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如何学好高中化学

如何学好高中化学
高中化学是很多同学觉得头疼的科目,特别是一些数学物理学得不错的同学,也会觉得高中化学不好学。造成这种情况的主要原因是现行高中化学教材的编排顺序有些凌乱,打乱了化学的知识体系,让学习者没有办法像数学物理那样,能利用一些简洁的规律进行推导和分析,才让高中化学变成乱七八糟、死记硬背的课程。
现代化学理论建立在现代的原子结构理论的基础上,虽然理解化学知识不需要掌握特别深入详细的量子力学公式和运算,但需要大致地了解原子结构的模型。好在必要的原子结构知识(原子的行星模型、玻尔模型、电子排布的定性规律)是高中化学重点学习的内容,只是被放到了中后阶段的选择性必修里,所以这只是化学教材编排的问题,完全可以通过调整学习顺序来克服。

化学的逻辑主线是结构决定性质,性质决定行为(反应),并在此基础上进行了非常好的归纳总结。高中化学大致可以分为若干具有一定独立性的块面:元素化学(原子结构和元素的性质)、物理化学(反应热、反应速率、反应平衡、反应进度)、氧化还原反应(含电化学)、有机化学、化学实验。

元素化学是最有规律——但规律最被教材打散的块面。应该一上来就先学习原子结构,特别是构造原理,以及元素周期律,从而奠定理解化学理论的最重要的基础。原子结构的规律解释了高中化学绝大部分重点学习的化学元素的化学性质和重要反应的规律,只要学清楚原子结构,所有重要元素的性质和反应都可以连推带猜地导出来,就算有要记忆的内容也变得非常容易。

元素周期律的核心就是原子结构,带正电荷的质子都集中在很小的原子核上,带负电的电子按照构造原理排布在能层、能级、轨道上。电量越大正负电荷的引力越强,距离越远正负电荷的引力越小。各元素的电荷数一个一个增加,性质具有非常规律的变化。只要真正理解了上述内容,前二三十号元素的性质全都可以自己连推带猜类比出来。

一些同学可能觉得一上来学原子结构难以理解,实际上高中化学的原子结构非常简单,用小球模型和柜子抽屉作类比就能很容易地理解,对能量高低的排序有直观理解,在这个简单模型的基础上就能很容易理解周期率,不需要像大学里那样从波函数之类的高深数学角度完整学习。

物理化学(反应热、反应速率、反应平衡、反应进度)的核心知识是碰撞反应模型,就是两个或几个分子只有碰到一起才有可能发生反应(反应速率的核心)。需要碰撞的角度合适(这点高中不强调)。好需要碰撞具有足够的能量促使反应进行(反应热与化学平衡的核心)。反应物与反应物碰撞生成产物和产物,产物与产物碰撞反过来生成反应物和反应物(可逆反应)。只要真正理解了上述内容,反应热、反应速率、反应平衡、反应进度都可以用碰撞模型解释。后来还有个归纳总结出来的勒夏特列原理,也是上述原因,结论相同。

氧化还原反应的核心是电子转移。具体电子由谁转给谁是元素化学的内容。反应配平的核心是电子得失守恒(化合价守恒),其次才是物料守恒和电荷守恒。书写和配平氧化还原反应的关键是确认氧化剂还原剂还原产物氧化产物,再根据电子转移守恒配平这四种关键的物质。其他边角料再用物料和电荷帮助配平。电化学(原电池和电解池)只是把氧化反应和还原反应拆开了,注意搞清楚原电池相当于电池内部,电子从正极向负极走。电解池是电池外部,电子从负极向正极走就行。

有机化学最体现“结构决定性质,性质决定行为”的化学逻辑的块面。有机化学的关键是轨道杂化理论。高中学习的有机物基本只涉及碳氢氧氮,搞清楚碳的sp3,sp2,sp杂化,并能推广到氧和氮,有机化学就学懂一大半了。剩下的部分就是像拼插积木一样,拔下来、插上去,或者拆个单键、造个双键。另外再注意下显正电性与负电性的原子或基团可以相互接近发生作用,带同种电性的基团可以相互取代或被“间接连累”消去,以及注意空间位阻(互相阻挡妨碍)就差不多了。

高中阶段化学实验比较浅显,并且理论大于实践。主要还是搞清楚化合物的性质和反应,比如气体、沉淀、颜色、在酸或碱条件下的不同情况等。此外实验要注意安全,不要爆炸不要着火不要放出有毒气体,不要倒吸。以及一般把混的东西变得越来越纯,而不是反过来越来越混合和复杂。

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后续计划更新更通俗易懂、贴近现实、并点透数学思想的小初数学贯穿,以及物理和生物讲义的终极版,陆续推荐些适合高中生用来学习高中知识的经典大学教材并附上导读。数学和物理的讲义也已经出版了实体书,书名都差不多《数学的逻辑:高中数学原来可以这样学》《物理的逻辑:高中物理原来可以这样学》。感谢认可和支持。
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