Цели:
- Сравнить философские основы общности двух ведущих теорий, как шло становление этих теорий.
- Показать вклад русских ученых в мировую науку.
- Доказать, что обе теории выдержали испытание временем.
Метод: семинар.
Этапы семинарского занятия:
1 этап – беседа по вопросам, предложенным на слайдах.
2 этап – групповая работа, парная работа.
3 этап – защита проектов (индивидуальная работа).
4 этап – самостоятельная работа (выполнение кроссворда, составленного учащимися).
Ход урока
I. Организационный момент.
«…Улыбнулись, посмотрели на меня, мы все знаем и умеем, а если, что и забыли…. мы еще учимся!»
II. Постановка проблемного вопроса:
«Благословляю все, что было,
Я лучшей доли не искал.
О, сердце, сколько ты любило!
О, разум, сколько ты пылал!»
А. Блок.
Почему слова А. Блока я взяла эпиграфом к нашему семинарскому занятию? Ответ на поставленный вопрос дадите после рассмотрения всех вопросов.
III. Тема и цели урока даны на слайдах.
IV. Вопросы семинарского занятия (слайды).
- Предпосылки возникновения теорий.
- Основные положения.
- Роль практики в становлении теорий.
- Значение теорий.
V. Первый этап семинара.
Беседа по вопросу о предпосылках возникновения Периодического закона и Теории химического строения идет с использованием ИКТ
Необходимые данные: даты, фамилии ученых, таблицы, высказывания представлены на слайдах
а) Вопрос. Предпосылки. Накопление фактологического материала.
Примерные ответы.
П.З. Д.И. Менделеева. Известно 63 химических элемента, описаны состав и свойства их многочисленных соединений.
ТХС А.М. Бутлерова. Известны многие десятки и сотни тысяч органических соединений. В 1807г. Й. Берцелиус ввел термины «органическая химия» и «органические вещества». В конце X-VIIIв. Французский химик А. Лавуазье показал, что вещества, получаемые из организмов растений и животных ( органические вещества), содержат лишь немногие элементы: углерод, водород, азот, иногда фосфор и серу.Определение органической химии по предложению
А. Кекуле ( ХIХв.). «Органическая химия – это химия соединений углерода». Позднее немецкий химик К. Шорлеммер дал более точное определение этой науки: органическая химия – это химия соединений углеводородов и их производных.
б) Вопрос. Предпосылки. Работы предшественников Д.И. Менделеева.
Примерные ответы.
Классификация Берцелиуса. Шведский химик Й.Я. Берцелиус разделил элементы на металлы и неметаллы на основе различий в свойствах образованных ими простых веществ и соединений. Но групп было две, они были велики и включали отличающиеся друг от друга элементы. Наличие амфотерных оксидов и гидроксидов у некоторых металлов вносило путаницу. Классификация была неудачной.
Триады Деберейнера (1816г.) Немецкий химик И.В.Деберейнер разделил элементы на основе сходства в свойствах образуемых ими веществ. Но ему удалось составить лишь четыре триады.
Октавы Ньюлендса ( 1865г.) Д.А. Ньюлендс пытался расположить элементы в порядке возрастания их атомных масс и обнаружил поразительное сходство между каждым восьмым по счету элементом, подобно строению музыкальной октавы, состоящей из восьми звуков. Он назвал свое открытие законом октав. Однако ему не удалось объяснить найденную закономерность , и в некоторые вертикальные столбцы попали элементы , резко отличающиеся по своим свойствам.
Таблица Мейера. (1864г.) Немецкий исследователь Л. Мейер расположил химические элементы также в порядке увеличения их атомных масс. Но в таблицу он поместил всего 27 элементов.
в) Дополнительный вопрос.
В 1882г. Лондонское Королевское общество присудило Д.И. Менделееву медаль Деви «за открытие периодических соотношений атомных весов», а пятью годами позже, в 1887г., это же общество вручает эту же медаль своему соотечественнику Дж. Ньюлендсу «за открытие периодического закона химических элементов».
- Чем объяснить такую нелогичность в решениях Лондонского Королевского общества?
г) Дополнительная информация.
- Немецкий химик Лотар Мейер (1830-1895) – претендент на открытие П.З.
- 1864г. – его работа « Современные теории химии», где химические элементы выстраивались в ряд в соответствии с их атомным весом. Он не увидел главные закономерности, не смог ни предсказать новых, ни исправить неверные значения атомного веса уже известных элементов.
- Его заявление после открытия закона Менделеевым: « Было бы поспешно изменять доныне принятые атомные веса на основании столь непрочного исходного пункта».
- Мейер еще раз доказал, что излишняя осторожность в науке препятствует совершению открытий.
- Надо отдать должное немецкому ученому – он не стал оспаривать первенство Менделеева.
д) Вопрос. Предпосылки. Работы предшественников А.М. Бутлерова.
Примерные ответы.
Теория радикалов (Й. Берцелиус, Ю. Либих, Ж. Дюма) Считалось, что органические вещества построены из радикалов, как « подлинных элементов органической химии».
Теория типов (Ж. Дюма, Ш. Жерар и О. Лоран) .Органические вещества – производные простейших неорганических веществ: водорода, хлороводорода, воды, аммиака. Строение молекул они считали принципиально непознаваемым, что наносило вред развитию науки.
1830г. – Й Берцелиус ввел термин « изомерия»
Успехи в синтезе органических соединений , в результате которых было развеяно учение о витализме, то есть о «жизненной силе», под влиянием которой в организме образуются органические вещества:
- в 1828г. Ф. Велер синтезировал мочевину;
- в 1845г.А. Кольбе синтезировал уксусную кислоту;
- в 1845г. М. Бертло- жиры; в 1842г Н.Н Зинин получил анилин; в 1861г . А.М. Бутлеров синтезировал сахороподобное вещество;
- ХVIIIв. – утвердилось понятие о валентности (Э. Франкланд, А. Кекуле).
е) Вопрос. Съезд химиков в г. Карлсруэ (1860г.).
Примерные ответы.
Д.И. Менделеев – наблюдатель. А.М. Бутлеров изучал материалы съезда. В 1861г.в г. Шпейере на съезде врачей и естествоиспытателей выступил с докладом « О химическом строении тел». В нем изложил основы, разработанной им теории химического строения органических соединений.
ж) Все ученые, которые занимались поисками естественной классификации химических элементов и органических веществ, находились в равных условиях, имели одни и те же предпосылки.
Почему же ни одному из них, кроме Д.И.Менделеева и А.М. Бутлерова, не удалось открыть Периодический закон и создать Теорию химического строения?
Примерные ответы.
Личностные качества ученых: энциклопедичность химических знаний, умение анализировать и обобщать факты, научное прогнозирование, русский патриотизм.
VI. Второй этап семинарского занятия.
Основные положения теорий, 2 вопрос.
Групповая работа. Задание №1. Дать определение основным положениям ТХС, привести примеры:
1 гр. – первое положение.
2 гр.– второе положение.
3 гр. – третье положение.
Парная работа. Задание №2. Ответить на вопросы по теме «Периодический закон».
Карточка №1. Дайте определение понятиям: период, группа; как изменяются свойства в периоде и в группе с возрастанием атомной массы. Формулировка закона Д.И. Менделеевым .
Карточка №2. ПЗ и ПСХЭ Д.И.Менделеева и строение атома.
Номер группы…, номер периода…, порядковый номер…, атомная масса.
Привести примеры. Современная формулировка закона.
Карточка № 3.На каком основании элементы хлор и марганец помещают в одной группе Периодической системы Д.И. Менделеева? Почему их помещают в разных подгруппах?
3, 4 вопросы. Роль практики в становлении теорий. Значение теорий.
Примерные ответы.
Д.И. Менделеев предсказывает, описывает неизвестные элементы (скандий, германий, галлий). А.М. Бутлеров предсказывает и объясняет изомерию многих органических соединений, синтезирует вещества. Теории развиваются по спирали вместе с развитием науки. Значение теорий: обобщающее, объясняющее, прогностическое.
Выводы по первому и второму этапу семинарского занятия.
- Теории сходны в своем становлении (факты, работы предшественников, съезд, личностные качества ученых).
- Теории созданы гениальными русскими учеными, эти теории – большой вклад в мировую науку.
- Им «… будущее не грозит разрушением, а лишь развитие и надстройки обещаются».
Д.И. Менделеев.
VII. Третий этап семинарского занятия – защита проектов.
Презентации работ учащихся. Индивидуальная работа. Темы: «Жизнь и наука. Д.И. Менделеев», «А.М.Бутлеров».
VIII. Четвертый этап семинарского занятия.
Самостоятельная работа.
Работа над кроссвордами по вариантам. Составление кроссвордов – индивидуальная работа домашняя работа учащихся (вопросы к кроссворду см. Приложение 1).
IХ. Итог урока.
Ответ на проблемный вопрос.
«Благословляю все, что было,
Я лучшей доли не искал.
О, сердце, сколько ты любило!
О, разум, сколько ты пылал!»
А. Блок.
- Почему эпиграфом данного семинарского занятия взяты эти слова А. Блока?
Р.S. Анализ ответов, их оценка и мнения учащихся проведены на следующем уроке.