Методичні особливості вивчення теми "Атоми. Прості і складні речовини": надання теоретичних відомостей про структуру і властивості атомів, молекул, чистих речовин, сумішей, розробка комплексу лабораторних завдань і плану проведення уроку.
Короткий сожержаніе матеріалу:
Глава 1. Теоретична підтримка темаАтоми і молекули. Чисті речовини і суміші. Прості і складні речовини
Люди давно здогадувалися про те, що речовини складаються з окремих дрібних частинок. Їх називають атомами. У багатьох випадках атоми не існують поодинці, а об'єднуються в групи - молекули. Атоми і молекули надзвичайно малі: в будь-якому крихітному шматочку речовини, який ми в змозі розгледіти (наприклад, в порошині) міститься більше атомів, ніж зірок у всій нашій Галактиці.
У порівнянні з різноманіттям речовин число атомів вельми обмежена. Атоми можуть різним чином з'єднуватися один з одним. Як з букв алфавіту можна скласти сотні тисяч слів, так з одних і тих самих атомів утворюються молекули або кристали величезної кількості різних речовин, з яких складається навколишній світ.
Молекула - це найменша частинка речовини, яка визначає його властивості і здатна до самостійного існування. Молекули побудовані з атомів.
Речовина (наприклад, цукор) можна розмолоти на найтоншої млині і все одно кожна крупинка буде складатися з величезної кількості однакових молекул цукру і збереже всі відомі нам властивості цієї речовини. Навіть якщо роздрібнити речовину на окремі молекули, як це відбувається при розчиненні цукру у воді, то речовина продовжує існувати і виявляти свої властивості (в цьому легко переконатися, спробувавши розчин на смак). Значить, самостійно існуюча молекула цукру - це ще речовина під назвою "цукор" (нехай навіть дуже маленька кількість цієї речовини). Але якщо продовжити дроблення далі, то доведеться зруйнувати молекули. А зруйнувавши молекули або навіть відібравши у них по парі атомів (з трьох десятків, складових молекулу цукру!), Ми вже руйнуємо саме речовина. Звичайно, атоми нікуди не зникають - вони починають входити до складу якихось інших молекул. Але цукор як речовина при цьому перестає існувати - він перетворюється в якісь інші речовини.
Речовини не вічні, тому що не вічні їх молекули. Зате атоми практично вічні. У кожному з нас, можливо, знайдеться якась кількість атомів, що існували ще за часів динозаврів. Або брали участь в походах Олександра Македонського, або в плаванні Колумба, або які були при дворі Івана Грозного.
Незважаючи на те, що молекули дуже малі, їх пристрій можна з'ясувати різними фізичними та хімічними методами. Чисте речовина складається з молекул одного виду. Якщо фізичне тіло містить молекули кількох видів, то ми маємо справу з сумішшю речовин. Поняття "чистий" в хімії і в побуті неоднакові. Наприклад, коли ми говоримо: - "Який чисте повітря!" - то насправді вдихаємо складну суміш декількох газоподібних речовин. Хімік скаже про лісовому повітрі: "Потрібно серйозно попрацювати, щоб виділити з цієї суміші чисті речовини". Цікаво, що в атмосфері будь-якого з них окремо людина існувати б не зміг. У таблиці 1-1 наведено співвідношення цих газоподібних речовин в свіжому лісовому повітрі.
Таблиця 1-1. Склад атмосферного повітря в сосновому лісі.
У таблиці 1-1 азот, кисень, аргон і т.д. - це окремі речовини. Речовина азот складається з молекул азоту, всім відоме речовина вода - з молекул води, терпинеол складається з молекул терпінеолу. Молекули цих речовин можуть бути дуже різними - від найпростіших, що складаються з двох-трьох атомів (азот, кисень, озон, вуглекислий газ) - до молекул, що складаються з багатьох атомів (такі молекули зустрічаються в живих організмах). Наприклад, терпинеол, який утворюється в хвойних деревах і надає повітрю запах свіжості.
Це означає, що речовин, як і видів молекул, може бути безліч. Ніхто не може назвати точну кількість речовин, відомих людям сьогодні. Можна лише орієнтовно сказати, що таких речовин - більше семи мільйонів. Це означає, що людству відомо пристрій приблизно семи мільйонів молекул.
Пристрій і склад молекул можна описувати різними способами, наприклад так, як це зроблено на рис. 1-1, де атоми мають вигляд кульок.
Атоми в молекулах різних речовин пов'язані один з одним в строго визначеному порядку, встановлення якого - одне з найцікавіших занять в роботі хіміка. Розміри кульок мають фізичний зміст і приблизно відповідають відносним розмірам атомів. Ті ж самі речовини можуть бути зображені інакше - за допомогою хімічних символів. З давніх-давен за кожним видом атомів в хімії закріплений символ з латинських букв. У таблиці 1-2 наведені символічні записи речовин, зображених на рис. 1-1. Такі символічні записи називаються хімічними формулами.
Таблиця 1-2. Хімічні формули речовин з рис. 1-1. Цифра нижче символу показує, скільки атомів даного виду міститься в молекулі. Ця цифра називається індексом. За традицією індекс "1" ніколи не пишуть. Наприклад, замість С1 О2 пишуть просто: СО2.
Мал. 1-1. Моделі молекул і назви речовин, що входять до складу лісового повітря: 1 - азот, 2 - кисень, 3 - аргон, 4 - вуглекислий газ, 5 - вода, 6 - озон (утворюється з кисню при грозових розрядах), 7 - терпинеол (виділяється хвойними деревами)
Існує умовний розподіл речовин на прості і складні. Молекули простих речовин складаються з атомів одного виду. Приклади: азот, кисень, аргон, озон. Молекули складних речовин складені з атомів двох і більше видів: вуглекислий газ, вода, терпинеол.
Часто фізичне тіло складається з молекул декількох різних речовин. Таке фізичне тіло називається сумішшю. Наприклад, повітря - суміш декількох простих і складних речовин. Не потрібно плутати складна речовина з сумішшю. Складне речовина, якщо воно складається з молекл тільки одного виду, сумішшю не є.
Проста речовина складається з атомів лише одного виду або з молекул, побудованих з атомів одного виду.
Складне речовина складається з молекул, побудованих з атомів різних видів.
Сумішшю називається речовина, що складається з молекул (або атомів) двох або декількох речовин. Речовини, що становлять суміш, можуть бути простими і складними.
На Землі поки ніхто не зміг написати такий книги, в якій були б описані абсолютно всі відомі людству речовини - від "а" до "я". Втім, в цьому немає особливої необхідності. Щоб знати хімію, не потрібно заучувати назви або відомості про величезну кількість речовин - досить знати закони, за якими вони утворюються і взаємодіють з іншими речовинами.
Глава 2. Методичні особливості вивчення темиАтоми. Прості і складні речовини
Методика цих уроків змінилася тому, що замінений досвід, що лежить в основі пояснення. Оскільки оксид ртуті виключений з числа шкільних реактивів, то доказ розкладання молекул на атоми й утворення нових молекул з вийшов атомів можна дати на досвіді електролізу води. Допоможуть усвідомити сутність процесу малюнки, моделі, схематичний запис реакції розкладання води. На цьому уроці потрібно звернути увагу учнів на те, що молекули речовин можуть складатися як з атомів одного виду (водень, кисень, так і з атомів різних видів (вода). Поняття простого і складного речовини формуються поки що без вживання терміна "хімічний елемент" . Так, учні, як -показав досвід, краще розуміють особливість складу простих і складних речовин і готуються до сприйняття наступного уроку на тему: "Хімічні елементи".
З метою розвитку в учнів умінь узагальнювати важливо пропонувати їм завдання, позволя.