「等你上了大学,会发现高中学的化学都是错的」

「等你上了大学，会发现高中学的化学都是错的」

今天上课，化学老师和我们说：“当你上高中时，你会发现你初中化学学的一堆是错的。再当你上大学时，你又会发现你高中又学了一堆错的。”

听到这，我想弄明白，作为一个高中生，应该用什么样的思维去对待这一学科？在学习化学时，我更想去了解其中的原理，但是在高中这个阶段我刚觉我身边的人并不是太注重这个方面，通常都是老师说什么就是什么。如何看待化学这门学科？孙亚飞，分子美食家/专栏http://zhuanlan.zhihu.com/renchouduodushu

“当你上高中时，你会发现你初中化学学的一堆是错的。”

是这样的，没有错。

但是初中化学告诉你，地球上的一切都是化学物质，水是化学物质，食物是化学物质，装食物的碗是化学物质，洗碗的洗洁精是化学物质，就连你自己也是化学物质。所以，你必须知道，所有写着“本品不含化学物质”的广告语都是虚假宣传。

初中化学还告诉你，化学反应中的质量是守恒的，并且原子是最小的单位。所以，你必须知道，如果你给我一颗金子，我能变出十倍的金子，那是魔术。如果你给我水，我能给你做出油来，那是骗术。

但是，请问上过初中的人，有多少人把这些铁律记住了？

“再当你上大学时，你又会发现你高中又学了一堆错的。”

是这样的，也没有错。

高中化学给我们讲了物质的量，由此可以推论出“只谈毒性不谈剂量都是耍流氓”的金句，所以你可以纵横微信朋友圈，看着那些“XX 含有致癌物，快告诉你的家人不要吃”之类的标题，面带睿智的笑容，痛批它们都是垃圾。

高中化学中很有限的有机部分还给我们讲了什么叫氨基酸，什么叫蛋白质，什么叫碳水化合物，什么叫油脂，所以当你看到酵素的时候，如果明白了它不过是日语对“酶”的翻译，请大胆地提醒你身边的人，别给什么“水果酵素”去送智商税。

高中化学的理论很粗浅不假，但也描述了原子的微观结构，讲过纳米尺度的物质有什么特性（胶体），结合物理中的一些粗浅的概念，你可以明白，绝大多数广告中的“量子”、“纳米”都特么是骗人的！

……

我想说的是，我国虽然还是九年义务教育制度，但其实现在大多数人都能念到高中了。中学里的知识，是属于通识教育的范畴，除了数学是锻炼逻辑思维，不输出具体的知识以外，其他学科都是告诉我们一些基本的常识，特别是化学。

整个中学的化学，错误的内容很多，但基本都不是事实性错误，而是片面性错误。比如高中的酸碱概念是基于阿伦尼乌斯的酸碱理论，那是连原子结构都不知道的时代设计出的模型，有很多漏洞，可在生活中足够用了，醋是酸，氨是碱，两者一混就是盐，挺对的。但你要想进一步钻研化学，这个模型就显得很单薄了，于是出现了布朗酸碱理论，你现在知道醋是酸，醋酸根就是碱；你又知道了路易斯酸碱理论，你知道氨是碱，那么三氟化硼

就是酸。

可是呢，先不谈后面的进阶概念，就是最基本的概念，有多少人拎得清？多少人笃信所谓的“酸碱体质”，又要论证醋对健康有好处，然后把醋硬生生地划分成了碱性食物？

（截图来源自己找）

（截图来源很明显）

你以为我就是黑这些野鸡网站和某度吗？

知乎一样有这样的问题：如何解释醋是碱性食品？

当然了，回答都是各种批判，这还是能显示出 985+211 的优越感的。

所以啊，题主，如果你身边的人能做到“老师说什么是什么”，这就已经很成功了，因为我们的中学化学就是要灌输这些基本常识，但无奈的是，大多数人一毕业就全忘了啊，连醋是酸是碱都整不明白，你还指望他们能明白啥？Grenadier，化学PhD

“今天上课，化学老师和我们说：“当你上高中时，你会发现你初中化学学的一堆是错的。再当你上大学时，你又会发现你高中又学了一堆错的。”听到这，我想弄明白，作为一个高中生，应该用什么样的思维去对待这一学科。在学习化学时，我更想去了解其中的原理，但是在高中这个阶段我刚觉我身边的人并不是太注重这个方面，通常都是老师说什么就是什么。”

这是题主的描述。

我来简单针对题主的描述来回答。

化学，其实一门标准的科学。只不过还没有被数学完全渗透罢了。这门学科具有在短时间内无法被替代的重要意义。所以我首先要说珍爱生命远离剃头哥等诡辩者。当然，请你也不要轻信诸如“有机合成才是真正的化学”之类虽有道理但是井底之蛙的言论。

当然，这个回答的读者也包括受过大学教育的人。所以，如果你有高数背景，那么，题主所提出的，初中教的东西高中被推翻，高中教的大学被推翻的现象，可以被理解为：你学习化学本质的过程，其实就是一个泰勒展开的过程……化学的本质就像真正的复杂的函数，不同级别的化学就像是对函数的一阶，二阶，和高阶展开。初高中化学，就像低阶展开，有时候偏差很明显，但是整体方向却没错。那么接下来，你要提高解决问题的精确程度，你就开始向高阶展开，高中就是高阶，大学化学又高一阶，相信我，这个过程还可以无限持续下去。随着你被化学课折磨的越来越多，你对化学过程的本质就会更加接近。

对于可能没有高数背景的题主，我这么说吧，首先知乎上有关于泰勒展开的科普，其实挺不错，了解一下。如果不想看，那我试着从另一个角度说，首先你看到的是杂乱无章毫无规律的自然“奇迹”，比如说，你看到一种叫盐酸的东西可以腐蚀矿物质。然后你用了一套初中化学的体系，简洁而成功的理解了这个问题：你们初中课本讲过：在水中电离氢离子的是酸，电离氢氧根的是碱。（这其实就是阿伦尼乌斯提出的酸碱理论）金属阳离子和酸根阴离子组成盐，矿物质与盐酸反应，就是课本里的复分解反应。一个反应要发生，需要生成气体或沉淀。这是初中化学。简单，又有效。大部分时候能解决问题。

但是你可能会在实验室注意到一个现象：如果你有一瓶敞开的盐酸和一瓶敞开的氨水，你可能会看到俩瓶子中间的空中有白烟。这似乎没法用初中的酸碱来解释。那怎么办？在大学里（也许现在高中也会讲）你会学到一个延伸版的酸碱模型：提供质子（氢离子）的

是酸，接受质子的是碱。（这就是 Bronstead 酸碱模型）咋一看似乎跟之前没区别。但是仔细想想，这就不一定光是水溶液了。对于那个白烟，那就是空中的 HCl 给出质子，NH3 接受质子，变成了 NH4Cl 氯化铵分子，是固体，所以成了白烟。

几乎所有的酸碱反应都可以套进这个模型。但是，化学家还不满足。于是你在大学化学还会学到路易斯酸碱模型。在这里，他们不管氢离子了，提出：给出电子对的是碱，接受电子对的是酸。所以，乙醇钠其实是碱，而且在有机化学里，是个著名的“碱”。现在你回过头，看看从初中到现在，其实虽然知识翻天覆地，但是逻辑并不混乱，只不过越来越深了。

这其实代表了人类探索未知的一般思路。先搞一套简单的模型，只要能解释现象，提供预测就好。然后，再逐渐探索，修改现有的理论。书上对于新理论代替旧理论的描述，有时候其实太夸张啦。即使是相对论，也不是说“推翻了”牛顿定律。它只不过比牛顿定律适用范围更广。大部分时候，我们仍然在用牛顿定律之类的旧理论，或者想你初中理科里那些初级知识。他们简单，易懂，有效。

很多时候，很多人眼高手低。他们认为有漏洞过的理论不值得学习。这并不值得提倡。因为人的学习不是一蹴而就的，大部分人不是天才，需要一步步来。

对于大学毕业的其他读者，我在博士期间学到的一个重要道理是：不要等到所有的数据都采集到了，所有的模型都建好并且完美的切合了数据，才动手写文章。你对于你研究的认识，一定会在写的过程中有所变化，或者说有所进步。你需要做的是边写，边修改自己的模型，补新的数据。你趋向的道路，很少是笔直的。

最后，当我执教美国本科生的大学化学时，我突然意识到初中和高中化学的意义。我

的学生们（他们不是学渣，是正常美国学生水平）上大学之前平均学过仅仅一年化学。执教时我认识到，美国这里抛开中国初中教的那些酸碱盐，高中那些勒夏特列原理和各族元素概论，直接从原子核开始，讲原子轨道，讲化学键，再讲酸碱反应和滴定，是要了他们命的……可能有些人会觉得，先讲分子怎么组成，再讲反应这不是很棒吗？但是，化学的学习其实很仰赖你对于化学现象的掌握和积累。没有学过酸碱盐和各族化学的美国小本们，即使学完电负性，当我说浓的酸性是源于氮较大的电负性时，是没概念的。直到实验室里他们把硬币放进去浓里煮的时候，才知道了我想表达啥。Chemguy，化学老师？嗯，算是吧。

从高中角度答一发。

为什么中学化学让学生感受到不断的“”，不断的“自我否定”。我觉得原因是以下两方面的：

1，高中数学是纯逻辑学科，讲究的就是一个逻辑自洽，因此一般不会出现像化学这样后面的知识不断、不断否定前面知识的情况；物理学本身复杂，但高中物理课上讲的是轻绳、轻杆、轻弹簧和不计摩擦的斜面这些「模型」，考试考的也是轻绳、轻杆、轻弹簧和不计摩擦的斜面这些「模型」，因此学生虽觉得物理难，但也都认为物理是讲理的。

化学为什么会给人感觉不讲理，因为化学无论是“知识”还是考试的试题，其载体都是一个一个真实存在的「物质」而不是「模型」。我们在研究物质时，除非一个一个物质去专门研究，否则就需要对海量的物质进行分类，只要分类，就会有标准，而这个分类的标准只是这一类物质的一个共性。然后我们根据这一类物质的共性，总结出了若干规律，请注意，这里的规律也是由某一个方面的共性总结的。那么这个规律就是一个「模型」，但这只是个「模型」。什么意思？！我举个例子吧：

【例】非金属元素简单氢化物的稳定性与非金属性的关系

题主即将学习的《必修 2》第一章《元素周期律 元素周期表》中很重要的一个知识点就是「判断两非金属元素的非金属性强弱」，其中一个依据是「非金属性较强的元素，其简单氢化物的热稳定性越好」。

这就是一个从一个一个具体的非金属简单氢化物中总结出来的「规律」或者说是一个「模型」；可有心的同学马上就会发现反例：

非金属性：C＜N，而热稳定性 CH?＞NH?！(CH?在 1000℃以上分解，NH?在 800℃以上分解)

瞧见了吗，像这样需要在一个「规律」后面打很多「补丁」的情况在中学甚至本科化学中都是屡见不鲜的。

这又是为什么呢？这就是「具体物质」与「模型」的差别，「模型」总是简单的，而具体物质总是复杂的。

对于上例，作为中学生可以这样理解：影响一个具体的非金属简单氢化物的热稳定性的因素实际上是多个方面的，但其中这个非金属元素的非金属性对它的氢化物的热稳定性影响是最主要的一个方面，但绝不是不是全部。对大多数氢化物来说，其热稳定性的递变规律与形成这些氢化物的非金属元素的非金属性的递变规律是一致的，因而人们总结出这个「规律」。但实际对于个别氢化物（如 CH?），其另外的一些因素（如 CH?高度对称的正四面体结构）对它的稳定性或许会有额外的贡献。

2，部分教师在教学中把知识讲死了。例如请大家先思考一个问题：「CH?COOH 是几元酸？」

大家的回答肯定是「一元酸」，觉得这是一个无聊的问题。那么再请问大家：「CH?COOH、Ph-OH、H?O，CH?OH 的酸性大小如何？」(注：Ph- 表示苯基，原谅手机党)

高三水平的学生应当能答：

酸性：CH?COOH＞Ph-OH＞H?O＞CH?OH

再再请问：「您能解释这个酸性排序吗？」

竞赛生解释起来这个问题应该毫无压力，用透导效应、共轭效应等电子效应轻松解决。但针对普通高中理科生呢？就无法解释吗？

不，普通中学生可以这么理解：「上述物质均有酸性，因为它们结构中含有—OH，而它们的酸性不同，是由于羟基所连接的基团不同，可以想象，对—OH 电离影响的顺序为：CH?CO—＞Ph—＞H—＞CH?—」

如果你理解了这一点，那么若将—OH 换为—NH?，其酸性顺序应与—OH 一致。

酸性：CH?CONH?＞Ph-NH?＞NH?＞CH?NH?

翻手册，查 pK?值，的确是这样的。

既然如此，再将—NH?换为—CH?，其酸性顺序也应与—NH?一致。

酸性：CH?COCH?＞Ph-CH?＞CH?＞CH?CH?

因此，—CH?有酸性，得到了证明。

请再次请问：「CH?COOH 是几元酸？」

是四元酸吗？

不，它就是一元酸！

就像在晴朗的白天，头顶的星星一颗都不少，但我们为什么一颗也看不见？因为大阳的光芒掩盖了星星的光辉。正如此，CH?COOH 中—COOH 的酸性远强于—CH?的酸性，因而不认为 CH?COOH 是四元酸。

但当「太阳落山」，CH?COOH 变为 CH?CHO，此时「星星的光辉」CH?—的酸性就能体现了。例如：碱性条件醛的缩合反应就与α-H 的酸性有关。

因此，知识系统化，不要把规律学死，讲死。真的很重要。

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