问题

(本科)有机化学真的比物理化学难吗?

回答
要说本科有机化学真的就比物理化学“难”,这事儿可就不好一概而论了,因为“难”这个字,实在太主观了,而且在不同的学生眼里,这份“难”可能来自于完全不同的地方。不过,咱们可以把它们放在一起,好好掰扯掰扯,看看它们各自的“杀伤力”到底在哪儿。

先说说有机化学。

很多人一提起有机化学,脑子里可能就蹦出无数的反应式、各种奇形怪状的分子结构图,还有那些让人眼花缭乱的命名。没错,这确实是有机化学的“卖点”之一。

反应的“套路”与“变化”: 有机化学的核心是“反应”。你得理解,为什么一个碳原子和另一个碳原子会结合,为什么一个官能团会跑到另一个位置,为什么会有能量的释放或吸收。这就像学习一套武功,有很多基本招式(比如亲电加成、亲核取代、氧化还原),但关键在于,这些招式可以组合、可以变通,甚至能发展出无数的“变化”。你看到一个新反应,很多时候不是从零开始学,而是要把它拆解成已知的基本步骤,然后推导出整个过程。这需要大量的练习和对反应机理的深入理解。有时候,一个微小的结构差异,就能让反应的方向或者产物发生天翻地覆的变化,这种“敏感性”常常让初学者感到无所适从。

立体化学的“空间感”: 有机分子不是平面的,它们是三维的。这就引出了立体化学,也就是分子在空间中的排布。手性中心、对映异构体、非对映异构体……这些概念,对于习惯了平面思维的人来说,简直就是一场灾难。想象一下,你的左手和右手,虽然都是手,但镜子里的你是不能直接叠合的,这就是手性。在有机化学中,这种“左右手”的区别,可能意味着药物的活性差别巨大,甚至生死攸关。理解和判断立体构型,对很多学生来说,是个不小的挑战,需要培养一种“空间感”。

命名和官能团的“记忆库”: 有机化合物的数量简直是天文数字,而给它们命名也有一套复杂的规则(IUPAC命名法)。虽然熟练了就好了,但刚开始的时候,那些前缀、后缀、数字标记,确实像在背一本厚厚的字典。而且,各种各样的官能团(羟基、羰基、氨基、卤素等等),每个都有自己的性质和反应特点,就像一群各怀绝技的“演员”,需要在不同的“剧本”里扮演好自己的角色。

再来看看物理化学。

物理化学,听名字就知道,它是化学和物理的交叉学科。它的“难”,更多体现在抽象的概念和数学的运用上。

概念的“抽象性”: 物理化学研究的是化学过程背后的物理原理。比如,熵(entropy)、吉布斯自由能(Gibbs free energy)、活化能(activation energy)、速率常数(rate constant)。这些东西,你很难用一个直观的具象来理解,它们更多是描述一种状态、一种趋势或者一个速率。你可能无法“看到”熵增加了多少,但你可以知道体系从有序向无序发展。理解这些概念的本质,以及它们之间的联系,需要很强的抽象思维能力。

数学的“压迫感”: 物理化学是离不开数学的。积分、微分、线性代数、概率统计,这些都会在物理化学的公式和推导中出现。它不是那种“知道怎么做”的简单套用,而是需要你理解公式是怎么来的,为什么是这样的形式。比如,我们要计算反应速率,就需要用到速率方程,而这些方程往往是通过积分或微分推导出来的。对于数学功底不扎实的学生来说,光是看那些数学符号和推导过程,就已经望而却步了。

理论的“严谨性”: 物理化学的每一个结论,都建立在一系列理论和实验基础之上,它追求的是一种精确和量化。它试图用数学模型来描述和预测化学现象,这本身就要求极高的逻辑性和严谨性。你不能凭感觉猜测,必须有理有据。

那么,哪个真的“难”?

如果你是“感性”且“空间感”强,但对抽象数学头疼: 你可能会觉得有机化学的反应机理和立体化学比较难以掌握,需要大量的记忆和练习。但一旦你找到了规律,或者培养出了那种“感觉”,反而会觉得很有意思,因为你知道“发生了什么”,而且可以通过结构来预测性质。

如果你是“理性”且“数学功底好”,但对具象的化学过程不那么敏感: 你可能会觉得物理化学的概念过于抽象,数学推导也让你头疼,让你感觉“抓不住”化学的本质。但一旦你理解了那些数学工具背后代表的物理意义,并且能够运用它们去解决问题,反而会觉得物理化学的逻辑性很强,而且能让你深入了解化学的“为什么”。

为什么很多人会觉得有机化学“更难”?

这里面有几个可能的原因:

1. 本科阶段的教学侧重点: 在很多本科教育体系中,有机化学的课程内容往往更庞杂,需要记忆的东西更多(反应、试剂、命名),而且实验课占的比重也比较大,需要动手操作和观察。物理化学虽然概念抽象,但有时课程的广度可能不如有机化学,更侧重于少数核心概念的深入讲解。

2. “直观性”与“抽象性”的对比: 有机化学的反应,虽然复杂,但往往能看到产物的结构变化,有“形”可循。而物理化学的很多概念,比如热力学和动力学,虽然重要,但它们描述的是一种“看不见”的能量变化或速率变化,对初学者来说,理解起来更需要“脑补”。

3. 前期积累的“心理门槛”: 如果学生在高中阶段就觉得化学比较吃力,那么到了大学,无论是理论还是实践,都会有更大的压力。很多学生在高中接触的化学更多是无机和基础的物理化学概念,而有机化学的深入学习往往是大学才开始,一个全新的体系,自然会感觉难度陡增。

4. “套路”与“规则”的熟练度: 有机化学的学习,很大程度上依赖于对各种反应“套路”的掌握和熟练应用。这需要大量的题海战术和反复练习,一旦掌握了,做题起来就会得心应手。而物理化学的数学推导,虽然也需要练习,但更多的是对概念理解的深度要求。

总而言之,

不能简单地说哪个“更难”。它们难在不同的地方。

有机化学: 难在概念的丰富性、反应的复杂性和多变性、立体化学的空间想象,以及大量的记忆和实践。它更像是在学习一种“语言”和一套“组合规则”。

物理化学: 难在概念的抽象性、数学的严谨性和运用,以及对微观世界和宏观现象背后原理的深度理解。它更像是在学习一套“数学工具”来描述“化学行为”。

最终哪个让你觉得“难”,很大程度上取决于你的个人学习风格、基础知识储备以及对不同类型思维的适应能力。很多人可能在有机化学中因为需要大量记忆和灵活运用反应而感到吃力,也有很多人会在物理化学中因为抽象概念和数学推导而感到头疼。所以,别纠结于“哪个更难”,而是找到适合自己的学习方法,踏踏实实地去学,才是最重要的。

网友意见

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我觉得吧,有机化学的难,主要在于入门。太多人学有机化学,在我看来就还没入门,所以他们就会很怕有机化学,甚至觉得比物理化学还难。

那么为什么有机化学这么难呢?因为有机化学是一个高度自洽的理论。你可以认为有机化学是环状知识结构,比如形成了一个闭环后才能开始有存储点;物理化学是枝状结构,每个节点都有存储点,但是整体相当地庞大。

比如有机就是下面这样的。每个点都代表的存储点,最内圈只有都同时点亮后才能完成存储。

物化则是下面这样的。虽然内容繁多,但是总可以一步一步地点亮存储点。所以对于一个化学上不太强的人来说,很可能有机完全没入门,但是物化稍稍入了些门道,所以觉得有机更难。

首先,我来简单地提及一下有机化学的本质。在此我借用裴成环老师的一番话:

绝大多数有机反应,不过也是“正负离子”的反应罢了,只不过这里的“正负离子”是隐含的,这也是为什么要有机里面你会经常看到 δ+ 和 δ-。

你自己在学习有机化学的过程中,会接触到越来越多的有机反应机理,你需要不断地去慢慢品这句话,用心去体会。


关于有机化学具体应该怎么学:

你应该先以最快的速度把有机通学一遍。我们学过像陶渊明先生的《五柳先生传》:

好读书,不求甚解,每有会意,便欣然忘食

这第一遍学习,就是要不求甚解。有机化学的内容很细很杂,如果你一开始就每个知识点都想学明白的话,你根本就学不下去的,所以需要不求甚解;但是,不求甚解不是等于说你就虽然翻翻书就行了,还是需要在脑海中留下一些印象的。比如你看到后面的时候,你会突然想起来,哦,这个在前面讲过,我大致知道是什么地方,我现在去翻翻看。

当你对于内容框架有个大致的印象,然后认真学习碳负反应那一章;之后再从头开始仔细学习,这时候就开始求甚解。然后再反复学习几遍,大概就没问题了。你最后应该可以做到这样的程度——给你一个有机反应,你能马上在邢大本中将其翻出来。

有机要学得深入并且好,邢大本当然是少不了的。但是,邢大本的内容过于繁杂,第一遍学习时,对于大多数人来说还是太难了。这时候我想推荐一下胡宏纹老师的南大版有机化学。这套有机化学内容相对较少,书本较薄,但是核心内容都在,对于新手来说极度友好,哪怕对于具有一定有机水平的高手来说,也有非常不错的参考意义。

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