Усі уроки хімії 8 клас - 2016 рік

ТЕМА 1. ПЕРІОДИЧНИЙ ЗАКОН І ПЕРІОДИЧНА СИСТЕМА ХІМІЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ Д. І. МЕНДЕЛЄЄВА. БУДОВА АТОМА

УРОК 15 ЗНАЧЕННЯ ПЕРІОДИЧНОГО ЗАКОНУ. ЖИТТЯ І НАУКОВА ДІЯЛЬНІСТЬ Д. І. МЕНДЕЛЄЄВА

Цілі:

-   Формування ключових компетентностей:

-   саморозвитку та самоосвіти — вміння працювати над створенням проекту;

-   інформаційної— відпрацювання вміння робити висновки й узагальнення;

-   соціально-трудової — вміти оперувати знаннями, розвивати гнучкість отриманих знань;

-   полікультурної — виховання на прикладі біографій видатних людей.

-   Формування предметних компетентностей: розкрити значення періодичного закону для розвитку природничих наук, зокрема хімії; ознайомити учнів із життєвим шляхом і науковою діяльністю Д. І. Менделєєва; закріпити знання про періодичний закон, періодичну систему, будову атома.

Обладнання: різні форми Періодичної системи (коротка й довга), портрети Д. І. Менделєєва, книжки про періодичний закон і життєвий шлях Д. І. Менделєєва.

Тип уроку: прес-конференція.

Форми роботи: захист проектів, прийоми «Прес-конференція», «Хрестики-нулики», «Відгадайка», «Кросворд».

ХІД УРОКУ

I. ОРГАНІЗАЦІЯ КЛАСУ

II. ОГОЛОШЕННЯ ТЕМИ Й МЕТИ УРОКУ

III. ПРОВЕДЕННЯ УРОКУ

На попередніх уроках учням було запропоновано підготувати реферати, проекти для проведення уроку прес-конференції. Учнів було поділено на групи й запропоновано основні теми доповідей.

1. Життя і наукова діяльність Д. І. Менделєєва.

2. Відкриття періодичного закону.

3. Значення періодичного закону для розвитку наук.

4. Будова періодичної системи та її розвиток.

На початку уроку учні сідають групами. Пропонуємо учням сісти так, щоб у групі були однакові теми доповідей. Це необхідно для того, щоб вони змогли обмінятися отриманою інформацією й вибрати доповідача, який і зробить доповідь за обраною темою. Учні групи можуть доповнювати відповідь однокласника. Учні інших груп уважно вислуховують доповідь і можуть ставити питання доповідачу, відповіді на які можуть давати всі члени групи. Тобто відбувається «Прес-конференція» між групами, і таким чином висвітлюються основні питання уроку.

Якщо наприкінці уроку залишиться час, можна провести між групами розважальні ігри, протягом яких можна повторити попередній матеріал.

1. Прийом «Хрестики-нулики»

Виграшний шлях — протонні числа елементів, що утворюють основні оксиди.

2. Прийом «Відгадайка»

Елемент розташований у ІІІ періоді, електронна формула 1S22S22 p63s23 p3.

З’ясуйте, що це за елемент. Вкажіть формулу вищого оксиду й гідроксиду, їхній характер.

3. Прийом «Кросворд» (на вибір учителя)

IV. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Підготовка до контрольної роботи

Будова атома

Закінчіть речення (№ 1-14).

1. Найменша хімічно неподільна електронейтральна частинка речовини — це...

2. Вид атомів з однаковим протонним числом —...

3. Атом з певним числом протонів і нейтронів у ядрі називають...

4. Частинку із зарядом 0 та масою 1 називають...

5. Частинку із зарядом +1 та масою 1 називають...

6. Навколо ядра атома рухаються...

7. Заряд ядра атома дорівнює...

8. Кількість протонів у ядрі визначають за...

9. Кількість нейтронів у ядрі дорівнює...

10. Кількість електронів визначають за...

11. Вкажіть кількість електронів у атомі Карбону.

12. Визначте елемент, який має 15 протонів.

13. Визначте елемент, який має 25 електронів.

14. Визначте елемент, який має заряд ядра атома +35.

15. Визначте скільки нейтронів містять атоми Калію, Магнію, Селену, Кобальту.

16. Запишіть будову атомів Флуору, Карбону, Магнію, Фосфору, Хлору, Аргону, Сульфуру, Бору, Неону.

МАТЕРІАЛИ ДО УРОКУ

А Біографія Д. І. Менделєєва

Дмитро Іванович Менделєєв народився 27 січня (8 лютого) 1834 року в Тобольську в родині Івана Павловича Менделєєва (1783-1847), який у той час обіймав посаду директора Тобольської гімназії та училищ Тобольського округу. Дмитро був у родині останньою, сімнадцятою, дитиною. Із сімнадцяти дітей вісім померли ще в дитинстві (трьом із них батьки навіть не встигли дати імена), а одна з дочок, Маша, померла від сухот у віці 14 років у середині 1820-х років у Саратові.

Дід його по батьківській лінії, Павло Максимович Соколов (1751-1808), був священиком села Тихомандрици Вишневолоцького повіту Тверської губернії, що у двох кілометрах від північного краю озера Удомля. Тільки один із чотирьох його синів, Тимофій, зберіг прізвище батька. Як було прийнято в той час у середовищі духовенства, після закінчення семінарії трьом синам П. М. Соколова були дані різні прізвища: Олександру — Тихомандрицький (за назвою села), Василю — Покровський (по приходу, в якому служив Павло Максимович), а Іван, батько Дмитра Івановича, отримав прізвище сусідніх поміщиків Менделєєвих (сам Дмитро Іванович так тлумачив її походження: «...дана батькові, коли він щось виміняв, як сусідній поміщик Менделєєв міняв коней»). Закінчивши 1804 року духовне училище, батько Дмитра Івановича Іван Павлович Менделєєв вступив на філологічне відділення Головного педагогічного інституту. Закінчивши його в числі кращих студентів 1807 року, Іван Павлович був призначений «учителем філософії, образотворчих мистецтв і політичної економії» в Тобольськ, де 1809 року одружився з Марією Дмитрівною Корнильєвою. У грудні 1818 року він був призначений директором училищ Тамбовської губернії. З літа 1823 по листопад 1827 року сім’я Менделєєвих жила в Саратові, а потім повернулася до Тобольська, де Іван Павлович отримав місце директора Тобольської класичної гімназії. Його незвичайні властивості розуму, висока культура і творчий початок визначали педагогічні принципи, якими він керувався у викладанні своїх предметів. У рік народження Дмитра Іван Павлович осліп, що змусило його вийти на пенсію. Для видалення катаракти він у супроводі дочки Катерини вирушив Москву, де в результаті вдалої операції доктора Брассе йому було повернуто зір. Але повернутися до колишньої роботи він уже не міг, і сім’я жила на його невелику пенсію.

Мати Менделєєва походила зі старовинного роду сибірських купців і промисловців. Ця розумна й енергійна жінка зіграла особливу роль у житті сім’ї. Не маючи ніякої освіти, вона пройшла самостійно курс гімназії зі своїми братами. Внаслідок обмеженого матеріального становища через хворобу Івана Павловича Менделєєви переїхали в село, де знаходилася невелика скляна фабрика брата Марії Дмитрівни Василя Дмитровича Корнільєва, який жив у Москві. М. Д. Менделєєва отримала право на управління фабрикою, і після смерті І. П. Менделєєва 1847 року велика сім’я жила на кошти, одержувані від неї. Дмитро Іванович згадував: «Там, на скляному заводі, керованому моєю матінкою, вийшли перші мої враження від природи, від людей, від промислових справ». Помітивши особливі здібності молодшого сина, вона зуміла знайти в собі сили назавжди покинути рідний Сибір, виїхавши з Тобольська, щоб дати Дмитру можливість отримати вищу освіту. У рік закінчення сином гімназії Марія Дмитрівна ліквідувала всі справи в Сибіру і з Дмитром і молодшою дочкою Єлизаветою виїхала в Москву, щоб улаштувати юнака в університет.

Дмитро Іванович був одружений двічі. 1862 року одружився з Феозвою Микитівною Лєщєвою, уродженкою Тобольська (падчеркою знаменитого автора «Коника-Горбоконика» Петра Павловича Єршова). Дружина (Фіза, наречене ім’я) була старша за нього на 6 років. У цьому шлюбі народилися троє дітей: дочка Марія (1863) — вона померла в дитинстві, син Володя (1865-1898) і дочка Ольга (1868-1950). Наприкінці 1878 р. 43-річний Дмитро Менделєєв пристрасно закохався у 23-річну Ганну Іванівну Попову (1860-1942), дочку донського козака з Урюпинська. У другому шлюбі у Д. І. Менделєєва народилося четверо дітей: Любов, Іван (1883-1936) і близнята Марія і Василь Д. І. Менделєєв був тестем російського поета Олександра Блока, одруженого з його донькою Любов’ю. Д. І. Менделєєв доводився дядьком російським ученим Михайлу Яковичу (професор-гігієніст) і Федору Яковичу (професор-фізик) Капустіним, які були синами його старшої сестри Катерини Іванівни Менделєєвої (Капустіної).

Хроніка творчого життя вченого

✓ Вступив до Тобольської гімназії.

✓ Закінчив фізико-математичний факультет Головного педагогічного інституту в Санкт-Петербурзі.

✓ Старший учитель природничих наук Сімферопольської чоловічої гімназії. На прохання петербурзького лікаря Н. Ф. Здекауера в середині вересня Дмитра Менделєєва оглянув М. І. Пирогов і констатував задовільний стан пацієнта: «Ви нас обох переживете».

✓ 1855-1856 рр. — старший учитель гімназії при Рішельєвському ліцеї в Одесі.

✓ Блискуче захистив дисертацію «на право читання лекцій» «Будова кремнеземних сполук» (опоненти О. О. Воскресенський і М. В. Скобликов), з успіхом прочитав вступну лекцію «Будова силікатних сполук»; наприкінці січня окремим виданням у Петербурзі побачила світ кандидатська дисертація Д. І. Менделєєва «Ізоморфізм у зв’язку з іншими відносинами кристалічної форми до складу» [12]; 10 жовтня Менделєєву присвоєно вчений ступінь магістра хімії.

✓ 9 січня затверджений у званні приват-доцента Імператорського Санкт-Петербурзького університету по кафедрі хімії.

✓ 1890 — викладав в Імператорському Санкт-Петербурзькому університеті (з 1865 року — професор хімічної технології, з 1867 — професор загальної хімії).

✓ У 2-му кадетському корпусі читає лекції з хімії; одночасно в 1863-1872 роках — професор Санкт-Петербурзького технологічного інституту.

✓ У 1863-1872 роках керував хімічною лабораторією інституту, також одночасно викладав у Миколаївських інженерних академії та училищі.

✓ 1861 — перебував у науковому відрядженні в Гейдельберзі.

Значення періодичного закону для розвитку хімічної науки

Періодичний закон відіграв винятково важливу роль у розвитку хімічної науки. З ним пов’язаний цілий етап у розвитку хімії. Закон Менделєєва є одним із тих узагальнень у хімії, яке на великий період визначило розвиток науки й накреслило перспективи цього розвитку. Перш за все періодичний закон дав можливість не тільки більш точно визначити місце багатьох елементів, таких як Уран, Торій, Індій, Берилій, Германій і т. д., у системі, але й встановити та виправити для них ряд властивостей, у першу чергу атомну масу й валентність. Наприклад, для елемента Індію до Менделєєва був відомий лише еквівалент 38,253.

До відкриття періодичного закону хіміки визначали атомну масу елементів лише дослідним шляхом. З відкриттям періодичного закону стало зрозуміло, що кожному елементові, який має певні властивості, у системі загального взаємозв’язку елементів відповідає лише одне певне місце. Якщо атомна маса й валентність визначені неправильно, то елемент буде припадати або на зайняте вже місце, або на таке, куди його неможливо помістити за його властивостями. Періодичний закон дозволив розміщати елементи за сукупністю їхніх властивостей, а це було вирішальним для визначення валентності. Та обставина, що різниця атомної маси сусідніх елементів послідовно й закономірно змінювалася, стала джерелом теоретичного виправлення атомної маси елементів. З іншого боку, вихідним пунктом при цьому були точно визначені місця елементів, їхня валентність, а також дослідним шляхом знайдені для них еквіваленти.

Винятково велике значення періодичний закон мав для визначення загальних понять хімії, як, наприклад, «валентність», або «атомність», як її тоді називали, а також для визначення понять «хімічний елемент», «перекисні», «двоокисні» тощо. Періодичний закон став тією основою, на якій не тільки одержало визначення саме поняття елемента, але стало можливим також розмежувати поняття елемента і простої речовини, що, як відомо, з часу Р. Бойля й А. Лавуазьє до 70-х років XIX ст. вважали тотожними. На основі періодичного закону Д. І. Менделєєв дійшов цілком певного висновку, що поняттю простої речовини відповідає молекула (за винятком інертних газів), а елементові — атом, бо елементами слід називати «ті матеріальні складові частини простих тіл і складних тіл, які обумовлюють їх фізичне й хімічне відношення». Не менш важливе значення для науки мав і аналіз змісту «валентності» з точки зору періодичного закону. З 1853 р., коли Є. Франкланд увів поняття «атомності», її майже завжди визначали числом атомів Гідрогену або Хлору, які здатні з’єднуватися з атомом елемента. Звідси бере початок уявлення про абсолютну постійність валентності, яку підтримували ряд авторів. За киснем валентність не прийнято було визначати аж до 1870-х років. Хіміки вважали, що кисень, як двовалентний елемент, здатний з’єднуватися з іншими елементами в різноманітних відношеннях, входячи за допомогою двох одиниць своєї валентності між двома іншими атомами.

Періодичний закон, розкривши діалектику взаємозв’язку й взаємозалежності між атомами елементів у природі, ліквідував у хімії неподільну владу випадковості, перетворив хімію на справжню науку. Періодичний закон став могутнім факелом наукового пізнання, який осяяв шляхи передбачення ще невідомих елементів.

Експериментальне підтвердження об’єктивного характеру періодичного закону Д. І. Менделєєва було велетенським кроком уперед щодо пізнання речовини. Протягом усієї історії розвитку хімії й фізики ще не було такого випадку, коли наукова теорія давала можливість повніше й глибше передбачити властивості речовини, ніж це здійснюється експериментальним способом. Винайдення в природі елементів, передбачених теорією, завдало сильного удару по емпіризму в хімії, похитнувши позиції його прибічників, які ігнорували значення наукової теорії, сліпо йшли за фактами, боялися піднестися до сміливих наукових узагальнень. Відкриття елементів, що так геніально були передбачені на базі періодичного закону, сприяло подальшому розвитку цього закону, глибокому вдосконаленню системи елементів. Важливо звернути увагу й на другу сторону справи. Д. І. Менделєєв не тільки передбачив існування елементів Галію, Скандію, Германію, але й указав на ті методи, за допомогою яких вони будуть відкриті в природі. Це вже було не просто передбачення існування не відомого ще науці об’єкта, але й пряме передбачення того, як цей об’єкт найбільш імовірно вступатиме у взаємодію з людською свідомістю, якою стороною він себе виявить. Цей чудовий факт наукового передбачення виявився найсильнішим підтвердженням положення діалектичного матеріалізму про те, що у світі немає й бути не може не доступних пізнанню «речовин у собі», що кожна таємниця природи повинна відступати перед могутньою силою людського знання. У 80-х роках XIX ст. періодичний закон став могутньою зброєю пізнання, але від цього його розвиток не припиняється. Важливим етапом розвитку періодичного закону було вивчення рідкоземельних елементів, які не відразу знайшли своє місце в періодичній системі.

У вивченні рідкоземельних металів і в розміщенні їх у періодичній системі велике значення мали дослідження видатного чеського хіміка Б. Ф. Браунера. Він помітив, що елементи Лантан, Церій, Празеодим, Неодим тощо мають дуже багато подібного між собою. У більшості випадків усі ці елементи під час утворення кисневих сполук проявляють валентність 3. Хоча Браунер і не зовсім був упевнений у тому, де рідкоземельні елементи повинні бути розміщені в періодичній системі, але він доводив, що їх треба об’єднати в одну групу. Він уперше довів на дослідах, що Церій у вищому оксиді чотиривалентний, а також стверджував, що Менделєєв правильно визначив атомну масу церію. 1901 р. Браунер запропонував впровадити особливу додаткову «інтерперіодичну» групу, розташовану одразу за Лантаном, і в неї включити всі рідкісноземельні елементи.

Далі вивчення лантаноїдів і відкриття нових елементів цієї родини проводили безпосередньо на базі періодичного закону.

Наприкінці XIX ст. періодична система витримала дуже серйозну перевірку. 1892 р. англійський фізик Релей і хімік В. Рамзай повідомили про те, що відкрили новий елемент, який вони назвали Аргоном (лінивий); атоми цього газу не вступали в жодні хімічні реакції. Через два роки Рамзай і його учень Траверсі, нагріваючи мінерал клевеїт у сірчаній кислоті, одержали ще один елемент, який був теж інертним газом. Цей елемент назвали гелієм, тому що в його спектрі була характерна жовта лінія, яку ще раніше помічено під час дослідження хромосфери Сонця. Цим новим елементам потрібно було знайти певне місце в періодичній системі.

Хоча було зрозуміло, що Гелій (Не = 4) повинен знайти своє місце між Гідрогеном (Н = 1) і Літієм (Lі = 7), розмістити його було не так просто. Складність цього питання полягала в тому, що в періодичну систему, де кожній групі елементів відповідає певна валентність, треба було включити елемент нульової валентності. Розв’язуючи це питання, Рамзай допустив існування особливої нульової групи, яка повинна стояти посередником між галогенами й лужними металами. За такого розміщення Гелій завершував перший період, а Аргон — третій період. А коли так, то повинні бути інертні гази, якими закінчуються 2-й, 3-й, 4-й, 5-й, 6-й періоди. І Рамзай передбачив іще не відкритий елемент, який повинен зайняти своє місце в нульовій групі між Гелієм і Аргоном.

Велике значення періодичного закону полягає в тому, що він відображає взаємозв’язок усіх атомів у природі. Вже в найпершому формулюванні цього закону Д. І. Менделєєв вказує на взаємну обумовленість маси атомів та їхньої хімічної індивідуальності. Під час глибокого аналізу періодичного закону можна було зрозуміти, що кожний тип атомів є вузловим пунктом у розвитку речовини, що між атомами незаперечно існують генетичні відношення. Періодичний закон мав значний вплив на розвиток хімічної атомістики. Він став вихідним пунктом багатьох гіпотез про будову атомів. Під впливом висновків, які виникали із цього закону, вже сам його автор зробив припущення, що «...атоми простих тіл є складні істоти, які утворилися шляхом складання деяких іще менших частин (ультиматів), що те, що ми називаємо неподільним (атом), — неподільне лише звичайними хімічними силами, як частки молекули неподільні у звичайних умовах фізичними силами. Періодичний закон став тією базою, на якій було створено такі вчення, як теорія будови атома, теорія ядра атома, вчення про ізотопи тощо.

Наукова діяльність

Д. І. Менделєєв — автор фундаментальних досліджень з хімії, фізики, метрології, метеорології, економіки, основоположних праць з повітроплавання, сільського господарства, хімічної технології, народної освіти та інших робіт, тісно зв’язаних з потребами розвитку продуктивних сил Росії. У 1854-1856 роках досліджував явища ізоморфізму, що розкривають відносини між кристалічною формою й хімічним складом сполук, а також залежність властивостей елементів від величини їхніх атомних обсягів. 1860 року відкрив «температуру абсолютного кипіння рідин», або критичну температуру. 16 грудня 1860 року він пише з Гейдельберга піклувальнику Санкт-Петербурзького навчального округу І. Д. Делянову: «...головний предмет моїх занять є фізична хімія».

Д. І. Менделєєв є автором першого російського підручника «Органічна хімія» (1861 рік). Сконструював 1859 року пікнометр — прилад для визначення щільності рідини. Створив у 1865-1887 роках гідратну теорію розчинів. Розвинув ідеї про існування сполук змінного складу. Досліджуючи гази, 1874 року Менделєєв знайшов загальне рівняння стану ідеального газу, що включає залежність стану газу від температури, виявлену 1834 року фізиком Б. П. Клапейроном (рівняння Клапейрона — Менделєєва).

1877 року Менделєєв висунув гіпотезу походження нафти з карбідів важких металів, яка, щоправда, на сьогодні більшістю вчених не приймається; запропонував принцип дробової перегонки під час переробки нафти. 1880 року висунув ідею підземної газифікації вугіль. Займався питаннями хімізації сільського господарства, пропагував використання мінеральних добрив, зрошення посушливих земель. Спільно з В. М. Чельцовим брав у 1890-1892 роках участь у розробці бездимного пороху. Є автором низки робіт з метрології. Створив точну теорію ваг, розробив найкращі конструкції коромисла й аретира, запропонував найточніші прийоми зважування.

Свого часу інтереси Д. І. Менделєєва були близькі до мінералогії, його колекція мінералів дбайливо зберігається й зараз у Музеї кафедри мінералогії Санкт-Петербурзького університету, а друза гірського кришталю з його столу є одним із найкращих експонатів у вітрині кварцу. Малюнок цієї друзи він помістив у перше видання «Загальної хімії» (1903 рік). Студентська робота Д. І. Менделєєва була присвячена ізоморфізму в мінералах.

(http://bibliofond.ru/view.aspx?id=699558)



Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити