王奕雯
湖北省水果湖高级中学 430064
摘要：有机化学是药学专业非常重要又较难学习的一门专业基础课，认识有机化合物的结构是学好这门课程的基础，单纯平面教学无法深入地将分子的实际空间结构充分展示。通过在有机化学教学中引入球棍模型及 Chem Bio Office 软件，可以帮助学生迅速地理解、掌握有机化合物的立体结构，为后续的教学内容打下良好的基础。
关键词：球棍模型；碳金属;化合物;金属有机化学;发展;应用研究
0引言
对于药学专业的学生来说，有机化学是其必须学习的一门非常重要的专业基础课，为其后续相关专业课的学习打好基础。由于有些内容比较抽象，较难理解，不易消化，学生普遍反映有机化学是学习难度系数较大的专业基础课之一。 为了能帮助学生更好地理解这些抽象的内容，在课堂教学中，常常将有机物的分子球棍模型引入课堂，对教学效果及学生学习效率的提高起到了一定作用，但是由于球棍模型较小，数量有限，学生不能人手一套。因此，在药学专业有机化学教学中，就将球棍模型的搭建和 Chem Bio Office软件的应用有机结合。
1.球棍模型在有机化学教学中的应用
1.1 碳架异构及位置异构
有机化合物分子中普遍存在同分异构现象。在介绍最初的碳架异构及位置异构时，通过让学生根据经典结构理论，搭建分子式为：C6H14、C6H12的球棍模型，学生很直观、很深刻地理解了碳架异构及位置异构是怎样一种异构现象，也认识到由于烯烃分子中碳碳双键的出现，含有相同碳原子数的烯烃比烷烃的同分异构体数目增多。
1.2 构象异构
在学习有机化合物分子的构象异构时，学生们普遍反映最难理解的是：环己烷的船式构象和椅式构象，通过让学生自己动手搭建环己烷的球棍模型，他们能够直观地领会到：环烷烃中的碳碳σ单键受碳环的约束，不能像链状烷烃中的碳碳σ单键那样，可以自由旋转，但是它们可以整体协同扭转，在扭转的过程中会出现无数个空间构象，在这些构象中学生观察发现存在两种极限构象：一种是6个碳原子上的氢相互间离得最远，空间排斥力最小，最为稳定，为椅式构象；另一种是6个碳原子上的氢相互间离得最近，空间排斥力最大，最不稳定，为船式构象。通过将这样的球棍模型搭建过程引入教学，不仅能帮助学生建立空间立体概念，还可以提高学生的学习兴趣、积极性和主动性。
1.3 旋光异构
旋光异构现象是有机化学中非常抽象的一种同分异构现象。比如说：乳酸分子，一个碳原子上分别连了 1 个-H、1 个-OH、1 个-COOH、1 个-CH3，为什么会形成 2 种不同构型的化合物呢？通过让学生先用白、红、黄、绿四种颜色的小球代表乳酸分子中的-H、-OH、-COOH、-CH3，连在中心的碳原子上，搭建出乳酸分子的一个球棍模型，然后再用另外一套数目相同的棍及颜色相同的球组装出另一个模型，在此模型组装过程中只需将两个小球交换位置，让学生仔细观察这两个模型是否能完全重合，据多数学生反映原来怎么也无法理解的旋光异构现象顿时就明白了。
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2.金属有机化学的发展
2.1金属有机化学现阶段发展
2012年在北京的科技展览会上，美国首先展示了水文切割技术，高速运动的有机化合的水切开了钢铁了，这项技术震惊当时。随着现在经济、科技的发展，金属有机化学得到了快速的发展。由于工业上对金属化合物的需求很大，像碳化合物、太空金属、合成金属等，所以目前工业上的应用进一步丰富了金属有机化学的发展，理论和应用研究异常的活跃。
2.2金属有机化学的发展前景
21世纪，随着经济与科技的发展和人民环保意识的加强，环境保护成为了现在一项新兴的产业。其中，工业方面的对能量的大量消耗以及大规模生产产生的污染对环境伤害尤为严重，像中国的雾霾危害、印度的空气危机、日本的核辐射等都是工业发展的弊端。其中，有机金属的催化的高选择性使得金属有机化学在环保产业中扮演了极为重要的角色，金属有机化学的发展可以促进绿色化学的发展。目前，像中国的阿里巴巴，美国的微软、谷歌、脸书等大公司都是在积极的投入到环保产业中。随着科技的发展与进步，对原材料环保要求更加严格而且更加复杂，金属有机化学作为催化剂合成的电子材料、光学材料和其他的无机材料在环保产业中极为受到欢迎。
3.金属有机化学的应用研究
3.1金属有机化学在工业中的应用
在工业当中，金属有机物的地位非常特殊，金属有机物被大量的用作石油化工、高分子化工、提炼化工的催化剂。其中碳为化合物的原料更是在工业中广泛的运用，像飞机中机翼、太空船的金属等，目前我国金属有机化学主要运用在战斗机、火箭等国防事业的研究。由于我国化学工业起步晚，和欧美、日本发达国家还有一定的差距，目前全世界金属化学最为发达的地方在日本。
3.2金属有机化学在农业中的应用
在发达的农业国家中，像美国、以色列、澳大利亚等国家都是运用飞机进行农作的撒药和施肥，其中农药和化肥就是广泛的运用到了金属有机化学。在农药和化肥中，有机化肥、汞等药物用来除草，有机磷等用来作为杀虫剂，这些金属有机化学产物具有高效率、低副作用、广泛的特性。在目前的规模化农业中，广泛的运用到了有机化学物，我国由于受到了地势、人口、科技的限制，农业中并未广泛运用除了华北、东北等平原地区。要提高我国的粮食产量、安全等，必须要大力的研究金属有机化学在农业中的研究。
3.3金属有机化学在医药中的应用
现在全世界医药品产业中，亚洲以日本为主、欧美以美国为主，这两个国家几乎占据了全球医药品市场的全部。中国如何研究开发出适合国人体质的药品非常重要，这就要非常注重到金属有机化学在医药研究的运用。目前，在很多的新、特性药的研究中，用到了有机锑化合物消灭血吸虫病和黑执病，有几十万的患者等到了治疗。现在很多科学家在研究金属有机化学对抗癌活性的作用，这有可能是医药的又一个方面的发展。
4.结束语
对于我国来说，发展有机化学不仅具有重要的科研价值，而且对于我国研究适合本国的药瓶、开发出新的能源、跟进金属革命具有重大的意义。近期原料价格大降，如何研究出新型的金属已经成为很多国家的目标，在下一场金属革命中，我们必须大力发展金属有机化学，引领金属有机化学发展的潮流。
参考文献：
[1]陈莉敏,林友文,王津.模型及Chem Bio Office 在有机化学实验中的应用[J].广州化工,2014,42(21): 214-215.
[2]刘春叶,苗延青,尤静.浅谈医学有机化学教学的几点体会[J].西北医学教育, 2011, 19(3): 569-571.
论文作者:王奕雯
论文发表刊物:《成长读本》2018年12月总第37期
论文发表时间:2018/12/24
标签：有机化学论文; 金属论文; 模型论文; 异构论文; 学生论文; 球棍论文; 分子论文; 《成长读本》2018年12月总第37期论文;