איך לעבור כימיה אורגנית?
כדי לעבור כימיה אורגנית, התמקדו בהבנת העקרונות הבסיסיים שמאחורי התגובות הנפוצות ביותר, מכיוון שרוב התגובות עוקבות אחר דפוסים מעטים בלבד. בנוסף, בדוק אם תוכל להשיג ערכת מודלים מולקולרית, או למצוא תוכנית דוגמנות מקוונת למולקולות, ואז השתמש בה כדי לעזור לך לדמיין ולפתור בעיות. כדאי לשקול גם להקים קבוצת לימוד עם חברים לכיתה, שיכולים לעזור לענות על שאלותיך ולעזור לך לגבש את הידע שלך כשאתה עונה לשאלותיהם. לקבלת טיפים כיצד לעקוב אחר זרם האלקטרונים כדי להבין מה קורה בתגובה כימית, המשך לקרוא!
ברמתם הבסיסית ביותר, מרבית התגובות הכימיות האורגניות כוללות רק שתיים או יותר מולקולות המחליפות אלקטרונים.
לכימיה אורגנית מוניטין מגעיל - לא נדיר שהתלמידים שומעים סיפורי אימה על הקושי בכיתה לפני שיש להם הזדמנות לקחת זאת בעצמם. השיעור אמנם יכול להיות מאתגר, אבל "O Chem" הוא לא הסיוט שהוא לעתים קרובות מפוצץ בו. יש פחות מידע לשנן אבל יותר תהליכים להבין, כך שהבנת היסודות ומשטר לימודים טוב הם המפתח להשגת ציון עובר.
חלק 1 מתוך 3: ידע בסיסי בכימיקלים O
- 1למד את ההגדרה של "כימיה אורגנית. " באופן כללי, כימיה אורגנית היא מחקר של תרכובות כימיות על בסיס פחמן. פחמן הוא היסוד השישי בטבלה המחזורית ואחד מאבני הבניין החיוניות ביותר לחיים עלי אדמות. יצורים חיים מורכבים ממולקולות העשויות בעיקר מפחמן. משמעות הדבר היא כי O כימיה כוללת את הכימיה המתנהלת בגופך מדי יום. זה כולל גם כימיה המתרחשת בתוך בעלי חיים, צמחים ומערכות אקולוגיות טבעיות.
- עם זאת, כימיה אורגנית אינה מוגבלת ליצורים חיים. לדוגמא, התגובות הכימיות הכרוכות בשריפת דלקים מאובנים נופלות מתחת למטריית O chem כיוון שתגובות אלה כוללות תרכובות על בסיס פחמן בדלקים.
- 2למד את הדרכים הנפוצות לייצוג מולקולות. O chem הוא תחום לימוד "חזותי" יותר מכימיה כללית. אתה תסתמך על ציורים של מולקולות ותרכובות בתדירות גבוהה יותר מאשר בשיעורי כימיה קודמים. הידיעה כיצד לפרש סוגים אלה של ייצוגים חזותיים היא אחת מהמיומנויות הבסיסיות והחשובות ביותר ב- Ochem.
- יהיה עליך להכיר את מבני לואיס לפני שתתחיל. אלה נלמדים בדרך כלל במסגרת קורס כימיה כללי. במבנה לואיס, אטומים במולקולה מיוצגים על ידי הסמל הכימי שלהם (האותיות שלהם בטבלה המחזורית). קווים מייצגים את הקשרים ביניהם והנקודות מייצגות את אלקטרוני הערכיות שלהם. עיין במאמר המבנה של לואיס לרענון.
- אחת הדרכים לשרטט מולקולות שכנראה יהיו חדשות עבורך היא שיטת נוסחת השלד. בנוסחת שלד (המכונה גם "מבנה קו קשר"), אטומי פחמן אינם מוצגים. במקום זאת, יש רק קו לייצג את הקשר. מכיוון שיש ב- O chem כל כך הרבה אטומי פחמן, זה הופך את זה למהיר הרבה יותר לצייר מולקולות. אטומים שאינם פחמנים עדיין מיוצגים על ידי הסמלים הכימיים שלהם. מדריך טוב לתצורות שלד זמין כאן.
- 3למד כיצד לייצג אג"ח. קשרים קוולנטיים הם ללא ספק הסוג הנפוץ ביותר של קשרים איתם תעסוק ב- O chem (אם כי ידע על קשרים יוניים וכו 'עדיין חשוב). בקשר קוולנטי, שני אטומים חולקים אלקטרונים לא מזוודים כדי ליצור קשר. אם קיימים אלקטרונים נוספים שלא מזווגים, אטומים קשורים כפול או משולש.
- בשני מבני לואיס ובנוסחאות השלד, קשרים בודדים מיוצגים על ידי קו אחד, קווים כפולים על ידי קו כפול, וקשרים משולשים על ידי קו משולש.
- בנוסחאות השלד, הקשרים בין אטומי הפחמן (C) למימן (H) אינם נמשכים בדרך כלל מכיוון שהם נפוצים כל כך.
- למעט בנסיבות מיוחדות, לאטומים מותר לרוב להחזיק שמונה אלקטרונים עם ערך (מעטפת חיצונית). המשמעות היא שלרוב האטום יכול להיקשר למקסימום ארבעה אטומים אחרים.
- 4למדו את היסודות של מבנה מולקולרי תלת-ממדי. כימיה אורגנית מחייבת את התלמידים לחשוב על מולקולות כימיות כמו שהם באמת קיימים בחיים האמיתיים - לא רק על הדרך שבה הם נמשכים. מולקולות לובשות צורה של מבנים תלת מימדיים. אופי הקשרים במולקולה הוא הדבר החשוב ביותר לקביעת צורת התלת מימד של מולקולה, אם כי לעיתים גורמים אחרים יכולים גם הם למלא תפקיד. להלן כמה דברים שכדאי לזכור כשמדובר בצורות של מולקולות מבוססות פחמן:
- פחמן הקשורה לארבעה אטומים אחרים עם קשרים בודדים תהיה בצורת טטרהדרון (פירמידה בעלת ארבע מחודדים). דוגמה טובה לכך היא מולקולת המתאן (CH 4)
- לפחמן הנקשר לאטום אחר עם קשר כפול ושני אטומים עם קשרים בודדים יש צורה מישורית טריגונאלית (משולש שטוח). היון CO 3 -2 הוא דוגמה טובה כאן.
- לפחמן הקשור לשני אטומים עם קשרים כפולים או לקשור לאלבום אחד עם קשר משולש יש צורה ליניארית (קו נוקשה). המולקולה של פחמן דו חמצני (CO 2) היא דוגמה אחת.
- 5למדו לפענח הכלאה מסלולית. לנושא זה יש שם מאיים, אבל זה לא כל כך קשה להבנה. בעיקרו של דבר, אורביטלים היברידיים הם רק דרכים בהן כימאים מייצגים אלקטרונים ערכיים של אטום בהתבסס על אופן הפעולה של אותו אטום (אלא איך הוא נמשך). אם לאטום יש מספר מסוים של אלקטרונים לא מזוודים הזמינים לקשירה, אך נוטים ליצור מספר שונה של קשרים, נאמר שיש לו "אורביטלים היברידיים" כדי לפצות על ההבדל.
- פחמן הוא דוגמה מושלמת לכך. לאטומי פחמן ארבעה אלקטרוני ערכיות: שניים במסלול השניים ושני לא מזוודים במסלול 2p. מכיוון שיש שני אלקטרונים לא מזווגים, ניתן לצפות שפחמן ייצור שני קשרים. עם זאת, ניסויים מראים כי האלקטרונים המזווגים במסלול השניים יוצרים קשרים למרות שהם אינם מזווגים. לפיכך, אנו אומרים כי אטום הפחמן כולל ארבעה אלקטרונים לא מזוודים במסלול היברידי sp.
- 6למדו את יסודות האלקטרגנגטיביות. ישנם גורמים רבים רבים שיכולים לקבוע כיצד שתי מולקולות מגיבות זו עם זו ב- O chem. עם זאת, לעתים קרובות אלקטרגטיביות היא אחד הגורמים החשובים ביותר. אלקטרגטיביות היא דרך למדוד עד כמה אטום נתון מחזיק את האלקטרונים שלו "בחוזקה". אטומים עם אלקטרונגטיביות גבוהה נוטים להחזיק את האלקטרונים שלהם בחוזקה (ולהיפך לאטומים עם אלקטרונגטיביות נמוכה). למידע מפורט עיין במאמר האלקטרוני- שלילי שלנו.
- כשאתה עולה ימינה בטבלה המחזורית, אטומים צוברים יותר אלקטרונטיביות (מימן והליום אינם כלולים). פלואור, האטום בפינה הימנית העליונה העליונה, כולל את האלקטרוני- שלילי הגבוה מכולם.
- מכיוון שאטומים אלקטרוניים שליליים "רוצים" יותר אלקטרונים, הם נוטים להגיב על ידי "תופס" אלקטרונים זמינים על מולקולות אחרות. לדוגמא, אטומים כמו כלור ופלואור נראים לעיתים קרובות כיונים שליליים מכיוון שהם לקחו אלקטרונים מאטומים אחרים.
כיצד אוכל ללמוד כימיה אורגנית?
חלק 2 מתוך 3: טיפים ללימוד
- 1אל תיבהל. כימיה אורגנית מציגה הרבה מושגים חדשים ומאלצת אותך לחשוב על בעיות כימיה בדרכים חדשות. יהיה עליך ללמוד כימיה חדשה לגמרי "אוצר מילים". תירגע - כולם בכיתה שלך עומדים בפני אותם אתגרים. למדו בחריצות וקבלו את העזרה לה אתם זקוקים וסביר להניח שתהיה בסדר.
- אל תתנו לסיפורי אימה של אנשים שלקחו את O chem בעבר להגיע אליכם. התלמידים נוטים לייפות עד כמה חוויותיהם היו קשות. כניסה למבחן הראשון שלך מבועתת מכך שאתה עומד בפני אתגר בלתי אפשרי רק יקשה על הדברים. במקום זאת, הגבירו את הביטחון העצמי שלכם על ידי השקעת זמן רב בלימודים והרבה מנוחה בלילה הקודם.
- 2התמקדו בהבנה ולא בשינון. סביר להניח שתראה מאות תגובות שונות בשיעור O chem. זה כמעט בלתי אפשרי לשנן את כולם, אז אל תבזבזי את הזמן בשינון כלשהו מלבד החשוב ביותר. במקום זאת, התמקדו בעקרונות היסוד העומדים מאחורי התגובות הנפוצות ביותר. רוב התגובות עוקבות אחר דפוסים מעטים בלבד, כך שהבנת דפוסים אלה היטב וידע כיצד ליישם אותם היא דרך יעילה הרבה יותר להשיג בעיות נכונות.
- עם זאת, אם אתה טוב בשינון, אתה עדיין יכול להשתמש בזה לטובתך. נסה לכתוב מנגנוני תגובה בסיסיים על כרטיסי פלאש והשתמש בהם כדי לשנן את התגובות. עדיין תצטרך להיות מסוגל להתאים את הידע שלך כאשר אתה רואה תגובות שאינך מכיר, אך אתה יכול להשתמש בעקרונות הבסיסיים כדי להנחות אותך לעבר המנגנון הנכון.
- 3דע את הקבוצות הפונקציונליות שלך. כימיה O בסיסית משתמשת באותה קבוצה של מבנים תגוביים כמעט בכל המולקולות שלה. מבנים אלה מכונים "קבוצות פונקציונליות". לדעת כיצד לזהות קבוצות פונקציונליות אלה, כמו גם כיצד הן נוטות להגיב לכך מכריע עבור מטלות O כימיות רבות. מכיוון שקבוצות פונקציונליות מגיבות בדרך כלל באותה צורה בעקביות, הכרת תכונותיהן מאפשרת לך לפתור מגוון רחב של בעיות.
- יש יותר מדי קבוצות פונקציונליות בכימיה אורגנית כדי לרשום במאמר זה. עם זאת, לא קשה למצוא מדריכים לקבוצות הפונקציונליות באופן מקוון. לדוגמה, מדריך טוב מאוניברסיטת פרדו זמין כאן.
- 4למדו את המושגים של נוקלאופיל ואלקטרופיל. רוב התגובות האורגניות מתחלקות לשלושה סוגים: נוקלאופיל / אלקטרופיל, pericyclic, ואת קיצוניים, ועל ידי רחוק הנפוץ ביותר הם תגובות נוקלאופיל / אלקטרופיל
- נוקלאופיל: מין שיש לו אלקטרונים נוספים לחלוק. חפשו מינים טעונים שלילית, קשרים כפולים או מינים ניטרליים עם זוגות בודדים. דוגמאות כוללות מינים כמו הידרוקסיד, פירידין, יודיד, אלקנים, אנולטים, ריאגנטים גריניארד.
- אלקטרופיל: מין המחפש זוג אלקטרונים. חפשו מינים חלקיים או טעונים באופן חיובי לחלוטין. דוגמאות כוללות פחמימות, הלואלקנים ופחמנים.
- 5במקרה של ספק, עקוב אחר זרם האלקטרונים. ברמתם הבסיסית ביותר, מרבית התגובות הכימיות האורגניות כוללות רק שתיים או יותר מולקולות המחליפות אלקטרונים. אם אינך מצליח להבין כיצד להתחיל במנגנון תגובה, התחל בחיפוש אחר מקומות בהם הגיוני להעברת אלקטרונים. במילים אחרות, חפשו אטומים שנראים כמו מקבלי אלקטרונים טובים במיוחד ואטומים שנראים כמו תורמי אלקטרונים טובים במיוחד. בצע את ההעברה ואז שאל, "מה אני צריך לעשות עכשיו כדי להביא למולקולות החדשות שלי למצב יציב?"
- כדוגמה אחת, מכיוון שחמצן (O) הוא יותר אלקטרוני שלילי מפחמן, ה- O שמקושר כפול ל- C בקבוצת קטון נוטה להחזיק את האלקטרונים בקשר קרוב יותר לעצמו. זה מעניק ל- C מטען חיובי חלקית והופך אותו למועמד טוב לקבל אלקטרונים. אם יש לך תורם אלקטרונים טוב המעורב בתגובה, הגיוני שהוא עלול לתקוף את ה- C, ליצור קשר חדש ולהתחיל את תגובתך.
- 6השתמש בקבוצות לימוד לשיעורי בית ומבחנים. לעולם אל תרגיש כאילו אתה צריך להתמודד בכימיה אורגנית בעצמך. התכנסות לעבודה עם חבריכם לסטודנטים היא רעיון נפלא. לא רק שאחרים יכולים לעזור לך במושגים שאתה נאבק איתם - אתה יכול גם לקבל מושג חזק יותר על חומר שאתה כבר מכיר על ידי הסברתו למישהו אחר.
כימיה אורגנית מציגה הרבה מושגים חדשים ומאלצת אותך לחשוב על בעיות כימיה בדרכים חדשות.
חלק 3 מתוך 3: קבלת עזרה
- 1הכירו את הפרופסור שלכם. האדם עם הידע הטוב ביותר ב- O chem בכיתה שלך הוא האדם שמלמד את הכיתה. נצל את המשאב היקר הזה. בקר במשרד המורה שלך כדי לדון בתחומים שאתה מתקשה בהם. נסה לקבל כמה שאלות ברורות ותמציתיות לשאול או בעיה או שתיים שאתה מתקשה בהן. היו מוכנים להסביר את תהליך החשיבה שהביא אתכם לתשובה שגויה.
- הימנע מלהיכנס למשרדו של הפרופסור שלך ללא מושג ברור מה אתה רוצה. פשוט אומר "אני לא מקבל את שיעורי הבית" לא יעזור לך עזרה מועילה.
- לא זו בלבד שזו דרך נהדרת להשיב על שאלותיך - היא גם יכולה לעזור לך להכיר את הפרופסור שלך. זכור כי אם אתה מכוון לבית ספר כיתה, תזדקק לכמה אזכורים אקדמיים בעתיד. פרופסורים נוטים יותר לכתוב חיובי על אנשים שלקחו את הזמן לדבר איתם.
- אם אינך מצליח להשיג את הפרופסור שלך, חפש סביב מעבדת המחקר שלהם ומשרד הסטודנטים. מרבית הפרופסורים מעסיקים כמה סטודנטים לתארים מתקדמים במעבדותיהם, והם עשויים להיות מוכנים לעזור לך בשאלות.
- 2השתמש בכלים כדי לעזור להמחיש בעיות. ב- O chem, צורות המולקולות יכולות לקבוע כיצד הן מגיבות. מכיוון שזה יכול להיות קשה לייצג מולקולות תלת מימד מורכבות על פיסת נייר שטוחה, שימוש באבני בניין פיזיות הוא דרך נהדרת לעטוף את הראש סביב מבנים קשים.
- ערכות מודלים מולקולריות מאפשרות לך לבנות מולקולות מחתיכות פלסטיק. אלה יכולים להיות יקרים במקצת אם אתה קונה אותם מחנות הספרים של בית הספר שלך או מספק כימיקלים, אך כמה פרופסורים ישאלו אותם לתלמידים המבקשים אותם ללא עלות.
- אם אינך מצליח לשים את ידך על סט דגמים "אמיתי", נסה להשתמש בכדורי קצף, טושים ודיבלים מעץ מחנות היצירה המקומית שלך כחלופה DIY.
- תוכנות מחשב שונות (כמו זו הקיימת כאן) יכולות גם לעזור לכם לדגם מולקולות בתלת מימד.
- 3הצטרף לדיון בפורומי עזרה. אחד מכיסויי הכסף ברמת הקושי הגבוהה של O כימיה הוא שיש הרבה סטודנטים שמחפשים עזרה ברשת (כמו גם מציעים אותה). בפורומי כימיה מקוונים שונים יש קהילות גדולות של משתמשים שמוכנים לדון בנושאים אורגניים קשים. נסה לפרסם בעיה שאתה נתקל בבעיה באחד מהפורומים האלה, ואז עבוד עם האנשים שמגיבים כדי לקבל את העזרה שאתה צריך.
- למרות שיש פורומים רבים לבעיות מסוג זה, chemicalforums.com הוא מקום טוב להתחיל בו.
- 4השתמש במקורות O כימיים מקוונים. מגוון רחב של אתרים יכולים לעזור לנושאים קשים של O chem. להלן רק כמה משאבים טובים:
- האקדמיה לחאן: מארחת מספר רב של הרצאות וידיאו העוסקות במגוון נושאים בסיסיים.
- עוזר כימי: בעל קישורים למבחני תרגול, פורומי עזרה, מנגנוני תגובה ועוד. כולל גם עזרה במעבדה.
- אוניברסיטת דרום קרוליינה אייקן: כוללת מדריך משלה של אתרים מועילים המכסים מגוון נושאי Ochem.
כדי לעבור כימיה אורגנית, התמקדו בהבנת העקרונות הבסיסיים שמאחורי התגובות הנפוצות ביותר, מכיוון שרוב התגובות עוקבות אחר דפוסים מעטים בלבד.
- ככל שתקדיש יותר זמן ל- O chem, כך תהיה בטוח יותר במושגי היסוד החשובים ביותר. נסה להקדיש לפחות שעה-שעתיים בכל יום ללימודי O כימיה שלך - עקביות חשובה לא פחות מכמות הזמן שאתה מבזבז.
- רקע בסיסי בפיזיקה יכול להיות לעזר רב כשמדובר בהבנת נושאים רבים בכימיקלים O. אם בית הספר שלך מאפשר לך, נסה לקחת את סדרת הכיתות לפיזיקה מבוא לפני שתירשם לאורגני.
- עיין ברשימת המאמרים שלנו ב- Ochem לקבלת עזרה שלב אחר שלב במשימות אורגניות רבות.
קרא גם: איך מלמדים נקודת מבט?
שאלות ותשובות
- כיצד אוכל ללמוד כימיה אורגנית?לימודי כימיה אורגנית זה כמו לימוד שפה. יש לו אלפבית משלו. ראשית למד את האלף-בית (כלומר יסודות). ואז למד, רשום ועכשיו נסה לפתור את הבעיות.
- מהי הדרך הטובה ביותר להתחיל ללמוד שמות IUPAC?נסה ללמוד את הנוסחאות הבסיסיות ותן לעצמך זמן לפתור עוד ועוד שאלות. ככל שתתרגלו יותר כך תדעו ולשנן אותם יותר.
- האם אוכל ללמוד כימיה אורגנית בעוד שבועיים?אתה יכול ללמוד את היסודות מאוד אם אתה לומד קשה במשך שבועיים. אנשים מבלים את כל חייהם בלימודי כימיה אורגנית ועדיין לומדים דברים חדשים.
- איך אני משנן את התגובות?אל תנסה את זה. בכימיה אורגנית של השנה השנייה, רוב התגובות שלך יהיו בין נוקלאופיל לאלקטרופיל. איפה הנוקלאופיל שלך? איפה האלקטרופיל? אלקטרונים אוהבים לעבור מאזורים בעלי צפיפות אלקטרונים גבוהה לאזורים בעלי צפיפות אלקטרונים נמוכה. אם אינך זוכר את התגובה, צייר מנגנון.
- אתה יכול להגיד לי את השם IUPAC של C (CH3) 4?שרשרת הפחמן הארוכה ביותר היא 3 פחמנים; זה אלקן, לכן פרופן. לכן יש לך שתי קבוצות מתיל, 22-דימתיל-פרופאן. לחלופין, אם אתה אוהב שמות סתמיים, זה נקרא ניאופנטן.
- אם אני רוצה ליצור תרופות שיכולות לרפא אנשים, באיזה קורס עלי לעבור?אין למעשה מהלך ספציפי שעושה את "יצירת" התרופות. פרמקולוגיה היא ענף של מדע הרפואה החוקר את השפעתן של תרופות ותחום בו מסונתזים מונומרים של התרופות ונעשים ניסויים להכיר את החלק בגוף שהמונומר אכן מכוון אליו. כמה ביוכימאים, מיקרוביולוגים ומדענים אחרים הקשורים למולקולות לוקחים חלק גם בסינתזה של זה.
תגובות (7)
- אתר זה מניע אותי. תודה.
- זה עזר לי להבהיר את כל הספקות שלי בנושאי כימיה אורגנית.
- זו הזדמנות מצוינת עבורי לנקות כל כך הרבה בעיות בנושאי כימיה, ואני באמת מתכוון לתרגל את הטיפים האלה.
- לא ידעתי על כימיה אורגנית. האם כמו שהכל צריך להיות מושרש או שאפשר גם להבין את זה? מאמר זה ניקה את ספקותי.
- זה נתן לי ביטחון לגבי OC.
- עכשיו אני מבין שכימיקלים אורגניים זה לא כל כך קשה, זה רק צריך הרבה מאמץ.
- זה נתן לי תקווה להצליח.
