Химия

Одноименные атомы

Один из авторов С.Т.Сатбалдина – педагог-психолог, особое место при изучении предмета отводит возрастным особенностям подростков. Поэтому не случайна и взятая форма изложения материала – диалог с построением предположений, моделей, гипотез, где собеседником обязательно станет ученик. Практические работы и задания подобраны по четырем уровням сложности, учитывая разные способности ребят. В книгах много памяток, сведений, к которым можно легко и неоднократно вернуться, схем, иллюстраций, таблиц, дающих возможность быстро сориентироваться в материале.

$ 6. Микрочастицы вещества – молекулы и атомы

Сущность химической реакции

С мельчайшими частицами вещества – молекулами и атомами ознакомимся на примере воды. Для этого вообразим условия, при которых вначале вода будет разделяться на отдельные молекулы. Затем из атомов, входящих в состав молекул воды, будут образовываться молекулы других веществ.

Молекулярный состав воды. Если нагреть колбу, наполненную водой до самой пробки (уровень а1, рис.1), то вы увидите,что по мере нагревания вода поднимается по узкой стеклянной трубке, вставленной в пробку (до уровня а2). При нагревании молекулам воды сообщается энергия. Они начинают активнее двигаться. При этом увеличиваются расстояния между молекулами и ослабевают связи между ними. В результате обьем воды увеличивается.

Расширение воды при нагревании (рис. 1):

а1 – уровень воды до нагревания;

а2 – уровень воды после нагревания.

Что же произойдет, если мы продолжим нагревание? По мере увеличения температуры расстояние между молекулами увеличивается настолько, что молекулы начинают отрываться друг от друга, и при температуре 1000С образуется водяной пар (рис.2) . Заметьте, что связи рвутся лишь между молекулами, тогда как связи между атомами в молекулах сохраняются.

Атомный состав молекул воды. Как видно из рисунка 2, каждая молекула воды состоит из трех атомов, связанных друг с другом. Два из них (с меньшими размерами) – это атомы водорода, а один большего размера – это атом кислорода.

Разложение воды электрическим током. Что будет с молекулами воды, если через воду пропускать электрический ток? Если в специальном приборе через воду пропускать электрический ток, то под его действием вода разлагается на газы: водород и кислород. Доказать образование этих газов из воды можно на основе знания их свойств. Водород очень легкий, горючий газ. Поэтому его собирают в пробирку, поставленную вверх дном. Если поднесете пробирку с водородом отверстием к зажженной лучинке, то услышите характерный хлопок. Такое быстрое сгорание на воздухе присуще водороду. А как вы знаете, кислород хорошо поддерживает горение. Поэтому если поднести к пробирке с кислородом тлеющую лучинку, то она вспыхивает. Тлеющая лучинка, внесенная в пробирку с другим собранным газом, вспыхивает. Усиление горения других веществ весьма характерно для кислорода.

Модель отделения молекул воды от ее поверхности (рис. 2).

Итак, из одного вещества – воды образовались два новых вещества – кислород и водород, т.е. произошла химическая реакция.

В чем заключается сущность реакции? Вновь обратимся к модели молекулы воды – исходного вещества (рис.3) . В ней два атома водорода и один атом кислорода до реакции были связаны между собой. Теперь обратите внимание на модель молекул газов водорода и кислорода – продуктов реакции. В них нет прежних химических связей между атомами водорода и кислорода. В этих молекулах совершенно другие химические связи. Они образованы между двумя одноименными атомами: либо кислорода, либо водорода. Следовательно, сущность химической реакции заключается в разрушении одних связей в исходных веществах и образовании новых связей в продуктах реакции.

Обратите внимание: при протекании реакции число атомов каждого вида сохраняется (посчитайте атомы каждого вида по рис. 3).

Итак, вы узнали, что превращения веществ связаны с разрывом одних химических связей и образованием других. Однако мы не можем ответить на основной вопрос: почему рвутся одни химические связи и образуются другие? Другими словами, мы не знаем ответа на вопрос: почему протекают химические реакции? Пока еще мы ничего не знаем о тех частицах – атомах, между которыми разрываются одни химические связи и образуются другие. Поэтому в следующей главе приступим к изучению строения атомов.

В заключение обобщим изученное о веществе в виде положений атомно-молекулярного учения. Одним из основоположников этого учения был выдающийся русский ученый М.В.Ломоносов. Атомно-молекулярное учение сложилось к середине XIX в., с ним вы знакомы из курса физики. Поэтому приведем лишь основные его положения и поправки к ним (табл.1).

Модель разложения воды на водород и кислород (рис.3).

Как появляются подобные поправки? Из истории вы знаете, что человек всегда стремился познать мир, в котором он живет, и человечество по мере своего развития нуждалось в новых, более совершенных средствах к существованию: одежде, обуви, пище, домашней утвари, постройках, машинах и т.д. А так как все это без веществ создать невозможно, то каждое поколение исследовало вещества и их превращения, делало научные открытия и по-своему обьясняло и использовало эти знания. Но приходили новые поколения, которые в добытые знания вносили свои добавления и исправления. В результате из поколения в поколение знания все время пересматривались и совершенствовались. И этому нет и не будет конца – процесс познания бесконечный.

1. Из каких микрочастиц состоят вещества?

2. По рисункам 2 и 3 перескажите друг другу, при каких условиях и какие частицы получаются при испарении воды и при разложении воды электрическим током.

3. Сколько молекул водорода и кислорода образуется из двух, из пяти, из десяти молекул воды?

4. В чем заключается сущность химической реакции?

5. Какие вы знаете основные положения атомно-молекулярного учения и поправки к ним?

Советуем обратить внимание и на другие учебники по химии:

Н.Е.КУЗНЕЦОВА, И.М.ТИТОВА, А.Ю.ЖЕГИНА, Н.Н.ГАРА. “Химия-8” – пробный учебник для учащихся школ химико-биологического профиля.

В нем сконцентрирован основной материал, даны наиболее трудные вопросы и задания, а также творческие задания, требующие внимания, углубления в предмет, обращения к справочным материалам, серьезного продумывания каждой работы.

Достоинством учебника являются его графические материалы, схемы, таблицы, в обобщенном виде содержащие массу ценной информации, исторический материал, не просто интересный, но и важный для понимания науки и ее роли в жизни человека, а также для целенаправленного формирования экологических знаний.

Р.Г.ИВАНОВА. “Химия-8” – пробный учебник для учащихся школ гуманитарного профиля.

Учебник предназначен для школ и классов, изучающих естественные науки по программам интегрированного курса “Естествознание” (5-7 кл.), и содержит материал, позволяющий углубить знания учащихся о составе, свойствах, строении веществ, о типах химических реакций и условиях, влияющих на изменение их скорости. Это дает возможность более последовательно проводить процесс обучения и выводит учебник на новый качественный уровень, т.к. свежая информация, полученная учениками при изучении химии, органично пополняет уже усвоенные ими знания на уроках естествознания.

С.Т.САТБАЛДИНА, Р.А.ЛИДИН

NB!

К сведению учителей химии и экологии! В издательстве “Просвещение” вышли следующие книги:

В.Н.АЛЕКСИНСКИЙ. “Занимательные опыты по химии”.

Н.П.ГАВРУСЕЙКО. “Проверочные работы по химии 11 кл.”

Р.П.СУРОВЦЕВА. “Задания для самостоятельной работы по химии в 9 кл.”

А.М.РАДЕЦКИЙ, В.П.ГОРШКОВА. “Дидактический материал по химии 8-9 кл.”

А.М.РАДЕЦКИЙ. “Дидактический материал по химии 10-11 кл.”

С.Б.ШУСТОВ, Л.В.ШУСТОВА. “Химические основы экологии”.

Г.Е.РУДЗИТИС, Ф.Г.ФЕЛЬДМАН. “Химия -8, 9, 10, 11”.

Э.Е.НИФАНТЬЕВ. “Органическая химия 10-11 кл.”

В.М.ПОТАПОВ. “Органическая химия 10- 11 кл.” (углубл.)

В “Методическую кухню” приходит все больше писем. Очень приятно, что наши читатели не только внимательно следят за методическими публикациями, но и находят минутку, чтобы написать письмо. Благодарим вас за вопросы, идеи и пожелания.

Сельским школам нужны особые программы

Сельским школам нужны особые программы

Хочется сказать несколько слов об учебниках математики для 5-9-х классов. Они должны быть едины, а не делиться, как в настоящее время, на алгебру и геометрию.

Сейчас идет процесс обьединения родственных дисциплин в единые блоки (образовательные области), то есть количество школьных предметов в основной школе уменьшается. И это правильно. Разрабатываются интегрированные учебники по отечественной и всеобщей истории, по физике и астрономии. Вышел учебник “География России”, включающий элементы физической, экономической, этнической и социальной географии нашей страны.

И учебник по математике, на мой взгляд, должен быть единым, включающим разделы по алгебре, геометрии, матанализу, математической логике и т.д., соответствовать программам, а программы – опираться на базисный учебный план и стандарт среднего математического образования. По учебному плану математике в 5-9-х классах должно отводиться 5 часов в неделю, и ни часом меньше. Вот исходя из этого и нужно строить программы и учебники.

Возможны ли альтернативные программы и учебники для 5-9-х классов? Да! Но они должны отвечать тем же требованиям (исключение – ранние профильные школы, но их единицы, и то лишь в крупных городах).

Некоторые “мужи от математики” предлагают изучать геометрию как отдельную дисциплину – уже с 5-го класса. А зачем? Почему именно отдельно? Другое дело, что геометрическое образование хорошо начинать уже с первых шагов пребывания ученика в школе. Но геометрические знания ученик получает и на уроках математики, и на уроках труда, изо, природоведения и т.д.

Поэтому я полностью согласен с точкой зрения, что “…воспитание геометрического мышления должно выходить за временные рамки курса геометрии как школьного предмета и продолжаться во все время пребывания учащегося в школе”. (“Математика в школе”, М.Г.Мехтиев # 2, 1994 г.). Далее автор делает вывод: необходимо “создание концепции геометрической пропедевтики, выделение в программах 4-5-х классов пропедевтического курса наглядной геометрии, создание условий для восприятия школьником геометрии не только как конкретного предмета, но и как общекультурного феномена”. Как видим, для этого не обязательно издавать отдельный учебник по геометрии для 4-5-х классов, да и 6-9-х тоже.

Что же касается математики в старших (10-11-х) классах, то здесь все будет зависеть от профиля школы. Количество часов математики может колебаться от 3-4 в гуманитарных классах, до 6-7 в физико-математических.

Как сказал Э.Л.Дубов, доцент МИКХ: “Преподавание математики в 10-11-х классах – это большой отдельный разговор. Нынешние общеобразовательные классы со временем должны стать исключением. Основная масса учащихся 10-11-х классов будет учиться в профильных классах с недельной нагрузкой примерно 20-24 часа для обязательной программы плюс 10-15 часов по профилю” (“Математика в школе”, # 2 за 1994 г., с.12).

Видимо, так оно и будет. Но господин Дубов упустил один момент – сельские школы! Им более трудно профилироваться, чем городским, и поэтому для 10-11-х классов сельских школ нужны особые программы. И в них, я думаю, математике должно отводиться по 5 часов (минимум – 4) еженедельно.

Сергей САПОЖНИКОВ,

учитель математики и истории

Тармиклинская средняя школа-сад,

Муромцевский район,

Омская область