有機化合物的同分異構(gòu)現(xiàn)象及同分異構(gòu)體的確定是本主題的重點內(nèi)容,考慮到立體化學(xué)的重要性,標準對常見有機化合物的結(jié)構(gòu)提出了適當介紹立體異構(gòu)的要求。通過對有機化合物結(jié)構(gòu)和同分異構(gòu)體的學(xué)習(xí),達到發(fā)展學(xué)生空間思維能力的目的。
命名有機化合物是我們區(qū)別有機化合物的重要手段,標準要求至少要能為常見的簡單有機化合物用系統(tǒng)命名法命名。
本主題共提供了八項活動與探究建議。這些建議中關(guān)于組成和結(jié)構(gòu)的分析既包含了化學(xué)發(fā)展史中經(jīng)典的實驗,如“李比希法分析碳氫元素含量的儀器裝置與原理”,又有現(xiàn)代化學(xué)研究中常用的組成和結(jié)構(gòu)分析方法,如“質(zhì)譜儀、元素分析儀在有機化合物組成分析中的運用”和“同分異構(gòu)體的紅外光譜和核磁共振圖譜”等。活動與探究建議中對于結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系的探究活動則有“通過苯、乙醇、苯酚性質(zhì)比較說明有機分子中基團之間存在相互影響”和“硬脂酸鈉、烷基磺酸鈉的結(jié)構(gòu)特點及其乳化作用”等,其中后者還聯(lián)系了生活實際;顒优c探究建議還特別強調(diào)了有機化合物結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)中空間位置關(guān)系的重要性,建議“用球棍模型、多媒體課件展示有機化合物分子的空間結(jié)構(gòu)和異構(gòu)現(xiàn)象”。有些活動與探究建議還與當今有機化學(xué)的發(fā)展緊密相關(guān),如“手性化合物的合成與應(yīng)用”等。通過這些活動,有利于學(xué)生充分理解學(xué)習(xí)有機化合物結(jié)構(gòu)重要性,發(fā)揮有機化合物結(jié)構(gòu)知識的重要作用。
學(xué)習(xí)本主題必須建立在義務(wù)教育相關(guān)課程以及普通高中化學(xué)必修課程化學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)之上。
②“烴及其衍生物的性質(zhì)與應(yīng)用”的教學(xué)要求
在化學(xué)2模塊的第三個主題“化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展”中,從化石燃料綜合利用的角度提出了“了解甲烷、乙烯、苯等的主要性質(zhì),認識乙烯、氯乙烯、苯的衍生物等在化工生產(chǎn)中的重要作用”,從在日常生活中的應(yīng)用這個角度提出了“知道乙醇、乙酸、油脂的組成和主要性質(zhì)”,所以在化學(xué) 2模塊中烴及其衍生物的學(xué)習(xí)限于具體有機化合物個例的性質(zhì)和應(yīng)用。在選修模塊中,更多的是從如何研究一類化合物的角度去探究物質(zhì)的性質(zhì)和應(yīng)用,需要更多地從不同類別的有機化合物結(jié)構(gòu)上的區(qū)別去認識其性質(zhì)和應(yīng)用的區(qū)別,需要更多地關(guān)注不同類別的有機物之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系。
本主題主要包括三個方面的內(nèi)容:一是研究烴及其衍生物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和應(yīng)用,二是研究重要有機物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,三是從反應(yīng)前后價鍵的斷裂和生成情況去研究取代、加成和消去等重要的有機反應(yīng)。
烴及其衍生物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和應(yīng)用是本模塊的主體內(nèi)容。標準要求研究烷、烯、炔、芳香烴、鹵代烴、醇、酚、醛、羧酸、酯等典型代表物的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的差異,并通過對代表物的研究上升到對一類化合物組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的認識。同時,標準還要求學(xué)生知道對自然界中烴的主要來源及其加工處理,通過活動感受烴及其衍生物對環(huán)境和健康可能產(chǎn)生的影響等。
重要有機物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系能將復(fù)雜的有機化學(xué)主干知識串聯(lián)在一起,編織成網(wǎng)絡(luò),是本模塊不可或缺的重要內(nèi)容。而將有機化學(xué)反應(yīng)按照反應(yīng)前后有機物組成、結(jié)構(gòu)變化的情況加以分類,能幫助學(xué)生更好地認識有機化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì),充分理解反應(yīng)前后價鍵斷裂和生成的情況,通過對有機化學(xué)反應(yīng)的分析和歸納,可以幫助學(xué)生自主地對有機化學(xué)主干知識進行梳理,是發(fā)展學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要途徑之一。
本主題共提供了八項活動與探究建議,能深化對標準的理解。其中,部分屬于研究烴及其衍生物的代表物的性質(zhì),如“苯酚的化學(xué)性質(zhì)及其檢驗”和“乙酸乙酯的水解”等;部分屬于對不同類有機物的性質(zhì)進行對比研究的,如“比較甲烷、乙烯、乙炔、苯的化學(xué)性質(zhì)”等,這些探究活動需要引導(dǎo)學(xué)生從結(jié)構(gòu)的角度作深入思考;還有部分探究活動源自學(xué)生生活,能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,如“自制肥皂與肥皂的洗滌作用”,但在活動中需要注意將學(xué)生的興趣導(dǎo)向到研究有機化學(xué)、關(guān)注有機化學(xué)與日常生活的關(guān)系上。
③“糖類、氨基酸和蛋白質(zhì)”主題的教學(xué)要求
“糖類、氨基酸和蛋白質(zhì)”的內(nèi)容與生命科學(xué)密切相關(guān)。其中糖類、蛋白質(zhì)在義務(wù)教育階段化學(xué)(或科學(xué))、高中階段必修模塊化學(xué)2中都有所涉及。義務(wù)教育階段化學(xué)(或科學(xué))僅要求知道糖類和蛋白質(zhì)對生命活動具有重要意義,并不要求(限于義務(wù)教育階段的其他知識也不可能)知道其具體的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)是什么。在化學(xué)2中,則是從日常生活的應(yīng)用介紹糖類和蛋白質(zhì),對其介紹也僅限于它們的組成和性質(zhì)。在選修模塊“有機化學(xué)基礎(chǔ)”中,對糖類和蛋白質(zhì)則從組成、結(jié)構(gòu)到性質(zhì)、應(yīng)用,展開了全面的研究。
光合作用是地球生命得以維持的最重要的化學(xué)反應(yīng),光合作用的直接產(chǎn)物葡萄糖、淀粉、纖維素等糖類是維持生命活動的主要能量來源。標準對糖類的要求主要是進一步從結(jié)構(gòu)上認識其所具有的性質(zhì),及其在生命活動、食品加工、新能源開發(fā)中的重要意義。