16 / 32
16
KJEMI
5
2011
Steffen Berg og Abhik Ghosh*, Institutt for Kjemi,
Universitetet i Tromsø
Organisk kjemi har derimot et rykte på seg for å være langt
mer strukturert og logisk enn den uorganiske kjemien. I orga-
nisk kjemi blir reaksjonsmekanismer viet stor plass, og studen-
tene synes mekanismene er en logisk måte å lære faget på. På
Universitetet i Tromsø har vi funnet ut at reaksjonsmekanismer
fungerer like godt i grunnleggende uorganisk kjemi som i
organisk kjemi. Studentene lærer å kjenne igjen vanlige uorga-
niske komponenter, som elektrofile og nukleofile, for deretter
å kombinere dette med piltrekkingen fra organisk kjemi som
de da allerede er kjent med. Vi mener denne undervisningsme-
toden vil gi en stimulerende introduksjon til uorganisk kjemi.
Piltrekking i seg selv fører til engasjement hos studentene,
siden de kan bruke logisk tankegang til å tilegne seg ny kunn-
skap.
En stor del av populariteten til organisk kjemi skyldes nok
den logiske tenkningen og systematikken. Mekaniske forkla-
ringer finnes for de aller fleste syntesereaksjoner, og studen-
tene lærer tidlig både å tegne og forutsi slike reaksjoner utfra
mekanistiske forhold. Dette er selve piltrekkingens egenart!
Ved å se på et stort utvalg av undervisningsbøker i organisk
kjemi, ser det ut som de aller fleste universiteter bruker meka-
nismer i introduksjonskursene. Her kunne ikke forskjellen til
uorganisk kjemi vært større. Vi har til nå ikke funnet en eneste
introduksjonsbok i uorganisk kjemi som beskriver faget med
mekanismer (1-5). Vi mener dette bidrar til å fremstille uorga-
nisk kjemi som et uoversiktlig fag der reaksjoner og fagkunn-
skap ikke skal bli forstått, men pugges.
Det er ingen god grunn for at det skal være en slik for-
skjell mellom emnene. Både organisk og uorganisk kjemi
involverer bindinger mellom p-blokk-grunnstoffene, bindings-
konseptene er derfor ganske like i de to fagene. Om vi ser på
de ioniske prosessene i organisk kjemi – nukleofil substitusjon,
eliminasjon, nukleofil addisjon til karbonylgrupper og elektro-
fil addisjon til karbon-karbon bindinger – så ser vi at det er
mye av de samme prosessene som er involvert i p-blokk-kje-
mien (6). Denne sammenhengen ledet oss til et slags «sosialt
eksperiment» på Universitetet i Tromsø. Selv om det formelt
sett ble brukt en standard uorganisk lærebok med fokus på
beskrivende kjemi, så var hovedfokuset ved eksamen oppgaver
av mekanistisk art. Der ble den organiske tankegangen brukt på
uorganiske reaksjoner. Vi var bekymret for at avviket mellom
boken og eksamen ville føre til misnøye hos studentene.
Heldigvis har vi i løpet av de siste 10 årene bare fått klage på
dette fra et par studenter av rundt 100 som har tatt kurset. De
fleste ser ut til å like denne formen å lære på, og ved slutten av
semesteret synes de at uorganisk kjemi uten mekanismer virker
både primitivt og utenkelig.
Hvorfor unngår uorganiske lærebøker en mekanistisk til-
nærming til faget? Vi tror en av grunnene er at i kontrast til
organiske funksjonelle grupper, så er p-blokk-forbindelsene
som hydridene, oksidene, halidene etc. mye mer reaktive og
reaksjonene har derfor vært mindre studert. Det er forståelig at
forfattere av uorganiske tekstbøker velger å styre unna et felt
som har lite grunnlag i eksperimentell fakta. Dette er et godt
argument, men som beskrevet under, er fordelene ved en meka-
nistisk tilnærming så stor at den veier tyngre enn dette argu-
mentet. Vi har alltid lagt vekt på at man sjeldent, om noen gang
beviser en mekanisme, men at man oftest motbeviser dem,
eller viser dem som lite sannsynlige. Studentene blir også
bevisstgjort på at mekanismene som blir vist i kurset er stort
sett hypotetiske.
Vi tror det er mange gode grunner for å rettferdiggjøre
vår mekanistiske arbeidsmåte.
– De uorganiske mekanismene er basert på sterke paralleller
med velstuderte organiske prosesser, og dermed er ikke meka-
nismene «tatt ut av det blå».
– Mekanismer gir studentene en logisk struktur i faget, som
de kan anvende når de skal forstå og huske all den informasjo-
Piltrekking:
En logisk og
engasjerende
tilnærming til
uorganisk
kjemi
Steffen Berg presenterte arbeidet på vårmøtet 2011 til American
Chemical Society i Anaheim, California.
Uorganisk kjemi består av en enorm rekke molekyler og reaksjoner som kan virke både uforståelige
og forvirrende. For mange studenter kan faget fremstå som ulogisk, og de ser seg nødt til å pugge
store deler av faget. For å undervise uorganisk kjemi på en effektiv måte bør faget gjøres logisk for
studentene, noe som sjeldent lar seg gjøre i grunnleggende kurs.