شیمی آلی 1 – نقشه راهی برای چگونگی ساخت مواد درسی بر روی خود.

از آنجایی که شیمی آلی نیز سفری است که در آن دانش‌آموزان زیادی در طول مسیر گم می‌شوند، ممکن است مفید باشد که این دوره را برای دانش‌آموزان «نقشه‌برداری» کنیم تا بدانند چگونه قطعات مختلف با هم هماهنگ می‌شوند.

---

1. نقشه یک دوره معمولی سازمان 1

در اینجا نقشه‌ای است که نشان می‌دهد یک دوره Org 1 “معمولی” چگونه به نظر می‌رسد و چگونه هر فصل بر اساس فصل قبل ساخته می‌شود. البته تنوع زیادی وجود دارد، اما حدود نیمی از دروس از “توالی استاندارد” که در زیر توضیح داده شده است پیروی می کنند (بسیار وابسته به کتاب درسی – به ویژه مک موری دوست دارد آلکن ها را دیر پوشش دهد). شما احتمالاً به نوعی متفاوت است – اما روشی که در آن مفاهیم ایجاد می شود هنوز یکسان است.

2. “سلسله مراتب مفاهیم” – چگونه مواد در سازمان 1 بر روی خود ساخته می شود

یکی از یک دوره مقدماتی وارد شیمی آلی می شود شیمی عمومی. در شروع، فرض بر این است که شما دانش پایه ای از پیوندهای شیمیایی، قانون هشت، VSEPR (هندسه)، تعادل، اسیدها و بازها، ترمودینامیک و غیره دارید.

مفاهیم از این پایه ساخته می شوند. ایده کلی این است که هر سطح به مفاهیم سطوح زیر آن بستگی دارد. من این «سطوح» را خیلی جدی نمی‌گیرم، اما ممکن است برای گروه‌بندی مفاهیم خاص و دیدن اینکه چگونه بر روی یکدیگر ساخته می‌شوند، مفید باشند.

سطح 1 – پیوند و هندسه. یکی دو هفته اول شیمی آلی به مفاهیم کلیدی پیوند از شیمی عمومی می پردازد و معرفی می کند. هیبریداسیون، پیوند (سیگما و پی)، دوقطبی ها، مولکولی هندسه، اوربیتال های مولکولی، و مفاهیم دیگر مانند فرمول های متراکم. به عبارت دیگر، ما نشان می‌دهیم که چگونه اتم‌ها به یکدیگر پیوند می‌دهند تا مولکول‌های کوچکی مانند NH را تشکیل دهند₃، اچ₂O, CH₄، و غیره.

سطح 2 – با مفاهیم سطح 1 زیر کمربند ما، اکنون می توانیم شروع به فکر کردن کنیم چگالی الکترون و جریان الکترون. می توانیم توصیف کنیم گروه های عاملی، دوقطبی های آنها را بررسی کنید (اشتراک نابرابر الکترون ها) و در مورد نیروهای بین مولکولی مسئول خواص فیزیکی مانند نقطه جوش. ما نیز در مورد رزونانس (محلی سازی الکترون ها) و معرفی استفاده از فلش های منحنی برای نشان دادن جریان الکترون همچنین می توانیم از ابزار فلش های منحنی برای نشان دادن واکنش های شیمیایی ساده مانند واکنش های اسید و بازو درس های ما در مورد جریان الکترون به ما کمک می کند تا عواملی را که اسیدیته را تحت تأثیر قرار می دهند درک کنیم.

مرحله 3 – با تکیه بر مفاهیم «سطح 1» مانند پیوند و هندسه، می‌توانیم مولکول‌های کمی بزرگ‌تر را بررسی کنیم و با ساده‌ترین «گروه عملکردی» شروع کنیم (اگر می‌خواهید آن را اینطور نام ببرید) – آلکان ها. نکته مهم این است که نمودارهای خطی برای نشان دادن ساختار آلکان ها معرفی می شوند و ما در مورد ساختارها یاد می گیریم. ایزومرها، انرژی اشکال مولکولی مختلف (رونوشت ها) و خواص سیکلوآلکان ها. واکنش ها به طور کلی محدود به رادیکال آزاد هالوژناسیون آلکان ها (آلکیل هالیدها برای جایگزینی/حذف در سطح 5 مهم هستند). ساختار، پیوند و هندسه آلکن ها (اما نه واکنش آنها) اغلب در این مرحله نیز پوشش داده می شود.

این سطوح (خودسرانه) 2 و 3 در واقع از نظر ترتیب پوشش آنها کاملاً قابل تعویض هستند. «جریان الکترون» در پایین است زیرا فصل‌های رونوشت‌ها/سیکلوآلکان‌ها/آلکان‌ها به‌طور طبیعی در شیمی استریو جریان می‌یابند – «ایزومرهای هندسی» (مثلاً ایزومرهای سیس/ترانس در سیکلوآلکان‌ها و آلکن‌ها) مثال اصلی هستند.

سطح 4– اکنون به فصل می رسد استریوشیمی، که احتمالاً موضوع کلیدی Org 1 است، زیرا بسیاری از واکنش های آموخته شده در فصل های بعدی از مفاهیم معرفی شده در اینجا استفاده می کنند. در اینجا، ابتدا پیامدهای ماهیت سه بعدی مولکول های آلی نشان داده می شود و ما در مورد استریو ایزومرها می آموزیم. دیدن مولکول ها در سه بعدی از تصویر آنها در یک صفحه دو بعدی برای بسیاری از دانش آموزان مقدماتی مشکل است. اگر در اینجا شروع به مبارزه کردید – همانطور که بسیاری انجام می دهند – اکنون کمک بگیرید، زیرا اگر صبر کنید، ممکن است خیلی دیر شده باشد.

3. هفته ششم زمانی است که چیزها واقعاً به تیغه های فلزی با چرخش سریع آویزان از سقف برخورد می کنند

سطح 5 – سه دسته کلیدی از واکنش ها در این سطح پوشش داده شده است – واکنش های آلکن ها، جایگزینی هسته دوست و حذف. ترتیب پرداختن به این موضوعات از دوره ای به دوره دیگر بسیار متفاوت است.

این در واقع لحظه “واکس روی”، “واکس کردن” است – جایی که از شما خواسته می شود تمام مفاهیمی را که قبلاً یاد گرفته اید کنار هم قرار دهید و آنها را به کار ببرید.

این همان جایی است که بسیاری از دانش آموزان شروع به مبارزه واقعی می کنند!

چرا؟ سه دلیل

1. تمام مفاهیم در سطوح قبلی در اینجا اعمال خواهد شد. این نقطه ای است که در نهایت شروع به پیوند فصل های قبلی تا حدودی جدا شده در یک کل منسجم می کنید. برای مثالی خاص، تسلط واقعی بر فصل واکنش‌های جانشینی هسته دوست، مستلزم آن است که بتوانید علاوه بر مسائل مختلف، درک درستی از استریوشیمی، ترکیب‌بندی‌ها، سیکلوآلکان‌ها، رزونانس، فلش‌های منحنی، و اسیدها/بازها را برای انواع مختلف مسائل به کار ببرید. مواد سنگ بستر در پیوند شیمیایی
2. واکنش‌های زیادی به ترتیب سریع ارائه می‌شوند و همینطور است خیلی راحت عقب افتادن
3. این حدود 6 هفته از دوره است، زمانی که شما می توانید احتمالاً بسیاری از تعهدات دیگر (میان ترم در سایر دوره ها، گزارش های آزمایشگاهی و غیره). بنابراین این نقطه فشار واقعی است.

همه این‌ها ترکیب می‌شوند تا یک «طوفان بی‌نقص» ایجاد کنند که باعث می‌شود بسیاری در این مرحله مسیر را رها کنند.

4. واحد آلکین ها جایی است که سنتز آغاز می شود

سطح 6 – واکنش های بیشتر آلکین ها بعد از آلکن ها پوشیده می شوند و بسیاری از واکنش های مهم الکل ها از انواع جایگزینی/حذفی هستند.

دو توالی متداول وجود دارد – آلکن->آلکین سپس جانشینی/الیم، یا جایگزینی/الیم و سپس آلکن->آلکین.

آلکین ها یک “بوم خالی” هستند – آنها می توانند اساساً به هر گروه عملکردی که ما انتخاب می کنیم تبدیل شوند. هنگامی که واکنش های آلکین ها پوشش داده شد، متوجه خواهید شد که تعداد فزاینده ای از سوالات سنتز دریافت خواهید کرد. سنتز هنر برنامه ریزی برای ساختن یک مولکول هدف از “مواد اولیه” با استفاده از یک توالی از واکنش ها است، و موفقیت مستلزم آن است که شما بر تمام مهارت هایی که در سطوح 1 تا 5 به دست می آورید تسلط داشته باشید، مهمتر از همه دانش مربوط به واکنش ها و استریوشیمی آنها

5. الکل ها و طیف سنجی یک کارت وحشی هستند

الکل ها یک کارت وحشی هستند فصل الکل ها شامل بسیاری از واکنش های جایگزینی و حذفی است و علاوه بر این شامل واکنش های اپوکسیدها (که عموماً از آلکن ها ساخته می شوند) است. از آنجایی که Org 1 زمین بسیار زیادی را پوشش می دهد، الکل ها اغلب به Org 2 بازگردانده می شوند، اما آنها واقعاً به Org 1 تعلق دارند.

کارت وحشی دیگر است طیف سنجی – ابزار اصلی که برای تعیین ساختار مولکول ها استفاده می کنیم. این باید در جایی پوشش داده شود، بنابراین معمولاً در پایان Org 1 یا ابتدای Org 2 قرار می‌گیرد. یا برخی از مربیان آن را از طریق دوره‌های Org 1 و Org 2 انجام می‌دهند. تنوع زیادی در این نقطه وجود دارد.