Глава 1. Теоретическаяподдержка тема Атомы и молекулы. Чистые вещества и смеси. Простые и сложныевещества
Люди давно догадывались отом, что вещества состоят из отдельных мельчайших частиц. Их называют атомами.Во многих случаях атомы не существуют по одиночке, а объединяются в группы — молекулы.Атомы и молекулы чрезвычайно малы: в любом крошечном кусочке вещества, которыймы в состоянии разглядеть (например, в пылинке) содержится больше атомов, чемзвезд во всей нашей Галактике.
По сравнению смногообразием веществ число атомов весьма ограничено. Атомы могут различнымобразом соединяться друг с другом. Как из букв алфавита можно составить сотнитысяч слов, так из одних и тех же атомов образуются молекулы или кристаллыогромного количества различных веществ, из которых состоит окружающий мир.
Молекула — этонаименьшая частица вещества, определяющая его свойства и способная ксамостоятельному существованию. Молекулы построены из атомов.
Вещество (например,сахар) можно размолоть на самой тонкой мельнице и все равно каждая крупинкабудет состоять из огромного количества одинаковых молекул сахара и сохранит всеизвестные нам свойства этого вещества. Даже если раздробить вещество наотдельные молекулы, как это происходит при растворении сахара в воде, товещество продолжает существовать и проявлять свои свойства (в этом легкоубедиться, попробовав раствор на вкус). Значит, самостоятельно существующаямолекула сахара — это еще вещество под названием «сахар» (пусть дажеочень маленькое количество этого вещества). Но если продолжить дроблениедальше, то придется разрушить молекулы. А разрушив молекулы или даже отняв уних по паре атомов (из трех десятков, составляющих молекулу сахара!), мы ужеразрушаем само вещество. Конечно, атомы никуда не исчезают — они начинаютвходить в состав каких-то других молекул. Но сахар как вещество при этомперестает существовать — он превращается в какие-то другие вещества.
Вещества не вечны, потомучто не вечны их молекулы. Зато атомы практически вечны. В каждом из нас,возможно, найдется какое-то количество атомов, существовавших еще во временадинозавров. Или участвовавших в походах Александра Македонского, или в плаванииКолумба, или побывавших при дворе Ивана Грозного.
Несмотря на то, чтомолекулы очень малы, их устройство можно выяснить различными физическими ихимическими методами. Чистое вещество состоит из молекул одного вида. Еслифизическое тело содержит молекулы нескольких видов, то мы имеем дело со смесьювеществ. Понятия «чистый» в химии и в быту неодинаковы. Например,когда мы говорим: -«Какой чистый воздух!» — то на самом деле вдыхаемсложную смесь нескольких газообразных веществ. Химик скажет о лесном воздухе:«Нужно серьезно поработать, чтобы выделить из этой смеси чистыевещества». Интересно, что в атмосфере любого из них по отдельности человексуществовать бы не смог. В таблице 1-1 приведено соотношение этих газообразныхвеществ в свежем лесном воздухе.
Таблица 1-1. Состав атмосферноговоздуха в сосновом лесу.Вещество % по объему Вещество % по объему азот 77% вода (пар) 0 — 2% кислород 21% озон
7·10-6 % аргон 0,93% терпинеол следы углекислый газ 0,03%
В таблице 1-1 азот,кислород, аргон и т.д. — это отдельные вещества. Вещество азот состоит из молекулазота, всем известное вещество вода — из молекул воды, терпинеол состоитиз молекул терпинеола. Молекулы этих веществ могут быть очень разными — от простейших, состоящих из двух-трех атомов (азот, кислород, озон, углекислый газ)- до молекул, состоящих из многих атомов (такие молекулы встречаются в живыхорганизмах). Например, терпинеол, который образуется в хвойных деревьях ипридает воздуху запах свежести.
Это означает, чтовеществ, как и видов молекул, может быть бесконечное множество. Никто не можетназвать точное число веществ, известных людям сегодня. Можно лишьориентировочно сказать, что таких веществ — более семи миллионов. Это означает,что человечеству известно устройство примерно семи миллионов молекул.
Устройство и составмолекул можно описывать разными способами, например так, как это сделано нарис. 1-1, где атомы имеют вид шариков.
Атомы в молекулах разныхвеществ связаны друг с другом в строго определенном порядке, установлениекоторого — одно из самых интересных занятий в работе химика. Размеры шариковимеют физический смысл и примерно соответствуют относительным размерам атомов.Те же самые вещества могут быть изображены иначе — с помощью химическихсимволов. Издавна за каждым видом атомов в химии закреплен символ из латинскихбукв. В таблице 1-2 приведены символические записи веществ, изображенных нарис. 1-1. Такие символические записи называются химическими формулами.
Таблица 1-2. Химическиеформулы веществ из рис. 1-1. Цифра ниже символа показывает, сколько атомовданного вида содержится в молекуле. Эта цифра называется индексом. По традициииндекс «1» никогда не пишут. Например, вместо С1О2пишут просто: СО2.Вещество Формула Вещество Формула азот
N2 вода
H2O кислород
O2 озон
O3 аргон Ar терпинеол
C10H18O углекислый газ
CO2
/>
Рис. 1-1. Моделимолекул и названия веществ, входящих в состав лесного воздуха: 1 — азот, 2 — кислород, 3 — аргон, 4 — углекислый газ, 5 — вода, 6 — озон (образуется изкислорода при грозовых разрядах), 7 — терпинеол (выделяется хвойными деревьями)
Существует условноеделение веществ на простые и сложные. Молекулы простых веществ состоят изатомов одного вида. Примеры: азот, кислород, аргон, озон. Молекулы сложныхвеществ составлены из атомов двух и более видов: углекислый газ, вода,терпинеол.
Часто физическое телосостоит из молекул нескольких разных веществ. Такое физическое тело называетсясмесью. Например, воздух — смесь нескольких простых и сложных веществ. Не нужнопутать сложное вещество со смесью. Сложное вещество, если оно состоит из молеклтолько одного вида, смесью не является.
Простое веществосостоит из атомов только одного вида или из молекул, построенных из атомоводного вида.
Сложное веществосостоит из молекул, построенных из атомов разных видов.
Смесью называетсявещество, состоящее из молекул (или атомов) двух или нескольких веществ.Вещества, составляющие смесь, могут быть простыми и сложными.
На Земле пока никто несмог написать такой книги, в которой были бы описаны абсолютно все известныечеловечеству вещества — от «а» до «я». Впрочем, в этом нетособой необходимости. Чтобы знать химию, не нужно заучивать названия илисведения об огромном количестве веществ — достаточно знать законы, по которымони образуются и взаимодействуют с другими веществами.
Глава 2.Методические особенности изучения темы Атомы.Простые и сложные вещества
Методика этихуроков изменилась потому, что заменен опыт, лежащий в основе объяснения.Поскольку оксид ртути исключен из числа школьных реактивов, то доказательстворазложения молекул на атомы й образования новых молекул из получившихся атомовможно дать на опыте электролиза воды. Помогут уяснить сущность процесса рисунки,модели, схематическая запись реакции разложения воды. На этом уроке нужнообратить внимание учащихся на то, что молекулы веществ могут состоять как изатомов одного вида (водород, кислороде, так и из атомов разных видов (вода).Понятия простого и сложного вещества формируются пока еще без употреблениятермина «химический элемент». Так, учащиеся, как -показал опыт, лучшепонимают особенность состава простых и сложных веществ и готовятся к восприятиюследующего урока на тему: «Химические элементы».
В целяхразвития у учащихся умений обобщать важно предлагать им задания, позволяющиепонять сущность выполненного химического эксперимента.
Задание 1.(Выполнение задания под руководством учителя.)
Сделайтевыводы о новом веществе, полученном в опыте, в соответствии с планом:
1. Сульфиджелеза (II) имеет некоторое сходство с серой (Какое?), но существенноотличается от нее (Чем?).
2. Сульфиджелеза (II) имеет некоторое сходство с железом (Какое?), однако существенноотличается от него (Чем?).
3. Почемусульфид железа (II) нельзя назвать смесью серы и железа?
3адание 2.(Рассчитано на более высокий уровень знаний и Самостоятельность действийучащихся.)
Дайтеназвания каждому опыту, которые демонстрировал учитель: разделение смеси железа и серы магнитом; разделение серы и железаводой; получение сульфида железа (II); проверка свойствсульфида железа (II) магнитом; проверка свойств гидроксида железа (II) водой.
2. Сколько икакие вещества участвовали
Приобъяснении нового материала нужно обратить внимание учащихся на то, что одной из причин многообразия веществ является способность атомов одноговида образовывать простые вещества, а также входить в состав сложных, чтовещества находятся во взаимосвязи при химических превращениях, что они имеют сходство:простые и сложные вещества состоят из атомов и молекул,относятся к одному виду материи. Анализ результатов опыта по разложению водыпозволяет утверждать, что атомы при химических реакциях сохраняются. Сущность—это главное, основное а явлении, часто не наблюдаемое непосредственно, то, очем мы судим по внешним проявлениям, анализируя- и сопоставляя их. Важно приэтом сформулировать вывод, имеющий мировоззренческое значение: сущность любойхимической реакции заключается в перегруппировке атомов исходных веществ, врезультате чего образуются новые вещества. Или по-другому: сущность химическойреакции состоит в образовании новых веществ из атомов, входивших ранее в состависходных веществ. Исходные вещества и продукты реакции взаимосвязаны, потомучто они включают одни и те же виды атомов.
/>
Сравнениесущественных признаков смесей и сложных веществ можно наглядно оформить в видетаблицы 2.
Задачи.
1.7.Представьте, что у вас в руках волшебная палочка и вы превращаете: а) камень впесок; б) кислород в озон; в) лед в пар. В каком случае вы проводите химическиепревращения?
1.8.Найдите простые вещества среди перечисленных веществ: воздух, вода, озон, мед,морская вода, кислород, азот.
1.9.Из перечисленных веществ два являются смесями. Найдите их:
а)кислород,
б)озон
в)вода в реке,
г)вода в облаке,
д)поваренная соль,
е)воздух,
ж)сахар.
/>Химическиеэлементы
Как вы уже знаете, атомыбывают одинаковые и разные. Чем разные атомы отличаются друг от друга построению, вы скоро узнаете, а пока скажем только, что разные атомы отличаются химическимповедением, то есть своей способностью соединяться друг с другом, образуямолекулы (или немолекулярные вещества).
Иными словами, химическиеэлементы – это те самые виды атомов, которые упоминались в предыдущем параграфе.
Каждый химический элементимеет свое название, например: водород, углерод, железо и так далее. Крометого, каждому элементу присвоен еще и свой символ. Эти символы вывидите, например, в " Таблице химических элементов" в школьномкабинете химии.
Химический элемент –абстрактная совокупность. Так называют любое число атомов данного вида, причематомы эти могут находиться где угодно, например: один – на Земле, а другой – наВенере. Химический элемент нельзя ни увидеть, ни пощупать руками. Атомы, образующиехимический элемент, могут быть как связаны, так и не связаны друг с другом.Следовательно, химический элемент не является ни веществом, ни материальнойсистемой.
/>Глава 3. Методические разработки по теме: «Простые исложные вещества»
Цель урока:
· Знать определениеатома, молекулы, простого и сложного вещества.
· Уметь различатьпростые и сложные вещества; смеси и сложные вещества.
· Знать отличиесмеси и сложного вещества.
Оборудование: Шаровые модели молекул воды, Штатив спробирками, реактивы (железо, вода, сера, карбонат кальция). демонстрациясоединение железа с серой.
Лабораторные опыты: Ознакомление с образцами простых исложных веществ.
Ход урока
1. Повторение и обобщение знаний.
1)Проверка домашнего задания:
Упражнениеупр. 8, 9, 10, на стр. 22. (Взаимопроверка).
2)Выполните тестовое задание. Подберите соответствие: термин – определениепонятия.
(Приложение№1). Самопроверка.
3)Приведите примеры смесей (не менее двух), которые можно разделить:
1 вариант:
А)фильтрованием-------------------------------------------------------------------
Б)отстаиванием----------------------------------------------------------------------
2 вариант:
А)выпариванием---------------------------------------------------------------------
Б)дистилляцией----------------------------------------------------------------------
2.Изучение нового материала
1. Фронтальный опрос:
Какиевиды смесей вам известны?
Какиесмеси называются однородными, неоднородными?
Какоевещество называется чистым? Что такое «вещество»? Из курса физики вамизвестно, что многие вещества состоят из молекул.
Дайтеопределения понятиям «молекула» и «атом». (Приложение №2).
Рассмотритешаровые модели некоторых веществ, укажите состав данного вещества. Чем молекулаозона отличается от молекулы оксида кальция? Чем водород отличается от солянойкислоты? Учащиеся могут ответить, что молекулы водорода, фосфора, азота образованыатомами одного вида. – Простые вещества.
Веществасоляная кислота, оксид кальция, метан, оксид натрия образованы атомами разноговида. Сложные вещества.
Выпишитев словарь новые понятия, со страниц 15,16.
Заполнитесхему:
/>
2. Лабораторный опыт.
Инструкцияк лабораторному опыту.
1. Прослушайтеинструктаж по охране труда.
2. Выполните опыт: рассмотритевыданные вам образцы веществ: железо, вода, сера, карбонат кальция.
3. Опишите ихфизические свойства.
4. Оформитерезультаты в таблицу. (Приложение №3).
Физические свойства
железо
вода
сера
Карбонат кальция Агрегатное состояние (твердое, жидкое, газообразное) Цвет Блеск Растворимость в воде Хрупкость (пластичность) Теплоэлектропроводность Температура кипения, температура плавления. Простое (сложное) вещество
Выводк работе: о физических свойствах веществ, о составе простых и сложныхвеществах.
3. Чем смесь отличается от сложного вещества.
Напомнив,как готовиться смесь железа и серы, учитель отмечает, что сера — простоевещество, молекулы ее состоят из одинаковых атомов одного вида, железо тожепростое вещество, состоящее из одинаковых атомов другого вида. Можно ли назватьто, что получилось при перемешивании порошков, сложным веществом? Разделимсмесь при помощи магнита. После обсуждения делаем вывод, что смесь можноразделить физическими способами и получить чистые вещества, из которых онасостояла. Нагреваем железо с опилками. Образовалось новое вещество, котороеневозможно разделить, не действует на него магнит. Сульфид железа – это чистоесложное вещество.
Таблица№1. Сравнение смесей и сложных веществ.
Смесь
Сложное вещество 1. Вещества сохраняют свои свойства. 1. Свойства исходных веществ не сохраняются. 2. Вещества можно разделить физическими методами. 2. Сложное вещество нельзя разделить физическими методами. 3. Количественный состав может быть произвольным. 3. Количественный состав химического соединения всегда одинаков независимо от места нахождения и способа получения.
3. Закрепление.
1.Выпишите простые вещества: сталь, чугун, железо, морская вода, дистиллированнаявода, алюминий, лимонад, спиртовая настойка йода, нефть, глюкоза, повареннаясоль, воздух, кислород, бронза.
2.Простые вещества состоят из атомов … химического элемента. Сложные веществасостоят из атомов … Химических элементов. Сложные вещества иначе называют … .
Простоевещество, в отличие от сложного, нельзя … .
3.Чем морская вода отличается от дистиллированной воды?
4.Сравнить смесь со сложным веществом.
Вопросы и задания
Вещества
вода
Водород и кислород (смесь) Можно ли разделить эти вещества на более простые компоненты. Не разрушая молекул? Почему? Сохраняется ли способность молекул кислорода поддерживать горение? Почему?
Рефлексия и подведение итогов.
Чтонового узнали на уроке?
Какиевопросы вызвали затруднение?
Какиезнания вы сегодня приобрели?
Домашнее задание: Читать стр. 15-17.
Выполнитьупражнения 11-13 на стр.22.
Литература: Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. «Химия 8класс».
Глава4. Дидактические карточки по теме: Вещества. Простые и сложные вещества. Физическиесвойства веществ
Часть А
1. Запишите определения.
Химия –……………………………………………………………...
Вещество –…………………………………………………………..
Химический элемент –…………………………………………......
Свойства веществ –…………………………………………..........
2. Заполните схему (схема 1).
схема 1
/>
Часть Б
3. Заполните таблицу (табл. 1).
Таблица 1Физические свойства веществВещество Агрегатное состояние Цвет Запах Твердость Растворимость в воде Поваренная соль Питьевая сода Вода Кислород Железо
4. Из приведенного ниже перечняназваний веществ и тел выпишите в два столбика:
в первый – названиявеществ,
во второй – физическихтел.
Медная монета, стекло,железо, поваренная соль, кусочек сахара, ножницы, ваза, вода, капля росы,железная ложка, булавка, снежинка, железный гвоздь, мел.Вещество Физическое тело
5. Заполните таблицу (табл. 2).
Для этого в правой частитаблицы напишите названия веществ, из которых могут быть изготовленыприведенные физические тела.
Таблица 2Физические тела Вещества Линейка Ложка Стакан
6. Заполните таблицу (табл. 3).
Для этого в правой частитаблицы напишите названия физических тел, которые могут состоять из указанных влевой части веществ.
Таблица 3Вещества Физические тела Графит Алюминий Серебро
7. Найдите выигрышный путь (по типу «крестики-нолики»)в предложенных ниже квадратах, если он составляет:
а) вещество;
б) физическое тело.а) б) Фарфоровая ваза Медный колокол Ложка Глюкоза Медная проволока Древесная стружка Железный гвоздь Золото Кусочек сахара Сахар Кусочек мела Медный колокол Уксусная кислота Поваренная соль Сера Химическая колба Водород Кремний
8. Путь к вершине пирамиды (схема 2) –вещество.
Схема 2
/>
9. Определите, физическим телом иливеществом являются перечисленные в правой части таблицы (табл. 4) объекты.
Из букв, соответствующихправильным ответам, вы получите название одного из классов простых веществ.
Таблица 4Название объекта Физическое тело Вещество Капля воды Н Щ Сахар Ф Е Медный колокол М Г Химическая колба Е Д Золото Ц Т Древесная стружка А Ж Уксусная кислота Х Л Вода Ъ Л Кусочек мела Ы Б
10. Из перечисленных ниже веществвыпишите отдельно простые и сложные вещества.
Ацетилен (C2H2), глюкоза(С6Н12О6), магний (Mg), озон (О3), бор(В), негашеная известь (СаО), питьевая сода (NaHCO3), водород (Н2),соляная кислота (HCl), сера (S).Простые вещества ………………………………………………………………… Сложные вещества …………………………………………………………………
Часть В. Задания для самоконтроля
Обведите кружкомправильные ответы (их может быть больше одного).
1. Химия – это наука:
а) о явлениях,происходящих в природе;
б) о телах и ихсвойствах;
в) о веществах, ихсвойствах и взаимных превращениях этих веществ друг в друга;
г) о явлениях,происходящих в мире физических тел.
2. Выберите из приведенных ниженазваний вариант I – вещества; вариант II – физические тела:
а) стакан; б) стекло;
в) линейка; г) вода.
3. К физическим свойствам изперечисленных ниже понятий
вариант I – не относится;вариант II – относится:
а) запах; б) цвет;
в) растворимость в воде;г) выпуклость.
4. О железе говорится как вариант I – охимическом элементе; вариант II – о простом веществе:
а) твердый;
б) входит в составнекоторых солей;
в) притягиваетсямагнитом;
г) входит в составгемоглобина крови человека.
Литература
1. Фельдман Ф.Г., Рудзитис Г.Е. Химия. 8 класс. М.: Просвещение, 1997;
2. Иванова Р.Г.,Иодко А.Г. Системасамостоятельных работ учащихся при изучении неорганической химии. М.:Просвещение, 1988;
3. Тыльдсепп А.А.,Корк В.А. Мы изучаемхимию. М.: Просвещение, 1988;
4. Химия в школе,1991, № 1, с. 30–31;
5. Радецкий А.М.,Горшкова В.П. Дидактическийматериал по химии. 8–9 класс. М.: Просвещение, 1999.