中文名: 新生有机化学
英文名: Freshman Organic Chemistry
资源格式: WMV
课程类型: 化学
学校: 耶鲁 Yale
主讲人: J. Michael McBride
版本: 耶鲁开放式课程/中文字幕/更新到第八课
发行日期: 2008年
地区: 美国
对白语言: 英语
文字语言: 简体中文
简介:
翻译：洪晓慧
编辑：刘契良
简繁转换：陈盈
后制：洪晓慧
字幕影片后制：谢旻均
关于这门课程
这是两学期课程的第一学期，着重于介绍有机化学结构及机制之当前理论，历史发展及实验观察基础。本课程开放给在化学和物理方面有良好准备之新生，旨在开发科学起源和创造性研究所需知识技能等两方面之体验。
课程结构
这是门每周3堂，每堂50分钟的耶鲁大学校内教学课程，于2008年秋季录制，作为耶鲁大学开放式课程使用。
关于 J. Michael McBride教授
J. Michael McBride是耶鲁大学Richard M. Colgate化学教授。在伍斯特学院和哈佛大学完成学士学业后，McBride教授于哈佛大学获得物理有机化学博士学位。他于1966年起任教于耶鲁大学化学系，研究晶体生长和有机固体反应。他获得的奖项包括普赖洛格奖章、研究生教育之诺贝尔荣誉奖，及美国化工制造商协会之本科生教育促进奖。他的生活，研究及教学详见《晶体生长与设计》Crystal Growth & Design, 2005, 5 (6), pp 2022–2035。
第一讲概述
McBride教授概述了课程目标和要求，包含必需的实验课程。对课程的首要问题：“如何了解？”他提出了两个不能令人信服的答案（神权和人权）和两个可接受的答案（实验和逻辑）。他说明了17世纪实验和逻辑造成科学源起的丰硕成果。并举了伦敦皇家学会及艾萨克‧牛顿的“关键”光线实验等例子。在与牛顿的通信中，身为日记作者和海军采购专员的塞缪尔‧佩皮斯显示出对新进科学家来说最重要的态度和习惯，特别是那些想在这门课程中获得成功者。本讲以介绍上半学期应理解的目标做终结：了解描述化学键结的作用力定律。
问题集 ∕ 阅读作业
阅读作业，问题集，PowerPoint简报，及有关这个讲座的其他资源，可参照McBride教授为2008年秋季课程学生所制作的校园课程网站。请参阅以下资源的部分。
资源
McBride教授的CHEM 125课程网站资源（2008年秋季）
http://webspace.yale.edu/chem125_oyc/#L01
第二讲概述
McBride教授遵循牛顿的想法，以寻找描述化学键结的作用力定律为开场。不论是正比（虎克定律），或反比（库仑力，引力）于距离，都需以摩斯势能理论将其整合在一起。G. N. 路易斯根据电子的新发现，制定了“立方体－八隅体”理论，并将其发展为共享电子对模型，用以解释键结。讨论过路易斯点符号和形式电荷后，McBride教授解说了在某些“单一最小值”例子中，路易斯结构理论有所不足，补救之道必须透过令人困惑的“共振”概念。
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第三讲概述
继续讨论之前讲座中所谈过的路易斯结构和化学作用力，McBride教授介绍了臭氧分子的双势能井及其结构的平衡。遵循平方反比力定律无法使带电粒子做稳定的排列，这是来自恩绍定理所述，这个理论可藉由力线观察到。J.J. 汤姆生运用恩绍对结构限制的理论，假设出“葡萄干布丁”原子。当拉塞福证明，原子核是一个点时，汤姆生得出的结论是，库仑定律在小距离时不适用。
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第四讲概述
本次讲座提出的问题为，是否可能藉由感觉或目视证实键的真实性。先由20世纪初期“透视眼”骗子所做的实验谈起。他们声称可以“看见”原子和分子的详细结构，目的在于讨论科学信仰的真正基础。然而，此举显示了分子的规模并非难以想象的小，牛顿和富兰克林因而进行了能够测量到如此小距离的简单实验。近25年来，各式各样扫描式探针显微镜的实现，使化学家能够“感觉”到个别分子和原子，但无法感觉到键。
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第五讲概述
McBride教授以带电粒子来介绍光的衍射理论及其应用，即藉由 X光衍射，研究电子在分子中的分布情形。并藉由激光穿过衍射光罩所产生的图形模式，回溯这些受X光照射之有序固体的研究，藉以阐述分子模式和晶格重复性的关系。
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第六讲概述
McBride教授以六边形的“苯”图形，及富兰克林的DNA－X光衍射图，继续他对X光衍射晶体学的讨论。解释“倒数空间”中的衍射图形，与分子中电子的分布及晶体晶格中分子的重复现象有何关联。他还使用电子密度差异图来显示键、未共享电子对及它们的形状。并显示出其密度仅为由路易斯共享电子对所预测出的二十分之一。碳－氟键中异常的密度差异带出本课程第二个大问题，就是“与什么做比较”？
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第七讲概述
在指出一些电子密度差异结果与路易斯键结理论间的差异后，课程进行到量子力学，藉以寻求对化学键的基本认识。波函数Ψ使初级学生感到困惑，但它同样也使创造量子力学的物理学家们感到困惑。薛定谔方程式藉由Ψ的形状来计算动能。当Ψ的曲线向零点趋近时，动能为正值；但是当曲线远离零点时，动能为负值！
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第八讲概述
McBride教授藉由解说波函数曲率大小与系统动能的关系，以及波函数平方与电子机率密度的关系，详述了近期发展出的波函数观念。因为波函数在负动能区域不可发散的限制，导致只有特定能量被允许；此特性可用以探索其简谐振荡，莫斯势能和库仑势能。考虑质量的影响，而显示了一个在动力学、能量、振动频率、及键长上的“同位素效应”。
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关于MyOOPS：
来自全球顶尖大学的开放式课程，现在由世界各国的数千名义工志愿为您翻译成中文。请免费享用！
OOPS是Opensource Opencourseware Prototype System，我们的中文名称叫做开放式课程计划。简单地说，这是在奇幻基金会（http://www.fantasy.tw）之下执行的一个计划。我们希望能够用开放原始码的理想、精神、社群和技术来挑战开放知识分享的这个新理念，让更多的人可以分享到知识。
由《魔戒》的翻译者朱学恒发起，台湾奇幻基金会资助。「创作共享，天下为公」是OOPS的宗旨。其汉化行动是：将世界各个顶尖大学的课程、考试、提纲、讲义等内容，在不作为商业用途复制的前提下，翻译为中文，并免费分享给全世界所有需要的人。
由奇幻基金会执行长朱学恒2004年开始发起的开放式课程计划，目前已翻译包括麻省理工学院(MIT)、约翰霍普金斯、哈佛、剑桥、耶鲁等学校所提供的开放式课程资料及TED演讲集。
网站链接： http://www.myoops.org/
