在座的同學們(men) ,有沒有選修或有打算要選修A Level化學的呢?如果有的話,不妨看看這篇文章,相信會(hui) 對你們(men) 的學習(xi) 有所幫助~
內(nei) 容介紹
在CAIE考試局中,化學一共分為(wei) 五張卷子,其中AS Level的卷子有三張,而A2 Level的有兩(liang) 張。這五張卷子的知識點是高度關(guan) 聯的,你在後兩(liang) 張卷子的學習(xi) 中,會(hui) 一直用到前三張卷子的知識點;換句話說,如果你想學好A Level化學這一科目,那麽(me) 基礎一定得打好!
看下圖,CAIE考試局官方發布的文件中提到,A2 Level的解題會(hui) 用到AS Level的知識。
同時,從(cong) 我親(qin) 身經曆所得來的經驗看:盡管AS和A2這兩(liang) 部分在算分係統中各占50%,但是由於(yu) 難度上的差別(A2的難度係數無疑是比AS高的),若想要披荊斬棘拿到化學的A*,往往意味著AS部分的掌握得達到爐火純青的地步才行。
因此,攻克這一部分的難點——有機化學(Organic Chemistry)就變得尤其重要了。
如何入門有機化學
有機化學,又稱為(wei) 碳化合物(carbon compounds)的化學,而它的難點則在於(yu) :這些化合物實在有太多花樣了!
由於(yu) 碳原子所形成的chains和rings可以與(yu) 其他元素,比如氫(hydrogen)、氧(oxygen)、氮(nitrogen),形成化學鍵,所以有機化合物的數量數不勝數並不是件稀奇事。
需要注意的是,不是所有碳化合物都是有機化合物的,也有例外的情況:帶有碳酸離子(carbonate ions)、碳酸氫離子(hydrogencarbonate ions)或碳氧化物(oxides of carbon)是屬於(yu) 無機化合物(inorganic compounds)的。
看到這裏的你,是不是在心裏哀嚎“有機化學看著就好複雜“了呢?不要擔心,讓我們(men) 來一步步揭開它的“神秘麵紗”~
Step 1:學會(hui) 表達有機分子
如果要用詳細程度來劃分,那麽(me) 有機分子的表達式足足有五種!
下麵的五種公式,詳細程度依次遞增:
?第一種是empirical formula。
它有著最少的細節,隻用寫(xie) 出不同種類的原子在一個(ge) 分子中所占比例即可。(劃重點:必須得是最簡!!)
?第二種是molecular formula。
相較於(yu) 第一種empirical formula隻用給出最簡原子比例,第二種要更加詳細一些,需要囊括不同原子的具體(ti) 數量,而非比例。
?第三種是structural formula。
顧名思義(yi) ,structural formula包括了分子構造;換句話說,每個(ge) 碳原子和哪些原子組成了化學鍵是需要去表達出來的,但是並不需要包含所有的化學鍵。
?第四種是displayed formula。
在詳細程度上無疑更進一步,需要去寫(xie) 出所有的化學鍵。但第四種和第五種最大的區別在於(yu) ,第四種是2D平麵版的,隻需要用“ball-and-stick”去表達就可以啦~正因為(wei) 這種特性,第四種的別名是skeletal formula,即骨架式,是不是非常貼切~
下圖就是一個(ge) 典型的骨架式:
?第五種是3D displayed formula。
它是三維立體(ti) 版的有機化合物表達式,即在2D displayed formula的基礎上,再加上了碳鏈(carbon chain)的‘zig-zag’。
以上五種表達式,是你用來敲開有機化學大門的“敲門磚”,萬(wan) 萬(wan) 不可輕忽!
Step 2:掌握官能團(functional group)
之前已經提起過,有機化合物的數量之繁多,令人頭痛,所以若不用科學方法把這些有機化合物們(men) 分類,那可就徹底搞不清楚誰是“張三”,誰又是“李四”了?
而分類的訣竅就在於(yu) ——官能團(functional group)!
官能團,即決(jue) 定有機化合物的原子或原子團。說得通俗易懂一些,官能團就像是身份證,顯示了有機化合物的“籍貫”。
Step 3:分清異構體(ti) (isomer)
異構體(ti) 分為(wei) 兩(liang) 種情況:
?1. 結構異構體(ti) (structural isomer)
特點為(wei) 有著相同的molecular formula,但是不同的structural formula。
再細分的話,有三類:
第一類是位置異構體(ti) (positional isomer),特征為(wei) 官能團連接著不同的碳原子。
第二類是官能團異構體(ti) (functional group isomer),這些異構體(ti) 往往有著一樣的分子式,但實際上的官能團卻是不一樣的。
第三類是鏈狀異構體(ti) (chain isomer),他們(men) 的不同點在於(yu) 碳鏈的不同連接方式。
?2. 立體(ti) 異構體(ti) (stereoisomer)
特點是有著一樣的原子通過化學鍵連接著彼此,但其實這些原子的空間布局是不一樣的。
再細分的話,有兩(liang) 類:
第一類是順反異構(cis-trans isomer),不同於(yu) C—C之間的單鍵,C=C之間的雙鍵是不能隨意旋轉的;換句話說,順反異構隻會(hui) 出現在有C=C雙鍵的時候。
第二類是光學異構(optical isomer),特點是擁有著手性中心(chiral centre),即一個(ge) 碳原子通過化學鍵連著四個(ge) 不同的原子或原子團。
尤其要注意的是,光學異構體(ti) 需要用3D displayed formula來表達,如下圖:
基本上掌握了以上三步,有機化學才可以說是正式入門啦~
有機化學的做題小貼士
和CAIE考試局的其他理科(比如物理或者數學)不太一樣的是,化學這門學科需要記住的知識點真的很繁雜,而有機化學更是其中翹楚——繁上加繁!
所以如果你是一位喜歡用刷題來提升熟練度的學生,那麽(me) 有機化學的套路會(hui) 大不相同:由於(yu) 所需知識點的數量較多,有機小白一頭衝(chong) 進題海的下場往往不會(hui) 太好看。這點是我自己的血淚教訓,在基礎知識沒掌握明白的情況下,就貿然開始做題,大概率會(hui) 一頭霧水,進而對自己產(chan) 生懷疑——我真的能學好有機化學嗎?自信心受到打擊的感覺是非常不好受的。
遇到這種情況還挺正常的,不要不自信,你隻是太著急了。請記住,“磨刀不誤砍柴工”,一定要在保證自己這一章內(nei) 容完全掌握時,再開始做題。
打個(ge) 比方,當提到這一章的任意一個(ge) 知識點時,你都能滔滔不絕,並舉(ju) 出適宜的例子,那麽(me) 就說明你對這一章的知識掌握程度比較高了。如果感覺自己思路很亂(luan) ,可以自己畫mindmap整理思緒,再對照課本增加細節,久而久之,一定“神功大成”。
做題當然也有技巧,要謹遵先大題(structured question),再選擇題(MCQ)的做題順序。
因為(wei) 大題有詳細的參考答案,可以讓你明白錯誤到底出在何處,也可以培養(yang) 做題的感覺,體(ti) 會(hui) 出卷官的思路;而後做選擇題是因為(wei) 它的答案隻有選項,有機小白很難搞懂這道題到底是為(wei) 什麽(me) 錯了,這樣學習(xi) 進度容易停滯不前,心態也會(hui) 受到影響。
最後,我也希望每一個(ge) 化學學子都能打敗那條名為(wei) “有機化學”的惡龍,拯救出心中的A*公主~
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