關的主要化合物,著重講述構效關系有機化學原理。在結合高職教材的基礎理論問題,以基礎知識和基本理論為重點介紹,讓學生可以從整體上理解并運用有有機化學的相關知識,避免針對性的理論知識講述,應盡可能的采用藥學普遍的化合物及化學現象的案例,增強實際應用性。在有機化學的教學經驗中了解到,如一程不變的按原來的課本的順序拿過來應用,在學習的過程中教學人員與學生都會感到自如,但當把教材的內容學完后大多數的學生都會感覺有機化學的知識太過復雜,各種化合物品種眾多,需要硬背的知識太多。在這樣一種問題上,依照大學的有機化學課本,對高職的教學內容進行一定的編排和調整,全部的課程分為三個部分。第一部分有緒論、命名和異構 ,這一部分是講述,有機化學的歷史、基本理論概念這些基礎性的內容。學習有機化學這類學科的內容,對于高職學生來說并沒有什么自信心。如果在學習的初期學生對學習就沒產生興,讓學生對這一學科失去自信心的話,那么在以后的教學中,對老師和學生都會是一種折磨。因此開始對基礎內容的理解程度,對于學生和老師來說非常重要的。這就使教師用簡潔易懂、有趣的方法把有機化學的內容在藥學中的作用,展現給學生。用易懂的形式把有機化學的理論知識解釋給同學,讓學生深入理解,讓學生樹立學好有機化學的信心。第二部分,幾章化合物的相關內容。這幾種化合物比較簡單,主要的難點就是對學生清楚講述基礎的有機化學中的基礎概念及術語,講述的目的是讓學生深入的理解。教師在教學過程中要注重引導學生自主的學習提高學習的水平。第三部分,講從醇到藥用,高分子材料的內容。這一章節化合物的理化性質有些雜亂不好理解,如果我們仔細分析便會察覺,其化合物的理化性質是由其自身的結構特點位判定的。因此本章的重要學習內容是在了解各化合物的性質結構及其變化的基礎上,深入清楚并分析各類化合物其結構特征和理化性質之間的聯系,主要是各類化合物電子效應,只要掌握其分析的方法,推測其自身的理化性質就容易多了。并且是高職學生對有機化學學習的主要目的。第四部分,有機合成的簡介,在有機化學中,最難學習的部分便是有機合成,其主要是熟悉和掌握各類化合物的理化性質和相互轉化反應的基礎上,建立適合的逆合成分析思路。使學習者對整體內容關于化合物性質歸類匯總,在其思想中形成一套完整的體系,然后經過多多的練習來設計形成思路。對于高職的學生這章的內容難度較大。
4結束語
在我們的教學中,首先必須要跟學生說明有機化學這門學科,其在藥學專業中的地位是不可替代,不可動搖的。在引導學生對學習產生興趣的基礎上,再把有機化學這一學科的基本特征展現給學生,循序漸進的進入到主題的內容上。此種方式的學習經進實際的實踐,得到了很好的效果。但是,教學沒有固定的模式和方法法,教師的教學方式與方法也應隨著目標人才培養、學生自身的能力發生改變。
參考文獻:
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有機化合物的結構特點范文4
一、有機化學課程內容和特點
有機化學是研究有機化合物的化學,是-N研究有機化合物的來源、制備、結構、性能、應用及其有關理論和方法的科學目,可以使人們從分子水平上探索未知的世界。它既是一門內容豐富,理論性、社會應用性強的課程,又是-f3重視實驗、實踐性強的課程。其內容主要分為三大部分:第一部分為有機化學基礎知識和基本理論,包括有機化合物分子結構基礎、立體化學、波譜化學等;第二部分為各類有機化合物的物理性質和化學性質,有機化合物是按其分子中包含的官能團類型分類,官能團對化合物的性質起決定性作用,這一部分是整個有機化學的重點也是難點,要求學生能夠運用有機化學基本原理去認識化學反應的規律,掌握各類反應及應用;第三部分為天然有機物化學,包括糖、氨基酸、蛋白質、核酸等內容,也被稱為生物有機化學。對于材料科學專業學生來說,需要重點掌握的是第一、二大部分內容,而且,第二大部分中不同類型的有機化合物的重要程度也不同,例如,不飽和烴、芳香烴、醇酚、醛酮等是重中之重。這些重點內容可以歸納為:1個理論(電子理論)、2個效應供軛效應、誘導效應)、2種試劑(親電試劑、親核試劑)、3類6大反應(自由基取代、加成反應,親電取代、加成反應,親核取代、加成反應)等01。
二、材料學專業有機化學教學改革的必要性
材料科學專業既是本科教學中最為重要的專業之一,同時也是最難學習的專業之一,它要求學生全面地掌握化學、物理、材料學等方面的基礎知識。專業課程數量的巨大,使得專業課程的設置課時緊、任務重。對于有機化學這門課程來說,材料科學專業的授課課時由化學專業的大于120學時縮短為小于64學時,實驗課時也相應地大大減少,這就容易造成學生對有機化學基礎知識掌握膚淺,實驗技能相對匱乏,嚴重影響后續課程的學習。同時,相對于其他專業,材料科學專業有著自身的特點,并不是有機化學中所有的內容都必不可少,即材料科學專業對有機化學教學側重點需求不同,精選有機化學中針對材料科學專業十分重要的內容,既能完成大綱規定的教學任務,又能保證教學質量。另外,由于招生人數的增加,學生的基礎知識水平有下降趨勢,并且參差不齊。這些都對材料科學專業教學的正常進行造成嚴重的影響。所以,材料科學專業有機化學教學改革勢在必行。
三、材料學專業有機化學教學改革方法
1.教材的改革。教材是教學內容的載體,優秀的教材是高教學質量的保證。由于有機化學的重要性,各類教材數量繁多,內容豐富,但本校材料科學專業特點鮮明,直接沿用現有的有機化學教材無法在有限的學時內使本專業學生完善地掌握其必需的化學方面基礎知識。為此,我們根據本校材料科學專業學科特點,參考現有優秀有機化學教材,精選本專業學生必需之基礎知識,秉承遵循思維規律組織教學的原則,編寫適合本專業有機化學教學的校內講義。相對于一般的有機化學教材,我們新編的講義內容精練,篇幅縮減,既加強了對學生素質的培養,又適應了學時較少的需求。主要以上文所述的有機化學教學主要內容的第一、二大部分為主,新編講義共分為十一章,第~章:結構與性能概論,重點內容為價鍵理論、共振論、誘導和共軛效應、反應類型和試劑分類、酸堿理論、溶劑化作用等;第二章:立體化學,重點內容為構造、構象、幾何、對映4大異構現象;第三章:結構表征化學,重點內容為紅外光譜、核磁共振譜、紫外光譜及質譜。以上內容為有機化學基本理論,是以下各章學習的基礎。第四章:脂肪烴及其衍生物,包括飽和烷烴、烯烴、炔烴、鹵代烴的物理性質和化學反應;第五章:芳香烴,重點內容為芳烴親電取代反應;第六章:醇酚,重點內容為醇酚的共性和特性;第七章:醛酮,重點內容為羰基親核加成反應;第八章:羧酸及其衍生物,包括羧酸、酰氯、酸酐、酯、酰胺的物理和化學性質;第九章:有機含氮化合物,包括硝基化合物、胺、重氮及偶氮化合物、雜環化合物的物理和化學性質。以上內容幾乎涵蓋全部對本專業后繼課程十分重要的有機化合物,知識要點就重避輕側重點鮮明,為整個講義的重點內容。第十章:有機合成基礎,重點為有機合成路線控制;第十一章:有機化學資源,包括常用軟件、期刊檢索、網絡化學資源等。以上為選學內容。用以開拓學生視野,加深學生學習興趣。新編有機化學講義在內容上精練有序,既涵蓋了與材料科學專業息息相關的基礎理論,也包括了有益于后續課程學習的幾大類重要有機化合物。主線清晰,內容展開層次感強,保證了在少學時的基礎上使學生能完整的了解重要的知識,強調對學生素質的培養,著重有機化合物的共性與特性,給學生思考的空間,培養學生分析、解決問題的能力。另外,我們充實了新的內容,使學生了解有機合成的手段和最近研究熱點,輔以材料科學研究方向專題的建立,擴寬了學生的知識面,增強了學生的興趣,適應新時代材料科學專業有機化學教學。
2.課堂教學的改革。教材是教學的根本,而課堂教學則是教學實施的天地。通過課堂教學,不僅要使學生掌握新知識,更重要的是教會學生獲取新知識的方法。有機化學理論性強,內容比較抽象,為了使學生盡快地掌握有機化學的學習方法,更好地理解有機化學的內涵,極大地提升學習有機化學的興趣,我們本著“以學生為主體,以教師為主導”的指導思想,借鑒他人的經驗,總結自己的教訓,采用豐富的教學手段,提高有機化學課堂教學的效率。
(1)教學方式:多媒體教學。“工欲善其事,必先利其器”。有機化學涉及大量的分子結構式、化學反應式,傳統的教學方式即使輔以掛圖和模型演示,也無法在有限的學時內完成巨大的教學任務。借助多媒體手段,可以將有機化學中比較抽象的問題生動形象地展示給學生,而且可將圖、文、聲、像并茂,將“講”課演變為“演示”課,既擴大了單位學時內的授課內容,又可以節省出學生上課時記筆記的時間,大大地提高了教學效率151。我們根據大綱的要求,以PowerPoint為主要制作工具,輔以Flash(制作動畫)、ChemOfice(畫有機化合物的結構式及反應方程式)、Photoshop(處理圖像)、3DMax(制作立體動畫)等軟件,開發了侑機化學》CAI課件,使課堂的教學面貌煥然一些,課堂氛圍輕松愉快,課堂質量極大提高。
(2)教學方法:運用開放式教學,采取列表比較法、系統歸納法等展開課堂教學。在有機化學的課堂教學中,針對學科及學生的特點選擇正確的教學方法,對教學目標的實現至關重要。我們以開放式教學作為貫穿整個課堂教學的基礎,不僅要求學生聽老師的講解,還要求學生帶著問題去思考,指導學生查閱文獻去解決問題,培養學生的創新精神和實踐能力。介紹與材料科學專業密切相關的前沿課題,讓學生提出自己感興趣的方向,組織專題討論,豐富學生相關的知識,做到真正的開放、啟發式教學。輔以系統歸納、列表比較等合理的教學方法,取得更好的教學效果。
(3)教學方針:采用“啟發、引導”的教學方針,更好地體現老師的“主導”作用。雖然在課堂教學上,老師應主要向學生講授系統的知識,但學生自己獨立思考、創新能力的培養亦尤為重要。課堂教學中老師應充分發揮“主導”的作用,使學生從積極地聽從老師的講授,過渡到獨立思考,有所創新。對于學生在思考、創新過程中遇到的問題、困難,老師應給予學生幫助。不僅僅是鼓勵和支持,更重要的是給予學生解決問題、困難的知識、經驗,通過問題的提出和解決,使學生體會到創新的,從而產生更大的興趣和熱情。
3.實驗教學的改革。有機化學是一門實驗性較強的課程。實驗教學是有機化學教學的組成部分,也是培養學生實踐能力和創新精神的重要環節。但一般的材料科學專業對有機化學實驗安排的課時較少,甚至不安排,不利于學生動手能力的培養。為了在有限的學時內達到實驗教學最大的效果。我們經過探索,采用如下思路和方法:采用階段性實驗教學,首先安排一些趣味性、實用性強的驗證實驗,例如,結合日常生活實際,安排阿司匹林、染料合成、茶葉提取咖啡因等。既讓學生掌握有機化學實驗的基本操作方法和技能,又讓學生在實踐中體會到自己的學習是有用的,提高學習興趣,激發主觀能動性。在此基礎上,根據材料科學專業特色,逐步增加綜合性、創新型實驗。在這一階段中主要培養學生綜合性能力,讓學生提出自己感興趣的課題,指導學生查閱文獻一設計實驗方案一擬定合成路線一完成產物合成一分析實驗結果一提交實驗報告。由學生自己設計合成路線,分析、總結合成過程中的收獲和不足,可以培養學生獨立思考,綜合運用所學理論知識和實驗技能的能力。另外,我們還安排一些開放性實驗,實驗室在特定的時間內向學生開放,使得對有機化學實驗感興趣的學生在業余時間可以到實驗室做實驗。這樣,既彌補了實驗課時少、學生意猶未盡的不足,又可開拓學生的視野,使學生提前感受到科研的氛圍,對學生實驗水平的提高起到較大的促進作用。
有機化合物的結構特點范文5
氣相色譜檢測器是一種將色譜柱分離后的試樣組分按其特性和含量轉變成電信號,進而實現定性、定量分離的裝置。根據檢測原理的不同,氣相色譜檢測器可以分為濃度型檢測器和質量型檢測器兩類。本文中,筆者將介紹一種應用廣泛的質量型檢測器―氫火焰離子化檢測器(FID)。
主要特點
(1)氫火焰離子化檢測器是一種典型的質量型檢測器,測量的是氣相色譜載氣中某組分的質量變化速度,響應值與單位時間內某組分進入檢測器的質量成正比,峰面積與載氣流無關。
(2)氫火焰離子化檢測器對有機化合物具有很高的靈敏度,但對無機氣體、水、二硫化碳、四氯化碳等含氫少或不含氫的化合物靈敏度較低,甚至不響應。
(3)氫火焰離子化檢測器結構簡單、性能優異、穩定可靠、操作方便、響應迅速,因此經過40多年的發展,其結構仍無實質性的變化。
(4)氫火焰離子化檢測器比濃度型檢測器的靈敏度高出近3個數量級,檢測下限可達10-12g。
(5)氫火焰離子化檢測器需要用到3種氣體:作為載氣的氮氣,作為可燃氣體的氫氣,作為助燃氣的空氣。這3種氣體的流速和配比參數為:氮氣∶氫氣=1∶(1~1.5),氫氣∶空氣=1∶10。
工作原理
氫火焰離子化檢測器以氫氣和空氣燃燒生成的火焰為電離源(如圖1),其工作原理圖如圖2所示,具體過程如下。
(1)氫火焰離子化檢測器擁有兩個電極,一個為極化極(或發射極),用來噴射燃燒火焰;另一個為收集極,在一定極化電壓下用來收集火焰中的離子。
(2)載氣(氮氣)攜帶有機化合物CnHm和可燃氣體(氫氣),由噴嘴噴出并進入火焰,有機化合物CnHm在火焰熱裂解區發生裂解反應,產生自由基,反應如下:
CnHm-CH
(3)空氣從四周向火焰聚集,上述反應產生的自由基-CH在火焰反應區與空氣中的激發態原子氧(或分子氧)發生如下反應:
-CH+OCHO++e-
(4)生成的正離子CHO+ 與火焰中的水分子碰撞發生如下反應:
CHO++H2OH3O++CO
(5)化學電離產生的正負離子在極化電壓形成的微電場定向作用下分別向相反極性的電極運動,形成微電流(約10-6~10-14A)。
(6)在一定范圍內,微電流大小與進入離子室的有機化合物質量成正比,正因為如此,氫火焰離子化檢測
器歸屬于質量型檢測器的一種。有機化合物在火焰中的電離率很低,大約只有1/500000的碳原子被電離。
(7)收集極對微電流進行收集、輸出,然后經高電阻放大獲得可測的電信號。
(8)電信號輸出到記錄儀,得到峰面積與有機化合物質量成正比的色譜圖。
(9)最后,氫火焰離子化檢測器根據色譜圖對有機化合物進行定性、定量分析。
只要載氣流速、柱溫等條件不變,氣相色譜圖則不變。載氣純度越高、流速越小、柱溫越低或固定相耐熱性越好,氣相色譜圖的基線越低;反之越高。
結構特性
氫火焰離子化檢測器通常采用一個不銹鋼外殼將噴嘴、收集極、極化極等密封在內,只留一個排氣口,用于排出燃燒產物。氫火焰離子化檢測器的性能決定于電離效率和收集效率,前者主要與氮氣與氫氣的配比有關,后者主要與噴嘴內徑、電極位置、收集極形狀有關。
1.噴嘴內徑和材料
氫火焰離子化檢測器的噴嘴內徑一般為0.5mm左右,這是因為當噴嘴內徑為0.5mm時,載氣(氮氣)攜帶有機化合物CnHm和可燃氣體(氫氣)從噴嘴噴出的速度,與空氣從四周向火焰聚集的速度可以達到最佳配合。噴嘴內徑越小,氫火焰離子化檢測器的靈敏度越高,色譜圖的線性范圍越窄;反之,氫火焰離子化檢測器的靈敏度越低,色譜圖的線性范圍越寬。
噴嘴材料一般為不銹鋼、鉑、陶瓷或石英。其中,不銹鋼和鉑噴嘴下端需要與地面保持良好的絕緣效果。陶瓷和石英,特別是石英,憑借較好的化學惰性和絕緣性,目前在氫火焰離子化檢測器中的應用較為廣泛。陶瓷或石英一般用作噴嘴管頂材料,然后在其上端加裝一個金屬帽即可,這樣可以避免試樣與發熱的金屬直接接觸,降低有機化合物組分,特別是極性或化學活性組分的催化、吸附作用,從而得到更加精確的色譜圖,噪聲也較小。
2.電極位置
極化極一般由鉑金、不銹鋼或鎳合金等材料制成,并與噴嘴處于同一平面上。如果極化極的位置低于噴嘴,那么氫火焰離子化檢測器的靈敏度將有所下降;如果極化極的位置高于噴嘴,雖然氫火焰離子化檢測器的靈敏度將有所提高,但噪聲也會同時增大。
收集極多由不銹鋼材料制成,直徑為6~10mm,長度為20~60mm,通常位于噴嘴上方,并與噴嘴同軸安裝。此外,收集極與噴嘴必須擁有極好的絕緣效果,這是因為在100V的電壓下時,即使具有1012Ω的漏電電阻,也能產生10nA的基線偏移。氫火焰離子化檢測器通常采用的絕緣電阻有兩種,一種是聚四氟乙烯絕緣電阻,其電阻值可達1015~1018Ω,不過氫火焰離子化檢測器的絕緣點還是要與熱源保持一定的距離;另一種是高純陶瓷絕緣電阻,其電阻值可達1014~1016Ω,且可耐300℃的高溫。還應注意的是,氫火焰離子化檢測器所有的絕緣表面均要保持潔凈。
收集極與極化極之間的距離一般為6mm。如果收集極距離極化極太近,則收集極易過熱而產生熱電子,噪聲也會增大;如果收集極距離極化極太遠,則離子流到達收集極的時間過長,導致正、負離子再結合的幾率增大,收集效率降低。
有機化合物的結構特點范文6
關鍵詞 : 有機化學課程 選修與必修 銜接教學
普通高中新課程中的有機化學課程可分為兩個部分:必修模塊《化學2》中的有機化學與選修模塊《有機化學基礎》。前者將有機化學內容包含在主題“化學與可持續發展”中介紹,后者是相對獨立的有機化學課程,比較系統地介紹有機化學知識[1]。
必修模塊《化學2》中的有機化學內容,是以典型有機物為切入點,讓學生在初中有機物常識的基礎上,能進一步從結構的角度,加深對有機物和有機化學的整體認識。根據課程標準[2]和學時要求,必修模塊中的有機化學內容沒有完全考慮有機化學本身內在邏輯體系,主要是選取典型代表物,介紹其基本的結構、主要性質以及在生產、生活中的應用,較少涉及到有機物的類概念和它們的性質,如烯烴、芳香烴、醇類、羧酸等。而選修模塊《有機化學基礎》建立在《化學2(必修)》中“重要的有機化合物”的基礎上,目的就是引導學生比較系統、深入地學習有機化學基礎知識。因此,從兩者來看,在教學內容、教學目標和要求方面存在著很大的差異,致使相當一部分同學一進入高二選修模塊的學習就“不適應”,其主要原因是有機化學在必修和選修間教學存在明顯的脫節現象。根據布魯納的發現教學法關于教學設計的原則[3],如何針對問題,采取相應的措施,銜接好必修和選修間化學教學成為一個十分緊迫的問題。本人在銜接教學過程中做了如下探索和實踐。
1.貫串一條主線——結構決定性質、性質決定用途,由個別到一般,構建一個好的理論和方法平臺
有機化學強調“結構決定性質,性質決定用途”的思想,學生在學習有機化學的過程中應體會到這種思想,為后續的各類有機物的學習搭建一個理論方法的平臺。那么,如何幫助學生搭建好這個平臺,就是我們在課程的教學設計中始終要關注的核心問題。教師要在教學中處理好結構與有機化合物性質之間的關系,結構理論指導性質,性質幫助理解結構,由典型有機代表物的結構和性質推測出同系化合物的性質。如在化學2中,學生已經學習了甲烷、乙烯的結構和性質。在“烷烴和烯烴的結構和性質”的教學中,教師可先從回憶必修2知識入手,通過結構和化學反應類型對比歸類,將甲烷、乙烯的結構和性質遷移到烷烴和烯烴,進行甲烷、乙烷和乙烯的結構和性質對比,并以此推廣到烷烴和烯烴的結構和性質的相似性、遞變性和差異性的對比上。通過本節課的學習,使學生意識到“結構決定性質”是今后研究有機化合物的重要方法,知道分析有機物的結構首先分析官能團的結構特點,分析其中碳原子的成鍵方式及飽和程度,其次,要考慮官能團與相鄰基團的相互影響,在此基礎上,可以推測有機物的性質[4]。
2.充分利用探究型實驗,切實做好銜接教學工作
化學是一門以實驗為基礎的學科,在教學中改變傳統的學生被動接受的實驗授課方式,倡導學生主動參與的探究型實驗教學模式對教學大有裨益。在選修模塊的教學中,可從學生在必修模塊中學習的典型代表物的相關實驗入手,設計實驗方案,充分利用實驗研究物質的性質與反應,再從結構角度深化認識[5]。
下面以《有機化學基礎》第二章第二節——芳香烴中,觀察苯的溴代或硝化反應、甲苯與酸性高錳酸鉀的現象為例。
關于“苯的溴代或硝化反應”的探究的化學反應原理和條件在人教版必修2中已體現,在本章內第2節主要體現在對化學反應條件的控制方面方案的設計,要引導學生思考從物理性質、化學性質、尾氣處理等多個方面來全面思考問題,從而掌握實驗設計的各要素、理解反應條件對化學反應的影響及對反應裝置的要求。
關于“甲苯與酸性高錳酸鉀的作用”的探究活動,利用對比實驗原理,從結構決定性質的角度出發,考慮甲基的影響,思考苯的同系物有何通性和特性?作出假說,最后讓學生通過設計實驗,并比較實驗現象驗證自已的假設。
3.“生活素材創設學習情境,從生活走進化學”
化學新課標明確指出:“化學與社會生活實際有著廣泛而緊密的聯系?!被瘜W知識的形成來源于自然,來源于生活。教師在教學中應有所創新,要注意從學生熟悉的身邊現象入手,引導他們發現問題,展開探究,以獲得有關的知識和經驗。要緊密結合學生的生活實際,使他們感受身邊的化學物質和化學變化,增強學習化學的興趣。舉選修模塊“有機化合物的分類”一節為例,學生在學了必修2之后,已經了解有機化合物的概貌,對甲烷、乙烯、苯、乙醇、乙酸等典型有機物的結構初步了解的基礎之上,教師可事先讓學生收集身邊的常見藥品,查閱它的說明書,從商品名、俗名、化學名、分子式、結構式、官能團及物質的類別對身邊的常見藥品進行分析,討論常用藥品中的有機成分,引導學生了解有機化合物的分類方法,認識一些重要的官能團。
4.巧用信息技術,活化教學銜接
當今社會是信息技術高速發展的社會,個人計算機(PC機)附加多媒體和網絡技術被引入課堂教學領域,一定程度上代替了幻燈、投影、粉筆、黑板等傳統媒體,實現了它們無法實現的教育功能。使用微觀模擬軟件可以幫助學生跨越宏觀微觀的思維障礙。如在回憶復習甲烷、乙烯的結構和性質——通過計算機課件展示甲烷、乙烯的立體結構模型;通過實驗錄像再現甲烷、乙烯的燃燒,以及它們與溴的四氯化碳溶液和高錳酸鉀酸性溶液的反應,引導學生討論甲烷、乙烯的結構和性質的相似點和不同點,過渡到烷烴和烯烴的結構和性質的相似性和差異性上。
學生獲取和學習化學知識本來就應該是多渠道的,其中互聯網上的化學資源是非常豐富的。這些知識對于學生來說無疑是非常有益的,應該鼓勵學生利用互聯網去學習更多的化學知識,開辟化學學習的“第二課堂”[6]。例如,必修2已用圖表進行專題介紹煤、石油的綜合利用,選修模塊在脂肪烴、芳香烴的來源和應用部分又對其進行了闡述。建議讓學生利用互聯網從石油、煤化工制品用途、芳香烴和脂肪烴的來源、煤和石油的綜合利用、煤和石油的加工工藝等多個角度進行資料查閱的探究,且事后組織學生對自己的研究進行討論等。
5. 通過研究性學習課題開展過程,聯系必修與選修,拓寬學生的視野
研究性學習以其內容的豐富性、綜合性,學習方法的多樣性、靈活性,能夠發揮學生的個性特長和想像力,培養學生的這些本領和能力,滿足他們終身發展的需要,研究性學習的時間和空間跨度不是僅局限于課堂,而是讓學生聯系課堂的知識去拓展,又可以應用于課堂,打破了傳統課堂教學模式,給學生們以研究過程的體驗,激發起學生對科學研究的意識和興趣[7]。研究性學習為我們開辟了將實用性知識實踐化的天地。以《有機化學基礎》第五章——進入有機合成高分子化合物的時代為例,化學2介紹了常見有機化合物的結構、性質和用途,以及高分子單體(乙烯、丙烯)的礦物來源、乙烯和丙烯等的聚合反應和應用;在本章教學過程中可以多開展研究性學習,實施STSE教育,使學生通過實踐獲得直接體驗。根據教材的特點,可以將學生分為若干個任務組(按學生個人興趣自由組合),如材料發展史組、實驗探究組、環境保護組等。研究性學習后,可采用多種評價方式,如撰寫研究性學習論文,提交實驗報告,舉辦展覽等,讓學生在掌握知識的基礎上,綜合能力也進一步得到提高。
總之,必修模塊是選修模塊的基礎,選修模塊是在必修模塊的基礎上的拓展與深化。教師應從學生實際出發,選擇靈活機動的授課方式,同時教師必須不斷地學習,提高自身的思想素質和業務水平,才能有的放矢地抓好銜接。切實加快高中有機化學課選修和必修教學銜接的研究,使高中有機化學教學適應基礎教育改革的新形勢,使課程標準的目標和要求落到實處;深刻領會化學課程改革的意圖,確保高中化學教育順利實施。
參考文獻
[1]朱建寶,王祖浩.高中課程標準選修模塊《有機化學基礎》教材內容建構[J].化學教學,2005年,(7-8):56-58.
[2]中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準(實驗)[S].北京:人民教育出版社,2004.
[3]沈劍峰.高二與高三間化學銜接教學芻議[J].化學教學,2004,(12):12-14
[4]陳穎.《有機化學基礎》選修模塊教學設計案例——“碳原子的成鍵方式”[J].化學教育,2005年增刊:167-170.
[5]汪明微. thjy.edu.cn/user1/29/index.html.