无机化学理论在有机化学中的运用

（菏泽职业学院 山东 274000）

引言

通常来看，化学领域被广泛地公认划分为有机化学与无机化学。这自然而然地为学习者提供了二者相互独立的信号，仿佛二者相互割裂、各自独行；然而，伴随着化学知识领域的眼神与思维和眼界的开阔，学习者们逐渐发现如此的认知是不够完善且并不长远的。因为踏入有机化学知识领域，其中很多的内容：细分到理论性知识点内容，大到有机化学框架结构均离不开无机化学，更多地是，在无机化学的根基之上不断地发散并将内容加以拓展和延申以继续发展。准确地说，无机化学地内容及理论方式为有机化学提供养分，滋养有机化学部分焕发出勃勃生机；而无机化学同时又反哺有机化学，二者共同的存在才使整个化学体系变得更加具有创新活力。因此，有机化学的学习抛开无机化学的理论知识内容是愚蠢的，只有将无机化学的知识理论体系这个强根之基牢牢打好，才能够在今后的有机化学的学习及深入之中夯实并奠定良好的基础，为接受更好的教育之时在化学世界中更长远、更高目标的发展提供内燃力。

1.无机化学与有机化学的特点

(1)无机化学的基本内容

无机化学是整个化学领域的核心构成要素，同时处于核心的根基地位。从宏观上划分可以主要归为两大类。一方面，联系科学层面，无机化学的受用对象较多、层面也较大，通俗来讲，可以规定为初碳氢化合物及许多衍生物以外所有元素及其化合物的总合，同时涉及其相关的自身性质及化学反应过程的基本研究均可纳入。另一方面，从化学的专业基础性层面来讲，无机化学乃化学学习及深入挖掘之根基，只有在大面积、大范围的接触并了解多种多样、不同类别、不同属性的无机化学相关知识素材之后才能够较为顺利的进行接下来的化学分析、有机化学的化学结构式等相关内容的学习并做到深入推进。

首先，需要大量搜集相关内容研究知识材料以便于为接下来的试验过程提供思路与依据；伴随着时间推移与理论层面的更新与深层进步，无机化学从最初的将普通的化学元素、无机化学理论知识进行归类、整合，再至通过初步积累的部分无机化学碎片内容进行提炼并作出假设的构建，或是以学说形式的初步提出；继续通过大量的、复杂的一系列化学实验进行过程验证以对所提出的内容进行验证与推断。化学实验的研究过程不是一蹴而就的，更不是一成不变的，根据环境地点温度、湿度的不同，再到时间的推移均会产生一系列的变化。世界是物质的，物质是运动的。通常地，采取观察的方式可能难以看透问题或食物的本质，因此此时便需要施加一个外界条件是二者相互产生反应，进而能够从过程中通过试验现象、试验结果及总结佐证事物的事实。除此之外，无机化学的演变与发展还包含确定定律和相关学说与假设的建立，即通过科学的试验验证陈述事实，再经过反复的测试和验证将部分相似的事实相互串联起来，进行比较异同、逐步分析，在取其优势的基础上进行归纳与总结。与此同时，不同的化学定律却也存在部分交织的联系，学说的建立则是将如此错综复杂的联系进行总结的最好表达。

(2)有机化学的基本内容

比起无机化学处于整个化学领域的核心与根基地位，有机化学在庞大的化学体系中也占据了半壁江山，是搭建起完整的化学平台的不可缺少的部分。有机化学的基本内容初步主要概括为四大板块：分子结构式、化学反应、反应的机理及其相关化学性质。其中，化学反应占据核心地位；而反应机理则是核心的坚实基础，只有掌握了机理、对机理性研究内容深入理解才会在有机化学的学习过程中融会贯通；牢牢掌握机理性内容，化学反应的顺利掌握不言而喻。归根结底，有机化学主要围绕碳元素的性质与不同结构加以环绕展开，有机化学的知识理论离不开碳原子，即提及有机化学，便顺势联想到由碳组成的化合物、其分子式与结构式、书写方式、自身特性以及涉及的相关应用研究等；化合物的结构连接也离不开共价键，碳原子也由于其特殊性通常以共价键与其他原子相互结合；由此看出，共价键在有机和无机化学之间游走起到了相互影响又联合统一的作用。

有机化学的相关研究在呼吸及代谢方面具有重要指示性意义，在不完全脱离无机化学的基础上，熟练掌握有机化学的理论内容及知识体系，有助于在生命体疾病的防控、食品的内部结构物化性质机理分析、食品安全问题的探究和药物合成等多方面科研工作领域发挥价值并为之提供行之有效的理论根据，这一部分对师生双方均具有导向学习与相互促进的积极作用，特别是对于今后旨在攻克药物合成、食品物性研究、疾病的控制与预防、医学等领域的学生们起到直接奠定基础的重要作用。

2.无机化学理论在有机化学中的应用

(1)无机化学中共价键本质串联有机化学

在有机化学的领域中，共价键在有机化合物的各个原子之间起到相互连接、结合的作用，总体体系围绕扩散并展开。而在无机化学领域中，共价键虽扮演着重要的角色，与之伴随的还有金属键与离子键等。共价键，又名“电子的配对”，也常被成为分子的轨道，主要运动的轨迹及方式在分子之内进行。在有机化学领域，有机化合物不会以原子簇的形式进行表现，同时也不存在以多中心键合为主的缺电子的结构。在无机化学中常常采取共价键的理论用于说明基于分子轨道基础之上的分子运动模型，即使面对有机化学中无法相媲美的复杂繁多、种类丰富的机理性的研究，共价键的理论解释仍能够将无机化学和有机化学二者有机结合起来并相互补充、相互影响。将有机物看作由部分官能团及相关取代基等以小片段模式分别构建并连结形成的某个整体，倘若将其中某一小部分去除并不会对整体的结构造成较大改变，既不会被动地改变有机化合物的骨架部分。

比如，将烷烃中的甲基进行去除或替换并不会对其整体结构及其骨架带来本质性的改变。从无机化学中共价键的视角来看，将2个均属于同一平面构型的体系拟建成分子骨架模型，其结果是能够有效并合理的通过共价键模型实现的。又或是某物质由不同的元素、各种原子构成，不同的原子与原子之间可能产生程度不均一的不同影响，如此过程则会导致因化学键存在区别的原子出现偏移甚至部分之间重叠与交叉的现象；与此同时，碳原子—有机化学中必不可少的主角，参与平面结构的形成并且能够建立与之相互垂直的轨道形态，紧接着不断相互结合并且重叠以形成新的中心键，并且随之性质不断地运动。

图1 较大原子簇代表

(2)无机化学中共振理论解释有机化学部分内容

共振理论作为无机化学内容的重要基础性理论之一，始于20世纪30年代，是由鲍林首先提出来的。共振理论主要用于对经典价键理论中价键结构式与分子结构是一一对应的相关理论内容的局限性进行了进一步分补充与发展。共振理论通常认为：某些分子可能并不能够通过完整、确切的化学结构式进行描述，进而推出富有可能性的多种共振杂化相互结合并叠加而进一步形成其应有的结构。而共振杂化体又作为一个相对较为单一的独立物质仅仅具备一个结构，突出了其单一性质，同时无论采用何种单一的共振结构式表现得分子结构其稳定性均比不上共振杂化体的稳定结构。进一步地，离域键的概念通过共振理论的提出与相关证明应运而生，即在离域体系中能够通过若干个较为经典的结构的相互叠加作用加以说明。例不论是在有机化学还是无机化学中，化合物的相关性质通过共振理论的引入及包裹能够在不同定义区间内游走，这一优势特点能够具有针对性地分析某些化合物的结构与其自身性质无法相匹配的难题，如利用有机化合物参与酸性离域之中以起到稳定作用，进而影响其后续的反应，因此，对于某些特定化合物的自身性质、结构的解释提供了有效的依据，能够大大减缓对部分化合物的性质理解与认识不深的现象，助力于在化合物性质层面良好地运用与发展。

除此之外，有机化学中的不同化合物结构组成难免存在空间、结构、键长或是电荷间的不同，无机化学中的共振理论正是能够在此部分一个个具有个性的差异之中寻找共性，其能够合理地使得分子间符合规律地进行排列与组合，为长度不同的化学键或是符号带来良好的理论性支撑以高效实现更为优选的分子排布，由此为有机化学内容中部分看似无法直接推断出的化学反应现象附以合理的科学解释。

图2 复杂反应的电子转移

(3)将无机化学中化学键参数内容在有机化学领域加以应用

化学键，主要指由不同的原子及粒子进行粒子之间相互组合时的一种结合的方式。其类别丰富、形式众多，不同类型的化学键的相关参数如键长、自身能量的大小均存在不同之处。而来源于原子核或者电子的两个相反的电荷之间产生的电磁力因其键的形成。化学键中稳定存留着符合其自身的相关参数，也正是存在于共价键与其他键之中的不同类别参数构成了无机物分子各具特色、空间形状各异的空间构型，常被用于定义其基本属性并通过电极的正负性解释参数的强弱程度。在不断接触并深入有机化学的历程中，与无机化学的内容相比较，由于原子数目的众多，空间结构的冗杂及需要通过大脑将部分构想进行想象能力的高需求，在化学式、化学反应过程及其结构组成等多方面，有机化学逐渐显露出其复杂、繁琐的特点。特别当相同或不同的组成原子之间发生部分干扰性影响时，便会造成存在于不同共价键之间的相交区域产生部分偏移的现象。

然而，随着化学学科在科学研究领域的日新月异，科研前辈们通过不断地努力与试验验证发现：无机化学中共价键的正负性及其通过空间模型的构建消除或抵消之间的排斥性，均能够为复杂的有机化学分析带来一定的合理思路。因此，通过对不同键功能助推有机分子的应用，无形之中为有机化学的延申与发展带来有利的保障，为有机化学内容的发展与延伸打牢根基。

3.将无机化学理论应用于有机化学的具体对策

(1)应用内容精准筛取、具有针对性

从初中初步接触化学至社会高等院校对化学内容的深析，无论是有机化学还是无机化学，均离不开对基本专业的理论性知识内容有效“吃透”。无机化学部分的基础知识内容占据面广、涉及范围宽，是为有机化学的深度学习夯实根基的前提；而面对众多且部分复杂的基础理论知识群体，正确又具有针对性的学习与应用又是串联二者共同促进的有效保障。例如，涉及部分较为复杂的空间构型，单凭简单的元素化学式，以“平面的”化学思维去构想不利于对此种物质的自身性质具体且深刻的理解，因此在利用无机化学内容去感受有机内容之时，选取的基础性内容需具有针对性，如此一来，契合度高的无机化学基本理论内容既有效辅助无机化学的理解与运用，同时加深了对此部分基础内容的记忆。同素异形体、同分异构体等内容亦是如此，可以通过对键型、分子极性或分子间作用力的认识与理解有效推动二者共同学习。

(2)融合多元化内容互补学习，具有创新性

时代在变迁，社会在进步，化学领域的脚步在多元的新兴内容碰撞之中仅仅依随。在如此新时代大背景之下，有机化学与无机化学的交融不再拘泥于传统的形式、较为单一的内容。新媒体为社会各界提供了无形的便利，正是由于新媒体方式的灵活度高、受众范围广、操作便携等优势逐渐出现在教育领域；将新媒体的内容与形式渗透于二者之中，一方面，有利于调动学习者的积极性与主观能动性，使学习者对二者内容的学习不再产生枯燥、厌烦之感；另一方面，对传授者的工作内容前期准备与工作内容及时复盘也起到诸多增益作用。首先，借助良好的网络资源对内容予以创新，运用更加生动、巧妙地“滤镜”灵活设计，让无机化学理论在有机化学地应用“活”起来；其次，善于发掘符合现时代潮流的“网红”创新教学方式，将无机与有机化学的学习渠道打开，转变为更加丰富与多元；最后，结合流行的元素将辅助学习道具“流行化”，模拟化学的反应场景变化，助推更高层次的认识与化学思维的提高以达到无机化学理论与有机化学学习有利之处良性增长。

4.结束语

总的来看，无机化学与有机化学并不是两个完全独立的个体，即使二者间均具有属于其自身的特色属性；将无机化学理论应用于有机化学正是通过这种紧密联系与结合从无机化学和有机化学的不同个体之间寻找出共性，同时共价键、化学键基本参数及共振理论等知识理论体系的应用又能够于共性中突显各自的个性。由此得出，只有在顺应当代科学潮流的大背景之下充分发挥出主观能动性，通过不断地努力与创新思维方式主动将二者融合的思路付诸于实践过程中，并将无机化学理论在有机化学领域加以广泛应用、反复验证，才能够使有机化学和无机化学在科学知识海洋中碰撞，于碰撞中交融，于交融中共生。