对有机化学的理解范文

论文摘要：介绍了超声降解水体中有机污染物的降解机理。从超声的系统因素包括频率和声强；化学因素包括溶解气体、ph值、反应温度等的多个方面介绍了影响降解效率的因素。

超声波是一种高频机械波，具有波长较短，能量集中的特点，它的应用主要是按照能量大，沿直线传播这两个特点展开的。20世纪90年代初，国外等一些学者开始研究超声降解水中有机污染物。超声波技术具有简便、高效、无污染或少污染的特点，是近年来发展的一项新型水处理技术。它集高级氧化、热解、超临界氧化等技术于一体，且降解速度快、能将水体中有害有机物转变成co2、h2o、无机离子或比原有机物毒性小易降解的有机物，因而在处理难生物降解有机污染物方面具有显著的优越性。

1.基本理论和机理

在空化效应作用下，有机物的降解过程可以通过高温分解或自由基反应两种历程进行。

1.1空化理论

超声波在介质中的传播过程中存在着一个正负压强的交变周期。在正压相位时,超声波对介质分子挤压，增大了液体介质原来的密度；而在负压相位时，介质的密度则减小。当用足够大振幅的超声波作用于液体介质时，在负压区内介质分子间的平均距离会超过使液体介质保持不变的临界分子距离,液体介质就会发生断裂，形成微泡，微泡进一步长大成为空化气泡。在紧接着的压缩过程中，这些空化气泡被压缩，其体积缩小，有的甚至完全消失。当脱出共振相位时，空化气泡就不再稳定了，这时空化气泡内的压强已不能支撑其自身的大小，即开始溃陷或消失，这一过程称为空化作用，或孔蚀作用。

由于空化作用所引起的反应条件的变化，导致了化学反应的热力学变化，使化学反应的速度和产率得以提高。

1.2自由基理论

在超声空化产生的局部高温、高压环境下，水被分解产生h和oh自由基：

h2oho•+h•

h•+h•h2

ho•+ho•h2o2

h•+ho•h2o

另外溶解在溶液中的空气(n2和o2)也可以发生自由基裂解反应产生n和o自由基：

n22n•

n•+ho•no+h•

no+ho•hno3

2.影响超声降解的主要因素

影响超声降解的主要因素包括溶解气体、ph值、反应温度、超声功率强度和超声波频率等。

2.1溶解气体

溶解气体的存在可提供空化核、稳定空化效果、降低空化阈，对超声降解速率和降解程度的影响主要有两个方面的原因：(1)溶解气体对空化气泡的性质和空化强度有重要的影响；(2)溶解气体如n2o2产生的自由基也参与降解反应过程，因此，影响反应机理和降解反应的热力学和动力学行为。

2.2ph值

对于有机酸碱性物质的超声降解，溶液ph值具有较大影响。当溶液ph值较小时，有机物质在水溶液中以分子形式存在为主，容易接近空化泡的气液界面，并可以蒸发进入空化泡内，在空化泡内直接热解；同时又可以在空化泡的气液界面上和本体溶液中同空化产生的自由基发生氧化反应，降解效率高。当溶液ph值较大时,有机物质发生电离以离子形式存在于溶液中，不能蒸发进入空化泡内，只能在空化泡的气液界面上和本体溶液中同自由基发生氧化反应，降解效率较低超声降解发生在空化核内或空化气泡的气-液界面处，离子不易接近气-液界面，很难进入空化泡内，因此，溶液的ph值调节应尽量有利于有机物以中性分子的形态存在并易于挥发进入气泡核内部。

2.3温度

温度对超声空化的强度和动力学过程具有非常重要的影响，从而造成超声降解的速率和程度的变化。不同温度下，实验表明温度提高有利于加快反应速度，但超声诱导降解主要是由于空化效应而引起的反应，温度过高时，在声波负压半周期内会使水沸腾而减小空化产生的高压，同时空化泡会立即充满水汽而降低空化产生的高温，因而降低降解效率。一般声化学效率随温度的升高呈指数下降，因此，低温(小于20℃)较为有利于超声降解实验,一般都在室温下进行。多数研究也表明，溶液温度低对超声降解有利。

2.4超声波频率

研究表明，并非频率越高降解效果越好。超声频率与有机污染物的降解机理有关，以自由基为主的降解反应存在一个最佳频率；以热解为主的降解反应，当超声声强大于空化阈值时，随着频率的增大，声解效率增大。

2.5超声功率强度

超声功率强度是指单位声发射端面积在单位时间内辐射至反应系统中的总声能，一般以单位辐照面积上的功率来衡量。一般来说，超声功率强度越大越有利于降解反应，但过大时又会使空化气泡产生屏蔽，可利用超声功率强度能量减少，降解速度下降。

3.结语

超声处理是一个极其复杂的过程。不同物化性质的有机污染物，因降解机理不同，超声降解的效果也存在差异。利用超声空化技术，只有针对具体的有机污染物，优化反应操作条件才能获得最佳的超声降解效果。今后有关超声空化技术的研究方向是，针对实际多组分难降解物系在降解机理、物质平衡、反应动力学、反应器设计放大等方面进行深入的研究，使其最终成为一种适用、高效和低成本的水处理技术。

参考文献

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对有机化学的理解范文

学生学习兴趣淡,自学时间少。本校的无机化学教学仍然采取中学阶段填鸭式”的讲解,这样讲课进度快,信息量大,却没有给予学生大量的练习时间,特别是对于大一学生,一时很难适应大学的这种教学模式,导致出现教师忙于讲解,学生难以理解”的局面。其根本原因是忽视了对学生学习积极性和自学能力的培养,不能突出学生的主导地位。因此,在无机化学的教学中,需要逐步提高自学内容的比例,加大自学要求和难度,结合社会发展需要和科技发展水平,引导学生开展自主性学习,使学生由不想学、不会学”转变为我要学、我会学”,这对于培养学生终生的学习习惯、促进学生学习能力的发展,具有重要的意义;同时,也有利于教师建立先进的教学理念,钻研教学内容,探索教学模式,实现教与学的结合。无机化学教学的发展趋势应该是准确定位为导学式的无机化学”,即无机化学的学习必须在教师引导下,以学生为主体,培养学生自主学习的能力。

无机化学教学改革实施方案

无机化学教学改革实施方案是:理清知识体系,整合教学内容,压缩教学时数,实行模块化分层次推进教学,提高教学效率。无机化学教学的模块化分解和教学时数分配的框架(表略)。无机化学教学整合原则如下:(1)删掉部分内容(稀有气体、镧系、锕系、核化学、金属晶体和无机化学发展前沿),不再讲解,让学生自学。(2)压缩部分内容(溶液、热力学、动力学和晶体学),在后续课程中精讲。(3)合并部分内容(化学平衡、解离平衡和溶解平衡)。(4)补充部分内容(教学研究成果)。

无机化学教学改革方案的特色

(1)三学二素一论”的两部分六模块改革。两部分为理论部分(48学时)和元素部分(42学时)。六模块为三学二素一论”:三学”为微观学、热力学和动力学;二素”为主族元素和副族元素;一论”为元素通论。

(2)三位一体”的教学模式。微观学Ⅰ为无机化学一,热力学Ⅱ和动力学Ⅲ为无机化学二,元素部分为无机化学三,由3个主讲教师完成不同模块,学完就考,学分加和。

(3)根据学生学习认知过程”设计教学顺序如下:①由抽象到具体,先理论部分后元素部分;②由简单到复杂,微观学为原子—分子—离子”;③由理论到应用,热力学为热力学能—化学平衡和电化学—氧化还原反应”;④由主族到副族,先主族元素后副族元素;s区元素和ds区元素进行对比教学。

(4)利用规律性的教学研究成果”促进教学。六模块中有关规律的教学内容详见表1。在这部分教学中展示教师教学研究成果,既可以理清学生思路,解决疑点难点;又可以指导学生进行教学研究,以研助教,以教促研。

(5)明确重点。溶液的有关理论重点在分析化学课程中讲解,而在无机化学课程中只学简单应用;热力学和动力学的有关理论重点在物理化学课程中讲解,而在无机化学课程中只学简单应用。

无机化学教学改革方案的效果

对有机化学的理解范文篇3

[关键词]金属有机化学；课程建设；人才培养

金属有机化学课程是有机化学和无机化学交叠的一门分支课程，它是在无机化学和有机化学相互渗透的过程中发展起来的，主要涉及金属有机化合物的合成及其相关反应。纵观金属有机化学的发展充满了大量的意外发现。早在1827年，丹麦药剂师Zeise用乙醇和氯铂酸盐反应而首次合成了金属有机铂化合物。之后，科学家们通过不同的方法合成了大量的金属有机化合物，并研究其在催化，材料等领域的应用。随着研究的深入，已经有许多科学家涉猎这方面的研究，自1963年以来，已有20多位科学家获得了金属有机化学方面的诺贝尔化学奖。由此可见，金属有机化学具有重要的科学意义，并不断推动人类社会进步和科学发展。这也体现了在高等院校开设金属有机化学课程的重要性。因此本文将从开设金属有机化学课程的作用，教学目标与任务，教学方法与手段及师资队伍建设等方面探索和分析地方高等院校开设金属有机化学课程的意义。

1金属有机化学课程的作用

金属有机化学作为有机化学和无机化学的交叉学科和分支学科之一，通常是普通高校高年级本科生的选修课程以及无机专业和有机专业研究生的必修课程。该课程涉及的基本理论较深，特别是一些理论需要借助无机化学理论来理解，同时也要有机合成功底，因此这就需要学生要正确掌握无机化学和有机化学的基础理论知识;如有有机化学中的各种合成策略及无机化学中的各种配位场理论，晶体场理论及十八电子规则等。因此，通常高校在制定本科生人才培养方案时将会首先开设无机化学和有机化学课程，而金属有机化学作为选修课程供有兴趣的同学学习，本科生对金属有机化学课程学习的要求不高，只要能够掌握基本的金属有机化学理论和相关化合物的制备方法即可，这能为他们今后考研打下基础。而对培养研究生而言，特别是对于金属有机合成及金属催化专业研究生，这门课程的开设能够极大地增强该专业研究生的专业理论知识，有利于学生利用相关知识解决科学研究中的具体问题，从而进一步培养了学生的学习兴趣。

2金属有机化学课程的教学目标与任务

金属有机化学课程教学主要完成基本的理论讲解，如配位化学，金属配合物的相关性质等，以及不同的反应类型与机理，金属有机化学的物理测量方法及其在有机合成及生物方面的应用，向学生讲授完这些知识后，希望能够达到以下的教学目标及任务：(1)提高学生的思想道德品质，文化科学知识和身心素质；(2)使学生掌握基本的金属有机化学知识和培养学生运用该知识的能力，从而提高学生学习该门专业课程的学习兴趣；(3)使学生掌握金属有机化学的实验技术，如无水无氧操作技术等；(4)使学生了解金属有机化合物的形成方式，金属配体的配位类型及一般性质；(5)了解金属有机化合物的类型及所发生的反应；(6)掌握氧化加成与还原消除反应以及插入反应这些典型的反应类型；(7)掌握均相催化的机理，包括烯烃的异构化、加氢反应、氢甲酰化、偶联反应等反应类型；(8)熟练掌握金属有机化学的相关应用，如烯烃的复分解反应、碳氢键活化及金属有机功能材料等方面的应用。

3金属有机化学课程的教学方法

在讲述这门课程之前，必须首先选定好一本教材，目前关于这门课程的教材很多，最近出版的是宋礼成院士和王佰全教授编写[1]，这也是目前关于金属有机化学教材中最全面的教材。确定教材之后，形成各位教师独有的教学方法，需要老师们自己在教学过程中不断积累、创新和探索，在此，我通过浏览文献、并结合在学习金属有机化学过程中的心得以及地方高校的教学要求，对金属有机化学教学方法做如下总结：

一、以“激发兴趣”、“熟练掌握”、“形成系统”、“灵活运用”为目的的教学模式。以通俗易懂的教学案例激发学生的学习兴趣，比如学生通常喜欢老师给他们讲解关于某个反应类型的反应机理，开动学生的思维能力；以熟练掌握教材中的归纳性及总结性的反应类型、机理及相关应用。形成系统即在学习的过程中带领学生抓紧教材中的一条主线。；灵活运用即能够让学生利用所学到的相关理论解决金属有机化学问题。

二、强化和注重基础理论知识的讲解。作为交叉学科，金属有机化学涵盖无机化学及有机化学专业两方面的专业理论知识。使学生弄懂了基本理论，这样让学生在今后的学习过程中能够灵活地运用这些理论解决金属有机化学问题。从大的方面来讲，其基础知识分为两大类：金属有机化合物的合成及测量该类化合物在材料，催化剂高分子科学上的应用[2]。

三、注重基本问题及金属有机专业术语的讲述。在学习金属有机化学的过程中，往往我们会接触到很多新的问题及专业术语。基本问题主要涉及的是反应机理的讲述，如氧化加成与还原消除机理，亲电与亲核取代反应机理，插入反应机理及复分解反应机理等，这方面的教学，不能强迫学生去记忆，而是提醒学生今后碰到类似的反应能够抓住反应的本质。而对于金属有机专业术语主要可能涉及一些人名反应以及反应机理中描述的专业术语，有时描述金属配体多重键，如卡宾和卡拜等。四、借助现在教学技术为教学手段，启用网络教学模式[3]。在学习该课程的过程中，经常会接触到画图和反应图示以及反应机理的描述。这样可以提高教学效果。

4师资队伍建设方面

担任金属有机化学课程的教师可以是有机化学专业的老师，也可以是无机化学专业的老师，但必须在金属有机方面具有较扎实的理论基础，当然，教学经验是逐渐积累起来的。近年来，随着研究生招生人数的扩大，全国一流的高等学校为地方院校输送了大量金属有机化学专业方向的博士研究生，这样壮大了地方高校金属有机化学的教学队伍及科研队伍，为专业人才培养提供了有力保障。总之，地方高校开设金属有机化学这门专业课程，对高校提高人才培养质量，加强有机化学及无机化学两门专业课程的发展具有重要意义。今后，我们也将继续关注、重视和发展这门课程的硬件建设和师资队伍建设。

参考文献

[1]宋礼成，王佰全．金属有机化学原理及应用[M]．北京：高等教育出版社，2012．

[2]高伟，伍乔林，罗旭阳．《金属有机化学》教学中的几点体会[J]．高教学刊，2016，14：66-67