3Передмова
 Скачать 1.5 Mb.
|
|
Розповідь учителя У природі електронейтральні атоми трапляються досить рідко. Найчастіше в результаті певних процесів під час перетворень речо- вин атоми віддають або приймають електрони. Тому заряд ядра вже не компенсується зарядом електронів, і атом перетворюється на електрично заряджену частинку. Такі частинки називають йонами. Йони — це одноатомні або багатоатомні частинки, які мають електричний заряд. Вони можуть утворюватися з атомів унаслідок втрати або приєднання електронів. Якщо атом приймає електрони, то у нього з’являється надмір- ний негативний заряд і він перетворюється на негативно зарядже- ний йон. Оскільки заряд електрона дорівнює -1, у йона, що утворився в результаті приєднання атомом одного електрона, з’являється за- ряд -1: 0 + (-1) = -1. Відповідно, якщо атом приєднає два електрони, то заряд утво- реного йона дорівнює –2: 0 + (-2) = -2. Якщо ж атом втрачає електрони, то він перетворюється на по- зитивно заряджений йон. Заряд йона, який утворюється внаслідок втрати атомом одного електрона, дорівнює +1: 0 - (-1) = +1. Якщо ж атом втрачає два або три електрони, заряд його йона до- рівнює відповідно +2 або +3: 0 - 2(-1) = +2 або 0 - 3(-1) = +3. 86 4. Будова речовин ; Розповідь учителя Молекули, атоми — це частинки, з яких складаються речови- ни. Коли ми говоримо про найдрібніші частинки речовини, то май- же завжди маємо на увазі молекули. Молекули бувають найрізно- манітніші. Наприклад, молекула кисню складається з двох атомів, а молекула сірки трохи більша — вона складається з восьми атомів. Молекули білків, що містяться у складі всіх живих організмів, на- багато більші, у них налічуються сотні тисяч, а іноді й мільйони атомів. (Учитель демонструє моделі молекул або ілюстрації на плакатах.) Про речовини, які складаються з молекул, говорять, що вони мають молекулярну будову, і їх називають речовинами молекуляр- ної будови. Є речовини, молекули яких складаються лише з одного атома. До них належить, наприклад, гелій — газ, яким наповнюють пові- тряні кулі, а також багато інших речовин. У деяких речовинах уза- галі складно виділити окремі молекули. Наприклад, алмази скла- даються з атомів, які дуже міцно з’єднані один з одним. Можна сказати, що кожний алмаз — це одна величезна молекула (супермо- лекула), що складається із сотень тисяч мільярдів атомів. Таких ре- човин доволі багато, і для них термін «молекула» зазвичай узагалі не застосовують. Про такі речовини говорять, що вони складають- ся з атомів і мають атомну будову. Атомну будову мають метали, кварц, кремній, графіт і багато інших речовин. Багато речовин складаються з окремих протилежно зарядже- них йонів, як, наприклад, кухонна сіль. Про такі речовини гово- рять, що вони мають йонну будову. Речовини, які складаються з атомів або йонів, називають речо- винами немолекулярної будови. Структура речовин значно впливає на їхні фізичні властивості. Між окремими молекулами взаємодія набагато слабша, ніж між ато- мами або йонами. Тому речовини молекулярної будови дуже крих- кі й мають низькі температури плавлення й кипіння. За звичайних умов такі речовини найчастіше перебувають у рідкому або газопо- дібному стані. До речовин із молекулярною будовою належать вода, кисень, азот, вуглекислий газ, сірка, поліетилен, спирт тощо. Речовини немолекулярної будови за звичайних умов завжди пе- ребувають у твердому агрегатному стані. Завдяки сильній взаємодії 87 між атомами та йонами вони мають високі температури плавлення й кипіння. До таких речовин належать кварц, алмаз, кухонна сіль, сода тощо. IV. узагальнення та систематизація знань ; Робота з таблицею Розглянемо таблицю, у якій наведені властивості деяких речо- вин. Проаналізуйте дані, зазначені в ній, подумайте, яку будову мо- жуть мати ці речовини, та заповніть останній стовпчик. (Таблицю можна зобразити на дошці або проектувати за допо- могою мультимедійного проектора.) Учитель аналізує і корегує припущення учнів. Фізичні властивості деяких речовин Речовина Фізичні властивості Будова Темпе- ратура плавлення Темпе- ратура кипіння Агрегат- ний стан за звичай- них умов Твердість Алмаз 1800 °С — Твердий Дуже твердий Немоле- кулярна Кухонна сіль 800,8 °С 1465 °С Твердий Тверда Залізо 1539 °С ≈ 3200 °С Твердий Тверде, пластичне Вода 0 °С 100 °С Рідина Крихка Молеку- лярна Цукор 186 °С — Твердий Крихкий Сірка 119,3 °С 444,7 °С Твердий Крихка ; Бесіда Слід звернути увагу учнів на те, що молекули, атоми — це час- тинки, з яких складаються різні речовини, та організувати бесіду для з’ясування ступеня засвоєння теоретичної інформації. — Чим відрізняються атоми від молекул? — З яких частинок складаються атоми? — Який заряд мають атомні ядра й електрони? — Як з атомів утворюються йони? — Чому в атомів з’являється заряд, якщо вони віддають або приймають електрони? 88 — Чим відрізняються за складом і властивостями речовини мо- лекулярної і немолекулярної будови? — У який найпростіший спосіб можна експериментально роз- пізнати, з яких частинок складається речовина? — Як найпростіше експериментально розпізнати однакові за розміром кристали алмазу і льоду? Яка з цих речовин має молеку- лярну будову? ; Виконання завдань Для формування навичок з визначення заряду ядра атома чи кількості електронів слід виконати декілька практичних завдань. 1. Скільки електронів міститься у складі атома, якщо заряд його ядра дорівнює +8? 2. Визначте, який заряд матиме частинка, утворена: а) ядром із зарядом +6 і шістьма електронами; б) ядром із зарядом +9 і десятьма електронами; в) ядром із зарядом +12 і десятьма електронами. ; Робота в групах Щоб зосередити увагу учнів на важливості теми уроку для роз- витку науки та створити «місточок» до наступного уроку, можна об’єднати учнів у групи та запропонувати їм розв’язати «проблем- не запитання»: — Як можна пояснити існування в природі величезної різнома- нітності речовин? Висловлювання дітей уточнюються вчителем і запам’ятовуються для використання на наступному уроці. Якщо на уроці бракує часу, це завдання можна залишити як додаткове для обговорення вдома. V. домаШнє завдання 1. Прочитати параграф підручника. 2. Відповісти на запитання та виконати завдання після параграфа. 3 * . Поміркувати, як можна пояснити існування в природі величез- ної різноманітності речовин. VI. Підбиття Підсумків уроку Учитель запитує учнів, про що нове вони дізналися на уроці, чого навчилися. Чи знайшлись відповіді на запитання, що їх цікавили? Учитель нагадує висловлювання американського фізика Фейн- мана і просить учнів висловити своє ставлення до його слів. 89 Урок № 10 Хімічні елементи, їхні назви і символи. Поняття про Періодичну систему хімічних елементів Д. І. Менделєєва Мета: сформувати поняття про хімічний елемент; ознайомити учнів із символами і назвами хімічних елементів за сучасною укра- їнською номенклатурою; ознайомити зі структурою Періо- дичної системи й принципами розміщення хімічних елемен- тів у таблиці; навчити користуватися Періодичною системою для знаходження інформації про хімічні елементи. Обладнання: Періодична система хімічних елементів Д. І. Менделєєва. Базові поняття хімічний елемент, атом, ядро атома, заряд ядра, Періодична та терміни: система хімічних елементів Д. І. Менделєєва, період, ряд, група, порядковий номер. Тип уроку: урок засвоєння нових знань. Методи навчання: пояснювально-ілюстративні: бесіда, розповідь; репродуктив- ні, частково-пошукові, дослідницькі, ігрові. СтрУктУра УрокУ I. організаційний момент 1 хв II. Перевірка домашнього завдання 4 хв III. актуалізація опорних знань 2 хв IV. Вивчення нового матеріалу 20 хв 1. Поняття про хімічні елементи. 2. назви і символи хімічних елементів. 3. класифікація хімічних елементів. 4. Періодична система хімічних елементів Д. і. менделєєва. V. Узагальнення та систематизація знань 15 хв VI. Домашнє завдання 1 хв VII. Підбиття підсумків уроку 2 хв ХіД УрокУ I. організаційний момент II. Перевірка домаШнього завдання ; Бесіда — Сформулюйте визначення атома. З яких частинок склада- ється атом? 90 — Який заряд мають ядро атома та електрони? — Скільки електронів має атом із зарядом ядра +3? Скільки електронів має атом із зарядом ядра +10? Як ви вважаєте, який із цих атомів важчий? III. актуалізація оПорних знань ; Фронтальна робота Учитель нагадує проблемне запитання, яке обговорювалось на минулому уроці (або було запропоноване учням як додаткове за- вдання додому). — Як можна пояснити існування в природі величезної різнома- нітності речовин? Учитель нагадує відповіді учнів і організовує обговорення. Як- що чіткої відповіді не запропоновано, учитель повідомляє, що на цьому уроці учні зроблять ще один важливий крок до правильної відповіді. ; Цілепокладання Учитель називає тему уроку та очікувані результати. Просить учнів сформулювати свої «побоювання» щодо теми уроку. Методична порада Як показує досвід, деякі учні побоюються вивчати назви і символи хімічних елементів і вважають, що всю Періодичну таблицю хімічних елементів їм потрібно вивчити напам’ять. Щоб нейтралізувати ці «побоювання» слід ви- користовувати під час уроку ігрові моменти, цікаві факти та завдання. IV. вивчення нового матеріалу 1. Поняття про хімічні елементи ; Розповідь учителя (Учні записують у зошит основні визначення й приклади.) Ви вже знаєте, що всі речовини складаються з молекул та ато- мів. Молекули утворюються з атомів. Отже, усе в природі склада- ється з атомів. Усього на Землі та в космічному просторі виявлено 89 різних видів атомів, ще близько 30 видів добуто вченими штуч- но. Атоми певного виду називають хімічним елементом. Атоми різних видів відрізняються за масою, розміром, будо- вою та зарядом атомних ядер. Атоми одного виду однакові за роз- мірами, мають приблизно однакову масу та подібну будову, але 91 обов’язково — однаковий заряд ядра. Заряд ядра атома — це най- важливіша характеристика атома, з якої можна дуже багато дізна- тися про властивості атомів і утворених ними речовин. Наприклад, за зарядом ядра можна визначити число електронів в атомі хіміч- ного елемента, яке визначає хімічні властивості сполук, утворених цим елементом. Ось чому більш точнішим буде, якщо ми скажемо: Хімічний елемент — це вид атомів з однаковим зарядом ядра. Атоми із зарядом ядра +1 — це один хімічний елемент, а атоми із зарядом +5 — це інший хімічний елемент. Розглядаючи поняття «хімічний елемент» можна встановити аналогію з літерами. Як з невеликої кількості літер утворюється ве- личезна кількість слів, так і з невеликої (трохи більше 100) кіль- кості атомів утворюються мільйони різних речовин. Елемент — це частина цілого. Ми й усе, що нас оточує, утворені хімічними еле- ментами. Академік О. Є. Ферсман образно назвав хімічні елементи цеглинками Всесвіту, а поет С. Щипачов у вірші «Читаючи Менде- лєєва» сказав: Природа має лиш один секрет — Чи тут, чи там, у Космосу глибинах, Все: від малих піщинок до планет — Із елементів складене єдиних. 2. назви і символи хімічних елементів ; Розповідь учителя Усі хімічні елементи мають назви й умовні позначення — хіміч- ні символи. За основу українських назв хімічних елементів узяті їхні латинські назви. Назви хімічних елементів записуються з ве- ликої літери. Як символи хімічних елементів використовуються перші літери їхніх латинських назв. Наприклад, хімічний елемент із зарядом атомного ядра +1 на- зивається Гідроген, його символ Н відповідає першій літері латин- ської назви Hydrogenium. Хімічний елемент із зарядом ядра +8 на- зивається Оксиген (від латин. Oxygenium) і позначається символом О. Якщо перша літера в назві елемента вже використовується для позначення іншого елемента, то до неї додається одна з наступних літер, наприклад, символ Гелію — He, Меркурію — Hg (від латин. Hydrargyrum). Таку систему назв хімічних елементів запропонував шведський хімік Берцеліус у 1814 році. До цього існували різні спроби зобра- ження символів хімічних елементів. Алхіміки кожному металу давнини співвідносили назву планети. Їх алхімічні позначення не 92 були символами хімічних елементів, а являли собою умовне зобра- ження речовин, за допомогою якого алхіміки «зашифровували» свої секрети, причому майже в кожного з учених був свій набір по- дібних знаків, відомий лише йому самому. У XVIII ст. у Франції хі- мічні елементи позначали у вигляді дуг, рисочок, кружечків, в які поміщали перші літери їхніх назв. Символи та назви елементів — це літери хімічної мови. Цією мовою розмовляють усі хіміки світу. I вам також необхідно вивчи- ти «алфавіт» хімічної мови, а для початку — символи хімічних еле- ментів, які часто використовуються на уроках хімії. (Слід навести такий перелік.) Методична порада Учитель звертає увагу учнів на плакат з назвами та символами хімічних елементів або відповідну таблицю в підручнику. Слід уважно визначити різницю в українських та латинських назвах, вимову символів хімічних еле- ментів, особливо в тих випадках, коли вимова й назва елемента різні. Вар- то розповісти учням деякі історії про виникнення назв хімічних елементів. Назви хімічним елементам переважно давали вчені, які вперше їх відкри- вали. Тільки елементи, які відомі з глибокої давнини, мають назви, що склалися історично. Багато з елементів називалися з урахуванням їхніх властивостей або властивостей речовин, які вони утворюють: Карбон — той, що народжує вугілля, Оксиген — той, що народжує кислоти, Гідро- ген — той, що народжує воду, Флуор — руйнівний, Бром — смердючий (через запах брому). Назви деяких елементів пов’язані з мінералами, у яких вони вперше були виявлені: Алюміній, Літій, Бор та інші. Елементи назива- ли на честь богів (Титан, Прометій) і вчених (Ейнштейній, Менделевій, Но- белій). У назвах деяких елементів звучать назви космічних тіл (Гелій, Уран, Телур, Селен), країн і континентів (Францій, Германій, Америцій). Хімічний елемент Аурум, з атомів якого складається золото, названий на честь бо- гині ранішньої зорі Аврори через свій колір. 3. класифікація хімічних елементів ; Слово вчителя Хімічні елементи поділяють на металічні та неметалічні. Ме- талічні елементи розміщені здебільшого в лівому нижньому ку- ті Періодичної системи, а неметалічні — у верхньому правому. До металічних елементів належать Калій, Магній, Ферум, Аурум то- що. До неметалічних — Карбон, Нітроген, Фосфор, Арсен тощо. Се- ред відомих елементів хімічних металічних елементів більше, ніж неметалічних. 93 4. Періодична система хімічних елементів Д. і. менделєєва ; Розповідь учителя Усі відкриті на сьогодні хімічні елементи зведені в таблицю — Періодичну систему хімічних елементів Д. І. Менделєєва. Періодична система елементів — це не просто перелік хіміч- них елементів, як може дехто подумати, це класифікація хімічних елементів, що ґрунтується на особливостях будови їх атомів. У Пе- ріодичній системі існує багато залежностей та закономірностей, і, якщо навчитися її правильно використовувати, вона може стати доброю помічницею на уроках і навіть шпаргалкою. Періодична система була складена на основі Періодичного зако- ну, відкритого в 1869 році Д. І. Менделєєвим. Періодичний закон ми розглянемо пізніше, а Періодичною системою будемо користу- ватися часто. Перша Періодична система містила лише 63 елемен- ти. Вона відрізнялася від сучасної за виглядом. Сьогодні до Періо- дичної системи внесено 118 елементів. Вона поповнюється щойно відкритими елементами, і поки що вчені не можуть однозначно стверджувати, скільки всього елементів може існувати. На честь Д. І. Менделєєва хіміки називають Періодичну систему його ім’ям. Періодична система хімічних елементів має вигляд таблиці. Елементи в ній розташовані в певному порядку — у міру збільшен- ня маси їхніх атомів. Кожний елемент має свій порядковий номер. (Учні роблять відповідні записи в зошит і разом з учителем на- водять приклади хімічних елементів.) У Періодичній системі всі елементи об’єднуються в періоди — горизонтальні ряди елементів, і групи — вертикальні стовпчи- ки елементів. У довгому варіанті Періодичної системи елементи об’єднані в 7 періодів і 18 груп, а в короткому — також у 7 періодів, але у 8 груп. Перші три періоди називають малими, оскільки їх становить не- велике число елементів: у першому періоді міститься тільки 2 еле- менти (Гідроген і Гелій), а у другому і третьому — по 8 елементів. Ре- шту періодів називають великими: у четвертому і п’ятому періодах міститься по 18 елементів, а у шостому і сьомому — по 32 елементи. Групи об’єднують елементи з подібними властивостями. Деякі групи елементів мають назви, наприклад група лужних елементів або група інертних елементів. У нижній частині таблиці розташовані родини елементів лан- таноїди й актиноїди. Ці елементи розміщені після Лантану (№ 57) й Актинію (№ 89) і формально належать до третьої групи. Проте 94 розміщення цих елементів у таблиці зробило б її громіздкою і не- зручною, тому їх зазвичай виносять за її межі. Кожний елемент має свою «адресу» в Періодичній системі. Щоб описати місце елемента в Періодичний системі, треба назвати його порядковий номер, а також номер групи та періоду. Напри- клад: елемент Оксиген має порядковий номер 8, розміщений у дру- гому періоді, шостій групі. (Учні усно описують місце 2–3 елементів за власним вибором.) Елементи, так само як речовини або молекули, мають певні властивості. Найважливіші характеристики елементів наведені в Періодичній системі — це порядковий номер, атомна маса та ін- ші. Про все це ви згодом дізнаєтеся на уроках хімії. |