【关键字】哲学 有机化学 有机化学中的哲学
【出 处】 2018年 1期
【收 录】中文学术期刊网
【作 者】唐富胜
【单 位】
【摘 要】 摘 要:化学是哲学的资源,哲学是学习化学的工具;有机化学是化学学科的一个重要分支。有机化学中的每个知识角落都体现出哲学思想的影子。 关键词:哲学 有机化学 有机化学
摘 要:化学是哲学的资源,哲学是学习化学的工具;有机化学是化学学科的一个重要分支。有机化学中的每个知识角落都体现出哲学思想的影子。
关键词:哲学 有机化学 有机化学中的哲学
《学哲学 用哲学》一书中阐述“学哲学应该学习它的原理,学习应用它的立场、观点、方法”,学好哲学,终身受益。
《普通高中化学课程标准(实验)》提出了使学生在“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”三个维度统一和谐发展的课程目标。树立辩证唯物主义世界观,在理论分析和实验探究过程中学习辩证唯物主义的方法论,在研究化学现象和解决化学问题中训练辩证的思维方法,已成为中学化学教学的重要目标。
在有机化学教学实践和理论探究中,我从“用有机化学学哲学”和“学有机化学用哲学”两个方面对有关化学和哲学的知识、方法进行相互渗透、相互整合,得到了较高的教育教学效果。 用有机化学学哲学 用有机化学学哲学的目标:在有机化学知识的教学中注重哲学观点的渗透,促使学生初步形成辩证唯物主义的物质观、分类观和运动观,初步接受唯物辩证法的基本规律和辩证唯物主义的认识论。
1、有机化学中的“物质观”和“分类观”
有机化学是一门研究有机化合物的组成、结构、性质、变化及合成的基础自然科学。目前,已经有3000多万种的有机物被合成;构成有机物元素的种类主要集中在碳元素、氢元素、氧元素、氮元素和卤元素等为数不多的几种元素身上。利用元素组成的常见官能团对种类较多的有机物进行分类,加深对分类观的认识,并进一步揭示物质之间存在的性质异同点。懂得物质的外在性质与此内在结构是紧密联系的。
2、有机化学中的“微粒观”和“运动观”
构成世界数千万种的有机化合物均是由分子、离子等微粒构成。利用有机化学反应机理从微观的角度揭示宏观新物质的生成,加深学生对世界是物质构成的认同。例如:甲烷在光照的条件下,与氯气发生取代反应, 自由基链反应包括三个阶段:
(1) 链引发: Cl2 2 Cl· 吸热
(2) 链增长: Cl· + CH4 CH3· + HCl
CH3· + Cl2 CH3Cl + Cl· 放热
类似地 Cl· + CH3Cl ·CH2Cl + HCl
·CH2Cl + Cl2 CH2Cl2 + Cl·
同理生成 CHCl3 和 CCl4
(3) 链终止: Cl· + Cl· Cl2
CH3· + CH3· CH3CH3
CH3· + Cl· CH3Cl
通过上述反应历程使学生懂得有机化学反应中微粒内部旧键的断裂和微粒间新键的形成过程。
3、有机化学中的“质量观”
在有机化学反应中,由于反应物浓度的不同、温度的不同、溶液酸碱度的不同,从而决定反应能否发生及产物的种类和类别的差异、反应方向的改变。例如:①烷烃不能和卤水发生取代反应,原因之一是卤水中卤素单质的浓度较卤素单质小所造成。
光照 CH4+Cl2 CH3Cl+HCl(Cl2是纯净物)②乙醇在浓硫酸作催化剂时,不同温度时产物不同。温度在170℃时发生分子内脱水主产物是乙烯,140℃时发生分子间脱水主产物是乙醚。CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O(分子内脱水)
2CH3CH2OHCH3CH2-O-CH2CH3+H2O(分子间脱水)
③1,3-丁二烯的加成反应,在不同温度下发生加成反应时,断裂双键的个数不同。π-π共轭体系使有机物的结构相对稳定,但在不同的温度下,断裂双键的个数有别。
-15℃ CH2=CH-CH=CH2 + Br2 CH2Br-CHBr-CH=CH2 (1,2–加成,主产物) 60℃ CH2=CH-CH=CH2 + Br2 CH2Br -CH=CH-CH2Br(1,4–加成,主产物) ④生活中的甲醛在浓度不同的情况下对细菌和人类的伤害程度不同,自然界万物就像一把“双刃剑”,都有其两面性。如何合理将物质应用于自然、社会和生活是我们每个化学研究者和化学知识传播者的职责。医院里使用甲醛的40%溶液(福尔马林)作消毒液,新装修的家具如何测定其浓度,判断是否超出人所能承受的最大量(我国《室内空气质量标准》规定室内空气中甲醛含量不得超过0.08mg/m3),进一步诠释量变引起质变的本质,要求我们如何控制其中的“度”。
⑤乙酸和乙醇在浓硫酸作催化剂、加热的条件下发生酯化反应生成乙酸乙酯和水,如果是在稀硫酸作催化剂的条件,则不利于乙酸乙酯的生成,反而有利于乙酸乙酯的水解。
“银氨溶液”的配制实验:向稀AgNO3溶液中滴加稀氨水至沉淀恰好消失(Ag++NH3·H2O = AgOH↓+NH4+;AgOH+2NH3·H2O = [Ag(NH3)2]++OH—+2H2O),该实验充分体现了事物的发展总是从量变开始的,量变是质变的必要准备,质变是量变的必然结果;质变又为新的量变开辟道路,使其在新质的基础上开始新的量变。
二、 学有机化学用哲学
1、“矛盾观”在有机化学中的应用
△ 水 在复杂事物的发展过程中,存在着许多矛盾,其中必有一种矛盾,它的存在和发展,决定或影响着其他矛盾的存在和发展。这种在事物发展过程中处于支配地位、对事物的发展起决定作用的矛盾就是主要矛盾。其他处于从属地位、对事物发展不起决定作用的矛盾则是次要矛盾。主要矛盾和次要矛盾相互依赖、相互影响,并在一定条件下相互转化。C2H5-Br + NaOH C2H5-OH + NaBr △ 乙醇 C2H5-Br + NaOH CH2= CH2↑ + NaBr + H2O上述溴乙烷在不同环境下发生不同的反应,物质性质的体现,内在的因素起到了决定性作用,但外在的因素也不容忽视。从上述两反应方程式可以看出,矛盾的双方是相互存在的。当溴乙烷在水作溶剂的条件下与氢氧化钠反应,产物中出现乙醇,这样就伴随着第二个反应的发生;同理,溴乙烷在乙醇作溶剂的条件下与氢氧化钠反应,有水生成,这样就伴随着第一个反应的出现。因此,同一性以差别和对立为前提,没有斗争性,就没有矛盾双方的相互依存和相互贯通。
2、“联系观”在有机化学中的应用
恩格斯曾说过“当我们深思熟虑地考察自然界或人类历史或我们自己的精神活动的时候,首先呈现在我们眼前的,是一幅由种种联系和相互作用无穷无尽地交织起来的画面”。所以,联系是普遍的。所谓联系,就是事物之间以及事物内部诸要素之间的相互影响、相互制约和相互作用。从宏观天体到微观粒子,从无机界到有机界,从自然界到人类社会和人的思维,任何事物都处在联系之中。有机化学中物质的性质也不例外:甲烷和甲苯性质的差异(甲苯可使酸性高锰酸钾褪色,而甲烷则不能。说明苯环对侧链的性质产生影响)、苯和甲苯性质的差异(甲苯在溴化铁作催化剂的条件下与溴单质发生三取代,而苯在相同的条件下则发生单取代。说明侧链对苯环上邻对位上氢原子活性产生影响)、苯酚和苯的性质的差异(苯酚可无条件与溴水发生邻对位取代反应,而苯则不能。说明酚羟基使苯环的邻对位氢原子活化)、苯酚和甲苯性质的差异(甲苯不可与溴水发生取代反应,而苯酚可以发生反应。说明酚羟基使苯环的邻对位氢原子活化程度高于甲基对苯环氢原子的影响)、苯酚和乙醇性质之间的差异(苯酚显弱酸性,而乙醇则不具备。说明苯环的吸电子效应强于乙基,从而使羟基上的氢原子更容易电离)、乙烷和乙醇性质的差异(乙醇可与金属钠反应生成氢气,而乙烷与金属钠不反应。说明氧原子得电子能力强于碳原子,使羟基上的氢原子活性加强)、乙醇和水性质间的差异(乙醇与金属钠反应速度不及水,原因是乙基对羟基上的氢原子影响不及水中的氢原子)、乙醇和乙酸性质之间的差异(乙酸的酸性较乙醇强得多是因为羰基上的碳氧π键和羟基氧上的p电子形成p-π共轭造成氢离子易电离)、乙酸和乙醛之间的差异(乙醛在一定条件下可与H2加成,而乙酸不可以。因为羰基上的碳氧π键和羟基氧上的p电子形成p-π共轭的稳定结构所造成的)。通过有机化合物化学性质间的比较学习,使学生唯物辩证法的联系观得到进一步的加深,知道世界上的一切事物都不是孤立存在的,性质的表现不单纯由本身结构决定,同时还在一定程度上受到环境等其它因素的影响。
3、“统一观”在有机化学中的应用
坚持整体与部分的统一,整体和部分又是相互联系、密不可分的。整体是由部分构成的,离开了部分,整体就不复存在。部分的功能及其变化会影响整体的功能,关键部分的功能及其变化甚至对整体的功能起决定作用。例如:在讨论有机物溶解性问题时,需分析亲油基团和亲水基团之间谁占主导位置。常见的亲油基团:羟基、羧基、醛基等极性基团;常见的亲水基团:卤原子、烃基、硝基、酯基等。利用该思想可解释高级脂肪醇为什么不能和水以任意比例互溶,低级脂肪醇则可以;在低温下乙醇能和水以任意比互溶,而苯酚则不可以。如果我们把有机化合物看成一个系统,系统是由相互联系和相互作用的诸要素构成的统一整体。
4、“发展观”在有机化学中的应用
上述已谈到唯物辩证法既是关于世界普遍联系的科学,也是关于世界永恒发展的科学。发展的观点是唯物辩证法的又一个总特征。把握发展的实质,了解发展的普遍性,学会用发展的观点看问题,才能正确认识事物发展的方向、道路和形式,这一发展观在有机化学教学中体现的淋漓尽致。
自然界是发展的。自然界总是处在由低级到高级、由简单到复杂的运动过程中。从机械运动到物理运动、化学运动,再到生物运动,整个自然界经历了一个从无机物到有机物,从无生命物质到生命物质,从生命物质到人的漫长的前进和上升过程。有机化学中从单官能团卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯到多官能团的植物油、葡萄糖、氨基酸,从有机小分子通过加聚反应或缩聚反应得到其高分子产物,使其具有特殊的性能,进一步得到广泛的应用。乙烯制聚乙烯、乙炔制聚氯乙烯、氨基酸制聚酰胺、甲醛制不同种类的树脂塑料、羟基酸或二元酸和二元醇制高聚酯。
用有机化学学哲学,充分发掘有机化学知识中的哲学资源,学有机化学用哲学,准确运用哲学的观点和方法,可以充分激发学生的学习兴趣,提高学生的学习能力,增强学生的科学素养,为学生的终身发展奠定坚实的基础。而这恰恰就是新一轮课程改革所追求的教育教学目标。
参考文献:
[1]经志俊. 用化学学哲学 学化学用哲学[J].中学化学教学参考,2006年,(10):8-9.
[2]孙熙国.生活与哲学[M].合肥:人民教育出版社, 2008.231-234.