методика преподавания химии. Периодический закон и периодическая система Д. И. Менделеева
 Скачать 448.1 Kb.
|
|
Тема занятия: Периодический закон и периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева в свете теории строения атома. Познакомить студентов с проблемами всей темы, общим планом её изучения. Активизация познавательной деятельности, необходимая для усвоения нового материала. Пусть зимний день с метелями не навевает грусть Таблицу Менделеева я знаю наизусть. Зачем ее я выучил? Могу сказать, зачем. В ней стройность и величие любимейшихпоэм. Без многословья книжного в ней смысла торжество. И элемента лишнего в ней нет ни одного. В ней пробуждены дерева И вешнихльдинокхруст Таблицу Менделеева я знаю наизусть. Н Тлазкрв Фронтальная беседа с применением репродуктивных базовых вопросов и вопросов, расширяющих знания. При наличии времени - освещение следующих вопросов Как Д.И. Менделеев подошел к классификации химических элементов? Формулировка периодического закона, данная Д.И. Менделеевым. Современная формулировка [18]. Периодическая система как графическое отображение периодического закона. Период. Группа. Характеристика частиц, входящих в состав атома. Какая связь существует между строением атома и положением элемента в периодической системе? Ответы на вопросы смотрите далее в тексте нового материала. Изложение материала ведется по плану, который можно вынести на доску, чтобы студенты имели представление об объеме изучаемого материала. План лекции: Накопление фактологического материала. Определение периодического закона в свете теории строении атома. Структура периодической системы химических элементов. Определение группы, периода. Деление групп и периодов. Физический смысл порядкового номера химических элементов. Значение периодического закона для диалектико - материалистического понимания природы. Значение периодического закона для развития науки и практики. Предпосылки открытия периодического закона Д.И. Менделеева. Накопление фактологического материала. Ко времени открытия периодического закона было известно 63 химических элемента и описаны свойства их многочисленных соединений [17]. Работы ученых - предшественников: а) система Ньюлендса, разделившего все элементы на металлы и неметаллы на основе различий в свойствах простых веществ и соединений, образованных элементами. Металлам соответствовали основные оксиды и основания, а неметаллам - кислотные оксиды и кислоты; б) триады Деберейнера, разделившего элементы по три на основе сходства в свойствах и так, чтобы величина, которую мы сейчас понимаем как относительную атомную массу Аг среднего элемента, была бы равна среднему арифметическому 2-х крайних. Пример триады: Li, Na, К. Аг(№)=(7+39)/2=23 в) октавы Ньюлендса, разделившего все элементы по 8 (подобно гармонии в музыке); г) система спирали Майера, который расположил элементы по спирали на цилиндре так, чтобы сходные элементы располагались один над другим по образующей спирали (см. кодограмму 1) [8]. Участие Д.И. Менделеева в съезде химиков в г. Карлсруэ, где утвердилось понятие относительной атомной массы Аг и победили идеи атомистики. Личностные качества Д.И Менделеева: энциклопедичность знаний, научная интуиция, умение обобщать, постоянное стремление к познанию неведомого и т.д.  ПЕРИОДИЧЕСКИМ ЗАКОН - ФУНДАМЕНТ ВСЕЙ ХИМИИ. ( Д.И. МЕНДЕЛЕЕВ 1 МАРТА 1869г.) Доменделеевские классификации элементов: Мейер объединил сходные по свойствам элементы (естественные семейства). Ньюлендс обнаружил повторяемость свойств элементов через 7 элементов (закон октав). Деберейнер - выделил триады элементов. «Свойства простых тел, а так же формы и свойства соединений элементов, находятся в периодической зависимости от величины атомных весов элементов». (Д.И.МЕНДЕЛЕЕВ)
В основе классификации лежит атомная масса элементов. Сходные химические элементы встречаются через определённые интервалы, т.е. повторяются периодически. Современная формулировка закона: «Свойства элементов, а также формы и свойства их соединений, находятся в периодической зависимости от величины заряда их атомных ядер». 17 февраля (1 марта по новому стилю) 1869 г. - день рождения периодической системы химических элементов - историческая дата в истории науки. Свой первый вариант системы элементов Д.И. Менделеев назвал «Опыт системы элементов, основанный на их атомном весе и химическом сходстве». «Свойства элементов, а потому и свойства образуемых ими простых и сложных тел находятся в периодической зависимости от их атомного веса» (см. табл.2). Д.И. Менделеев впервые: Установил связь между всеми химическими элементами. У ряда элементов изменил принятые атомные массы, пересчитав их заново. Предсказал свойства неизвестных элементов, оставил свободные клетки (№31 и 32). Руководствовался при классификация не только атомной массой, но учитывал химические свойства (см. теллур № 52 и йод № 53 (расположены не по возрастанию атомной массы)). Д.И. Менделеев расположил все известные в то время химические элементы в порядке возрастания их относительных атомных масс Аг в длинную цепочку и заметил в ней отрезки (он назвал их периодами), в которых свойства элементов и образованных ими веществ изменялись сходным образом: а) металлические свойства уменьшались; б) неметаллические свойства увеличивались; в) валентность элементов в высших оксидах возрастала от I до III, а затем в летучих водородных соединениях уменьшалась от IV до I; г) валентность элементов в гидридах - бинарных соединениях водорода с металлами увеличивалась от I до III, а затем в летучих водородных соединениях уменьшалась от IV до I; д) оксиды от основных через амфотерные сменялись кислотами. На основании этих наблюдений Д.И. Менделеев сформулировал периодический закон, суть которого состоит в том, что свойства химических элементов и образованных ими веществ находятся в периодической зависимости от их относительных масс. Периодический закон и строение атома [12]. Формулировка закона, данная Д.И. Менделеевым, была неполной и неточной, и поэтому новые открытия в науке противоречили ей: а) были открыты изотопы - разновидности атомов одного химического элемента, имеющие одинаковый заряд ядра, но разную массу Аг. Например: If 'y-J -5Q лг\ изотоп хлора 17 С1 и 17 С1; изотопы аргона 19 Аг и i8 Аг; изотопы ка- 39 т/ 40 тулия 19K и 19К. б) был открыт закон Мозли, суть которого в том, что в периодической системе заряд атомного ядра каждого химического элемента увеличивается на 1 по сравнению с предыдущим. В результате формулировать периодический закон стали так: «Свойства химических элементов и образованных ими веществ находятся в периодической зависимости от зарядов их атомных ядер». Таблица 2. Первоначальный вариант таблицы Д.И. Менделеева.
Периодическая система химических элементов. Суть системы в том, что она графически отображает периодический закон (см. кодограммы 2; 3). Каждое цифровое обозначение в ней отражает какую-либо особенность в строении атомов: а) порядковый номер химического элемента указывает на заряд его атомного ядра, т.е. на число протонов, содержащихся в нем, находящихся вокруг атомного ядра. Число нейтронов определяют по формуле К=А-2, где А - массовое число; Z - порядковый номер элемента; б) номер периода соответствует числу энергетических уровней - электронных слоев в атоме элемента; в) номер группы адекватен числу электронов на внешнем уровне для элементов главных подгрупп и максимальному числу валентных электронов для элементов побочных подгрупп. |