ALevel有機化學怎麽學？ALevel有機化學反應機製是什麽？

Hello，學弟學妹們(men) 大家好～我是在CAIE考試局拿過四門A*的維希。繼上次那篇有機化學入門指南後，我們(men) 終於(yu) 又迎來了有機化學係列的第二篇文章啦！選修了化學作為(wei) A Level科目之一的同學們(men) ，千萬(wan) 不要錯過，下麵的內(nei) 容應該會(hui) 對你有所幫助～

內(nei) 容介紹

相信同學們(men) 都知道，在化學的五張卷子裏，有機化學（organic chemistry）一直以來都是焦點和難點。盡管通過上篇文章的閱讀，我們(men) 已經掌握了有機分子如何表達、什麽(me) 是官能團（functional group）以及各種各樣的異構體(ti) （isomer）應當如何辨別，但其實這些知識點加在一起，也隻能算是在學習(xi) 有機化學的漫漫長路上踏出了第一步罷了。

而在這一篇的文章裏，我們(men) 會(hui) 談到兩(liang) 種不同的反應機製（reaction mechanism），以及四類不同的有機反應（organic reaction），揭下它們(men) 的神秘麵紗。敲黑板，這二者可都是考試的重點哈～相信熟練掌握他們(men) ，將為(wei) 你未來在考試中拿下化學高分打下堅實的基礎。

反應機製是什麽(me) ？

化學家們(men) 喜歡把有機反應總結為(wei) 一係列的步驟，並稱其為(wei) “反應機製”。

就像所有的化學反應那樣，有機化合物的化學反應包含的無非是化學鍵（chemical bonds）的成鍵和斷鍵。

一般來說，共價(jia) 鍵的斷鍵有兩(liang) 種方式：

第一種：均裂（homolytic fission）

它分為(wei) 三個(ge) 步驟：

?Step1: Initiation Step

在homolytic fission的step1裏，往往在能量的輸入下，共價(jia) 鍵斷裂後，會(hui) 形成一種叫做遊離基（free radicals）的東(dong) 西。就比如說，氯化氫分子的均裂會(hui) 產(chan) 生H。和Cl。這兩(liang) 個(ge) 遊離基。通過我附的這一幅圖，可以看出遊離基都帶有不成對電子（unpaired electron，一般寫(xie) 的時候用點來表示）。

?Step2: Propagation Step

由於(yu) 在Initiation Step裏形成的free radicals非常的易反應（reactive）。這些遊離基會(hui) 去攻擊反應物分子們(men) （reactant molecules），從(cong) 而形成更多的遊離基。

這個(ge) “套娃”行為(wei) 所造成的連鎖反應（chain reaction）得等到所有遊離基都和彼此進行反應後，才會(hui) 停下。

?Step3: Termination Step

作為(wei) 整個(ge) 反應機製的最後一步，Termination Step就是兩(liang) 個(ge) 遊離基相遇，並且組成了最終反應產(chan) 物的分子。

第二種：異裂（heterolytic fission）

和均裂相比，異裂的不同之處在於(yu) ：其共價(jia) 鍵的斷鍵是不均勻的。更具體(ti) 一點來說的話，就是在異裂的過程中，更加電負性（electronegative）的那個(ge) 原子可以把共價(jia) 鍵裏的兩(liang) 個(ge) 電子全都帶走。

為(wei) 了方便這二者之間的對比，我們(men) 還是用氯化氫來舉(ju) 例子。如下圖所示，可以非常明顯地看出，由於(yu) 氯原子比氫原子更加具有電負性，氯原子成為(wei) 了“贏家”，帶走了兩(liang) 個(ge) 電子，而作為(wei) “輸家”的氫原子一個(ge) 電子都不剩了！

尤其值得注意的一點是，在寫(xie) 異裂的化學式時的表達方法頗為(wei) 奇妙～通常來說，我們(men) 會(hui) 用一個(ge) 彎曲的箭頭來表明這對電子移動的方向。如下圖所示，這對電子的移動方向是朝著更具有電負性的氯原子的。

有機反應有哪幾種類型？

類型一：加成反應（Addition reaction）

加成反應可以說是有機反應中最基礎的反應啦～往往是兩(liang) 個(ge) 或以上的反應物分子一起組成一個(ge) 單獨的反應產(chan) 物：

reactant A+reactant B→Product C

類型二：消除反應（Elimination reaction） 

消除反應有點兒(er) 加成反應的“反向操作”那意思了，是從(cong) 一個(ge) 相對來說較大的反應物中移走一個(ge) 小分子所導致的。它的標準式是：

reactant A→product B+product C

為(wei) 了更加形象，我舉(ju) 個(ge) 例子吧～

通過濃硫酸來讓酒精脫水就是典型的消除反應：

類型三：取代反應（Substitution reaction）

取代反應，顧名思義(yi) 就是指：一個(ge) 原子或原子團，被另一個(ge) 原子所取代。

舉(ju) 個(ge) 例子，下圖所示的化學式中，CH₄中的一個(ge) 氫原子就被氯原子取代了。

類型四：氧化反應（Oxidation reaction）和還原反應（Reduction reaction）

首先要弄明白的是，氧化和還原這二者的區別：失去電子為(wei) 氧化反應，得到電子為(wei) 還原反應。

當然，在有機反應中，辨別一個(ge) 化學式是氧化反應或還原反應更加容易——隻要觀察反應前後氧原子和氫原子的數量就可以啦！

簡而言之，得到氧原子或失去氫原子，屬於(yu) 氧化反應：失去氧原子或得到氫原子，屬於(yu) 還原反應。

是不是還有些迷糊呢？

沒事，我來舉(ju) 個(ge) 例子，就比如說乙醇（ethanol）氧化成乙醛（ethanal）的過程：

C₂H₅OH+[O]→ CH₃CHO+H₂O

注意，化學式中的[O]表示的是氧化劑中的氧原子。

仔細觀察這個(ge) 式子，可以看到：在反應前，乙醇有一個(ge) 氧原子和六個(ge) 氫原子；在反應後，乙醛有一個(ge) 氧原子和四個(ge) 氫原子。換句話說，乙醇在這個(ge) 反應裏失去了兩(liang) 個(ge) 氫原子，答案於(yu) 是昭然若揭——這是個(ge) 氧化反應。

再舉(ju) 個(ge) 例子，是關(guan) 於(yu) 酮（ketone）的還原反應：

CH₃COCH₃+2[H]→ CH₃CH(OH)CH₃

注意，化學式中的[H]指的是還原劑中的氫原子。

這次就可以清楚地看出，酮的氫原子數量增加了兩(liang) 個(ge) ，所以才會(hui) 說這個(ge) 化學式是還原反應。

有機反應的學習(xi) 小貼士

就從(cong) 我親(qin) 身體(ti) 驗出發，我認為(wei) 其實有機反應的掌握重點在於(yu) 細心和耐心：因為(wei) 化學式反應前後各種原子的配平需要細心，而記下各種反應機製和反應類型無疑是一件考驗耐心的事了。在這兒(er) 給大家劃個(ge) 重點：一定要在確保自己熟練掌握書(shu) 上知識點的情況下，再開始做題！否則不僅(jin) 痛苦，還很難得到進步。

在做題初期，大家可能會(hui) 感到有些艱難，這個(ge) 時候有一個(ge) 小貼士：在讀題時，把題目中提到的有機化合物的化學式寫(xie) 在旁邊，會(hui) 有助於(yu) 思路的整理；在做題時，可以刻意關(guan) 注是否配平的問題，以免“陰溝裏翻船”；做完題後，一定要學會(hui) “複盤”，總結錯題經驗，比如這道錯題是因為(wei) 漏了哪個(ge) 知識點，要多背幾次，下次做題前先去看看錯題總結，這樣才能保證自己的成績是越刷越高的。