
背景:化竞省队,高考理综297(应该是物理扣的分),清华基科班,巴黎综合理工化学硕士
一,化学是什么?
个人认为对化学最好的概括就是:它是一门中心学科。
为什么叫做中心学科呢?
既不是“重点”,也不是“核心”,而是“中心”。
化学是联系基础理论与技术应用的纽带。
比较下高中的物理、生物和化学。
物理是有很多高度精炼的公式的。
比如牛顿运动公式、力学公式、能量公式、电磁场公式,等等。各个部分几乎都可以用一个或几个最基本的公式来表达,其他一切都是在这基础上的推论。
这就是严谨、精炼的高中物理。
至于化学,无机和有机都像是零散的知识集合,以及强行找出的关联和机理。分析化学像是数学计算,终于物理化学由于名字里的“物理”二字,沾到物理的光,严谨、公式化多了。
总之,和物理相比,化学就是文科。
但是,和生物相比,化学就像理科了。
化学好歹还是有公式的,好歹还是有理论的。
高中生物,除了感人的遗传定律,还有什么和数学有关的公式吗?
高中生物,除遗传部分外,几乎全部都是零散的知识概念、自然现象,归纳总结的规律非常牵强,数学化的公式几乎没有。
我们的化学,就是这么一门介于高度精炼与零散知识之间的学科。
和强势理科比,它是文科,和非典型文科比,它是理科。
学习中既需要文科的基础背诵,好在量不是很大;也需要理科的分析推断,但没那么死板(严谨)。
近年来,诺贝尔化学奖越来越多地被颁发给物理或生物领域,比如2008年的绿色荧光蛋白,2011年的准晶体,2018年酶的定向进化。
诺贝尔化学奖经常被戏称为"理综奖"。
好在高中阶段,化学还是化学,经典的化学。
二,如何学好高中化学?
这里是方法论部分。
分三步:记忆——总结——应用
(一)记忆
前面已经提到,化学有着大量需要记忆的零散知识。
任何学科,包括数学物理,记忆是逻辑的基础。
只有对基础概念了熟于心,才谈得上归纳总结和联想发散。
任何数学学霸,甭管是奥赛金牌还是高考满分大神,对1+1=2、九九乘法表、公示定理必定烂熟于心。
因此第一步,也是最基础、最重要的一步,就是记忆。
前20个元素、重要金属、重要过度元素的基本性质,元素周期表的主族部分、行列规律及特例,重要无机化学反应,基本有机官能团的性质,重要有机反应,等等,都要像九九乘法表那样熟悉。
记忆并不是死记硬背,化学有自己的内在逻辑,有经验规律的总结提炼。
比如,化学元素。
首先牢记原子结构。
从结构出发,掌握他们的性质。
从性质出发,掌握他们形成的化合物和参与的反应。
再结合周期表,对规律进行归纳和总结。
将同族/同行的元素,在同一化合物内替换,在同一反应内替换,看他们的区别、共性、变化规律。
再比如,有机官能团。
烷烯炔芳香,醇醛酮羧,杂环
还是从结构出发,电子层结构,碳氢氧的相互作用,掌握官能团的基本性质。
然后从结构出发,掌握基础反应类型(加成、消除、替代,等等)
再从基础反应类型,来掌握官能团之间的异同、相互影响、电负性、空间效应等等。
所有的记忆,都是有逻辑基础的。
就像是拼图的每一块,单独零散来看,都难记的要死,但是把相邻的几块放在一起,规律非常明显,从一个点可以很容易推导发散出一片。
(二)总结
在记忆部分,已经稍微讲到总结了。
化学最重要的就是总结,零散的知识只有总结出规律,把它系统化,才能有效地应用(应试)。
总结分两步。
一是学习官方正统的总结。
就是科学家前辈们帮我们提炼出来的,比如门捷列夫的元素周期律,勒夏特列定理,亲核/亲电加成、取代反应,等等。
这些经典的理论,对高中化学的知识是非常适用的,例外很少。即便有例外,也都能给出令人信服的理由。
在总结的时候,就要像玩拼图一样,把记忆的知识,一块一块拼到对应的方格里,仔细研究相邻的积木(元素、官能团、反应)之间的区别与联系。
任何一块拼图,都要找到与其他拼图之间的联系和区别,要对每个部分都形成一张网,囊括进所有的知识点。
二是总结自己的知识脉络。
在对经典理论掌握足够熟练的基础上,可以着手总结一些自己的知识脉络了。
可以参考课本中固有的,甚至可以是一样的,但务必要自己动手。
包括在做题中发现的新知识点,也都要填充到自己的脉络里,涉及到什么概念、什么规律、什么物质、什么反应,等等。
最后的目标,是要形成一张无所不包的网络,把高中所有的知识点和题目都能落到里面去。
不用非常细节,但要做到面上无所不包。
(三)应用(应试、解题)
解题的目的,在于通过解题深化对知识的理解。
在做每道题目时,都要思考以下几个问题:
1.这道题目考察什么知识点?
2.解这道题目用到哪些规律经验?
3.除了这道题问的问题,我还能从题目中得出(计算、推理、猜测)哪些数据/信息?
如果每看到题目,都能迅速反应出上面3个问题的回答,那么基本上是学到家了。
(四)拔高
不少同学会觉得,我高中课本都读透了,题目也要刷完了,分数也很高,可总就是没有100%的把握,该怎么办呢?
这里有个额外的技巧,用于从90%进步到100%的,但是需要一定的时间,酌情参考采用。
就是:提前自学大学教材。
有两本大学化学基础教材,是对高中化学非常适当的深入和拓展,分别是:
武大吉大的《无机化学》和邢其毅的《基础有机化学》(我真的没收过广告费)
这两本是国内高校化学专业主流使用的基础教材。
《无机化学》中的元素化学、原子结构、动力学热力学部分,以及《基础有机化学》中前面分类讲有机化合物的部分,都非常实用。
由于化学还是以知识(化学物质、反应)为基础,再有的理论,因此,扎实学完高中化学的前提下,这两本教材读起来是几乎没什么阻力的。
如果时间足够,认真过一遍相关章节,再多翻翻,就会对高中知识有更加深刻的理解和更广的知识。
在遇到考察推断新元素、物质、反应的题目时,甚至会有很大几率遇到在大学课本中看到的知识。
届时直接把知道的答案填进去即可,推理过程可以反过来用于验证。
三、有关块面
兴趣使然的高中讲义还没开始更化学部分,只能先简单讲讲方法学。
不想啰嗦太多废话,废话看完就忘了,只讲核心思想。
主要分为离子反应、氧化还原反应和有机反应3种类型。
这个最简单
离子反应的本质就是化学平衡,进行的比较彻底的反应都是因为产生了不可逆的东西,脱离了溶液体系。
离子反应的关键就是搞清楚这个反应究竟会产生什么不可逆的东西,驱使他不断地进行。
沉淀:
气体:
水:
很稳定的配合物:(暂时没想起来)
氧化还原反应: (虽然S单质沉淀了,但主要是因为氧化还原反应)
以及一些比水更稳定的弱酸弱碱强烈水解
还有一类是处于动态平衡的,主要见于多酸、多碱,以计算题为主,就不多讲了。
涉及到各种不同元素的氧化还原反应最为复杂!
最重要的是要先学好各个元素的性质,结合元素的性质学反应。
至少前20个元素,全部主族元素,常见的过渡金属的结构、性质、经典化合物、经典反应都要牢记,以及它们在周期表中横向、纵向的变化规律。
一定要从结构推导出性质,从性质推导出经典化合物和反应!!!
每步都是用逻辑依次递进的,是用脑子和逻辑!不是死记硬背!
唯一要死记硬背的是元素的结构(原子核、电子层),但是结合元素周期律其实也不用背
其实到头来唯一要背的就是元素周期表(各元素的位置)
学习思路是:位置→结构→性质→经典化合物和反应
重点,要用脑子和逻辑!!!
把元素性质掌握透了,绝大多数反应很容易就能写出来,自己都可以编反应、猜反应。
只剩下非常少量的需要转么记忆,比如经典的38324和14122。
对了,还有催化剂也要专门记下,不过也很少。
打比方的话,我喜欢打dota,其实英雄联盟、王者荣耀也差不多,或者足球篮球、明星八卦也是这个原理
要打好游戏,首先要非常熟悉每个英雄,熟悉他们的生命值、魔法值、移动速度、成长属性、任务模型、魔法技能、经典装备、经典连招、小套路配合、团队定位。是每个!
然后在实战中多用用,多打打排位,多放技、者吃技能、躲技能,多开开黑事实小套路小配合,玩玩OMG模式增进了解。
然后对这个游戏就把握地差不多了,很多连招、配合、战术都不需要死记硬背就能了熟于心,对细节也是过目不忘。
用足球篮球打比方就是熟悉球星的身体数据、技术特长、团队定位、历史成绩,然后瞎分析哪个队对上哪个队该怎么打,自己YY个全明星阵容。
明星也是一样,熟悉明星,自己组CP。
有时间和心情的话,推荐这本大部分大学化学专业都用的教材,可以当做百科全书看看里面的元素部分,反正化学大量死记硬背,不需要什么基础,就当科普知识也能看懂。
共有上下两册,只买有元素化学的那本就够了。
有机反应比氧化还原反应简单些,主要的内容比较少,但是也非常乱
先讲个小窍门,再细说怎么学:
小窍门:
所有高中涉及到的有机反应除了4+2成环,其他的全部反应原理只有两个:
一是正电中心加上负电中心(或者正电中心挤走另一个正电中心、负电中心挤走另一个负电中心)
二是空间位阻效应,就是两个太大的不能挤一起
熟悉每个官能团的结构、性质、典型反应,然后反应类型自然就很熟悉了
一定要从官能团的结构(电子结构,比如轨道杂化理论)开始,从结构推导出性质,从性质推导出典型反应,每一步都是有逻辑推理的,一定要有逻辑,要用脑子推,不要死记硬背!
这和氧化还原反应的方法是一样的
如果有时间和精力的话,非常推荐这本大部分大学化学专业都用的教材,讲得非常细致透彻,如果高中课本基本懂了,看起来毫不费力,主要是看官能团的结构、性质、经典反应(就是上面说的),只买上册看和高中对应的章节即可(对应的非常完美)
如果看不懂就算了,先好好看高中课本。
其次,要多总结
有机反应其实挺杂乱,机理也比较牵强,并且不想数学1+1=2、1+2=3那么分明的,有时候会模棱两可
所以需要多自己总结,哪些是好的离去集团,哪些是经典的亲电/亲核基团,之类的
接下来是空间位阻,这个原理很简单,就像搭积木,两个太大的积木挤不下,只能错来或者拧开来,主要要对原子的大小、基团的大小、正负离子的大小有熟悉且感情的把握
中间体也是个很重要的因素,可以把中间体当作一个专门的分子去学。还有催化剂的催化机理在有机中也是重要的。
更高阶点的就是整体拉拽电子的效应,主要见于大π键、共轭系统,其实sp3杂化里也有,把整个分子看成一个整体,就像火影里人体内的查克拉流动一样。很难的个别题目会涉及到。
方法暂时就这些吧
等我更新完化学的讲义再讲具体内容
