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哪些事是你選了化學專業才知道的?

2021-02-26知識

化學帶給我的感覺是一種邏輯上的失控感和不確定性,知識上的碎片化、模糊性。 一整套學下來後就感覺煮了一鍋夾生飯,生熟參半,半熟不熟。

化學裏太多這樣那樣的模糊感,不確定性,特殊性,非普適性。 深究一個問題則會太過龐雜繁瑣,不深究則像在吃夾生飯 ,對類似的問題有種深深的無力感和失控感。就比如有機物系統命名法,深究的話研究一輩子恐怕都講不清,不深究的話遇到一些偏點的有機物則命名不出來。

就比如上面兩個分子,也不算太復雜,但你能用系統命名法命名出來嗎?

高中做數理化題目時的那種確定感和自信心在大學化學的消磨中逐漸消失殆盡了。

高中做物理數學題目的時候邏輯是非常清晰的。比如動能定理,動量守恒,機械能守恒在哪些情況下能用,老師會講得明明白白。而且還能很好地理解為什麽某些條件下有些公式不能用。

比如說一個過程中有摩擦生熱,那麽該過程就不能用機械能守恒。一個過程中有外力的作用,那就不能用動量守恒。

但大學學化學時,對公式就沒有了那種清澈如水般的理解。 就比如下面這幾個方程式:dU=TdS-pdV ;dH=TdS+Vdp ;dA=-SdT-pdV;dG=—SdT+Vdp;這幾個方程式的運用的條件是什麽?怎麽用?

我的物理化學老師講這幾個公式的時候就沒有講清楚它們的使用條件;他只講了要在平衡狀態下才能用,但他始終沒細講什麽是平衡狀態。

至於上面的公式怎麽用,教科書上只有一兩道例題運用了dG=—SdT+Vdp這個公式進行積分推導計算。而其他三個公式則幾乎沒被用過。操千曲而後曉聲,觀千劍而後識器。想要熟練地使用一個公式,最重要的是多做關於該公式的題。可惜的是書上沒有足夠的題讓學生們吃透這幾個公式。這就導致學生們運用這些公式進行計算的時候心理總是不踏實,不敢大膽地自信地用這幾個公式來計算。

再談談有機化學。有機化學我最頭疼的是紅外光譜,我始終沒能把基團和波數對應起來,我始終覺得1720cm-1處的峰既可以是醛基峰,也可以是羰基峰,也可以是羧基峰,也可以是別的基團的峰。總之,這種對於紅外光譜的模糊感和不確定性讓我覺得紅外光譜的意義很小。

另外,有很多有機反應的產物不具有唯一性。一個反應完全有可能出現兩種主產物,甚至更多的主產物。但答案上可能只會給一個主產物。比如一個很長的,具有多個雙鍵的烯烴,它在某條件下會反應成環,那它會成什麽樣的環?會變成兩個六元環還是一個五元環加一個六元環,還是只形成一個六元環?這都是有可能的。有機反應的規律並不具有太強的普適性和預測性。有時候看似能發生羥醛縮合,實際上卻是發生不了的。對於復雜點的有機反應,是沒辦法很好地預測產物的。

高分子化學中縮聚有幾種類別,老師主要講熔融縮聚和溶液縮聚,界面縮聚和固相縮聚講得很少,以至於最後學生對界面縮聚和固相縮聚沒有一個具體的形象的理解。你能舉個固相縮聚的例子來給大家聽聽嘛?

無機化學中曾講到算溶液中離子的濃度。就比如磷酸水解後溶液中磷酸二氫根的濃度。這是個非常麻煩的問題。磷酸氫根有三次水解,每次水解都涉及到一個平衡方程式,推導磷酸二氫根的濃度時會涉及到一些近似。最後磷酸二氫根的濃度運算式就是一個很畸形的方程式。令人生氣的是,這個方程式並不通用。濃的磷酸和稀的磷酸在推導公式時涉及到的近似是不一樣的,所以不同濃度的磷酸計算磷酸二氫根濃度時要套用的公式是不一樣的。如果再在這磷酸中加入一滴鹽酸,那完了,整個水解平衡又變了樣了,又要去推導新的畸形公式了。

材料科學與工程中也會有些公式,那些公式推起來的時候要用到這個熱學,那個統計學,那個晶體學……學生們對熱學,統計學,晶體學的理解並不透徹,所以對這些公式的理解始終是隔靴搔癢霧裏看花。學生們只敢對做過的例題使用這些個公式,對沒見過的題目則不敢拍著胸脯用這個公式。甚至只敢對一價離子用這個公式,對三價離子則不敢用這個公式。因為對於「這個公式怎麽來的?三價離子的題目和一價離子的題目是不是一回事?」,學生們是不太清楚的。你這個公式在推導的時候本來就是用的一價離子的晶體學模型來推導的,誰知道三價離子的晶體學模型是不是同一回事呢?如果想深究這個公式,就得把熱力學搞懂,懂一點統計學,再把晶體學給吃透。這可真是件麻煩的事情,學生們是沒有精力去做這些的。

化學裏太多這樣那樣的模糊感,不確定性,特殊性,非普適性。深究一個問題則太過龐雜繁瑣,不深究則對類似的問題有種深深的無力感和失控感。你沒辦法對化學羅列一個框架和體系,也找不出一個普適性很廣的公式。它就像一個老婦人在講人性心理學那樣,講了很多東西很多道理,東一句西一句,但卻沒啥統一的框架和條理,而且她講的道理在小明身上適用在小剛身上卻不適用。你聽完後依然對人性沒有清晰而從容的把握。你學了半天,別人問你乙醛的紅外峰在哪裏?你依然是一頭霧水。

讓一位熱血青年去學化學,他會感覺渾身使不上勁,好似在沙洞裏掙紮,一切都是那麽的松侉,那麽的癱軟,那麽的無力……掙紮著,掙紮著,不在掙紮中轉行,就在掙紮中萎靡。

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Em......我要貼上我的另一個回答:

這個回答看得人少o(╥﹏╥)o