История химии – как сделать урок интересным?
История химии – как сделать урок интересным? ИСТОРИЯ ХИМИИ – КАК СДЕЛАТЬ УРОК ИНТЕРЕСНЫМ?
«Краткая история химии» Айзека Азимова – не только увлекательное художественное произведение, но и своеобразное пособие для преподавателей химии, для учащихся и родителей. Широкому кругу читателей этот автор известен своими великолепными фантастическими произведениями, а в этой книге он полностью реализовал дидактические возможности истории науки.
Мне, как практикующему учителю химии, всегда хотелось уже на первых уроках увлечь восьмиклассников этим предметом, объяснить им по возможности доступно, что за чудесными на первый взгляд превращениями веществ скрываются закономерные процессы изменения молекул, и знания этих закономерностей не сразу стали известны ученым. К сожалению, современный учитель химии может только «выкраивать» время на рассмотрение вопросов истории своего предмета, и начинающий зарождаться интерес учащихся тонет под огромным количеством формул, правил, сведений. Предлагаемая мною разработка не является даже кратким содержанием книги А. Азимова, но отбор материала происходил под впечатлением от прочитанного. Представленный текст мы изучаем с детьми, обсуждаем изученное в ходе показа слайдов презентации, записываем в тетрадь основные этапы развития химии и (очень кратко) сделанные в тот или иной период открытия.
Первоначальные сведения о веществах
Тысячелетия назад человек впервые создал искусственные орудия труда. Он научился обрабатывать камни, придавая им нужную форму. Прикрепив заостренный камень к деревянной палке, он сделал первый каменный топор. Но даже обработанный камень оставался камнем, а дерево – деревом.
Однако молния могла зажечь лес, дерево горело, и на месте пожара человек находил черную золу.
Сейчас мы знаем, что это – результат химических превращений вещества. Они составляют предмет науки, которая получила название химии.
Первыми металлами, на которые человек обратил внимание, были самородные медь и золото. Секрет плавки железа был открыт примерно в 1500 г. до н. э. в Малой Азии. Чистое железо не очень твердое. Однако в процессе плавки оно может вобрать в себя углерод из древесного угля, в результате образуется сплав железа и углерода, называемый сталью.
Первыми учеными-химиками были египетские жрецы. Египтяне занимались производством металлов, красителей, они научились бальзамированию. Интересны взгляды на природу веществ у древних греков. Так, Демокрит – греческий философ, живший в V веке до нашей эры, считал, что материя состоит из мельчайших частиц. Он назвал эти крошечные частицы атомами, и это название сохранилось до наших дней.
Демокриту казалось, что атомы каждого элемента имеют особые размеры и форму и что именно этим объясняются различия в свойствах элементов. Реальные вещества, которые мы видим и ощущаем, представляют собой соединения атомов различных элементов, и, изменив природу этого соединения, можно одно вещество превратить в другое.
Все это звучит удивительно современно, но Демокрит не подкрепил свою теорию экспериментами. Атомистическая теория оставалась непопулярной в течение двух тысячелетий после Демокрита, о ней почти никто не вспоминал.
Период алхимии
Хотя в древние времена искусство химии было тесно связано с религией, простые люди страшились тех, кто им занимался: им казалось, что химики владеют тайным искусством и опасными знаниями.
Эта общественная боязнь заставляла тех, кто занимался химией излагать свои писания загадочными туманными символами, что усиливало впечатление таинственности.
Было известно семь небесных тел – планет. И известны семь металлов: золото, серебро, медь, железо, олово, свинец и ртуть. Почему бы не разбить их на пары? Именно тогда золото стали соотносить с солнцем, серебро с Луной, медь с Венерой. Ртуть получила название от планеты Меркурий. Поэтому сейчас процесс обезвреживания ртути носит название «демеркуризация». Древнее название ртути – hydrargyrum, что означает – «жидкое серебро».
На протяжении столетий химики самозабвенно старались отыскать способ получения золота. Некоторые из них пришли к выводу, что проще и выгоднее сделать вид, что это им удалось, так как это давало власть и создавало репутацию.
В VII веке на мировой арене появились арабы. Под знаменем новой религии – ислама – они вторглись в Египет и Персию. Арабские властители начали покровительствовать наукам. Они-то и преобразовали слово «химия» в «алхимия». Термин «алхимия» сейчас употребляют, когда говорят о периоде истории химии, охватывающем около двух тысячелетий, начиная с 300 г. и до 1600 г. В это время считалось, что для создания золота необходимо особое вещество al-iksir, в европейских языках это слово преобразовалось в «эликсир». В Европе это удивительное вещество получило название «философского камня». Эликсир должен был обладать и другими чудесными свойствами: излечивать от всех болезней и, самое главное, давать бессмертие. Алхимики шли двумя параллельными путями: одни искали золото, другие – эликсир жизни, дававший бессмертие.
Атомно-молекулярное учение
Постепенно накапливались факты о свойствах различных веществ. К XVIII веку стали развиваться наука о минералах и медицина. В химии происходил переход от простого качественного описания к тщательному количественному измерению.
Одним из творцов научной химии считается Роберт Бойль (1627 – 1691). Главной задачей химии, по мнению Бойля, является ответ на основной вопрос, волновавший ученых на протяжении многих веков: из чего состоит материальный мир, как состав вещества влияет на их свойства?
В 70-х годах XVIII века французский химик Антуан Лавуазье приступил к решению наиболее важной проблемы химии – изучению процессов горения. Он поместил в закрытый сосуд алмаз и нагревал до тех пор, пока алмаз не исчез. При этом образовался углекислый газ (CO2). Таким образом было убедительно доказано, что алмаз состоит их углерода (C). Лавуазье нагревал в закрытых сосудах различные металлы и обнаруживал, что вес сосудов по окончании реакций не изменялся. Он доказал, что если горение дерева проводить в закрытом сосуде, то вес золы плюс вес образовавшихся газов плюс вес того, что осталось от воздуха, равняется начальному весу дерева и воздуха.
Обдумывая результаты проведенных им опытов, Лавуазье пришел к мысли, что если учитывать все вещества, участвующие в химической реакции, и все образующиеся продукты, то изменения в весе никогда наблюдаться не будет. Это положение, известное как закон сохранения массы, стало краеугольным камнем химии XIX века.
В конце XVIII века французский химик Жозеф Пруст установил закон постоянства состава. С помощью тщательных анализов он показал, что вне зависимости от того, каким способом было получено сложное вещество, элементы в нем содержатся в строго определенных пропорциях. Объяснить этот закон можно было только на основании атомного строения материи. Английский химик Джон Дальтон (1766 – 1844) сформулировал основные положения атомной теории:
1. Материя состоит из мельчайших частиц – неделимых атомов, которые не создаются и не разрушаются.
2. Все атомы одного элемента одинаковы по величине и имеют одинаковую массу (вес).
3. Масса молекулы определяется суммой масс составляющих её атомов.
Известно, что при образовании молекулы воды (H2O) одна весовая часть водорода соединяется с восьмью весовыми частями кислорода. Это означает, что 1 атом кислорода в 8 раз тяжелее 2 атомов водорода и в 16 раз тяжелее 1 атома водорода. Если вес водорода принять за единицу, то атомный вес кислорода составит 16.
Создание периодической системы.
В начале XIX века было открыто около 50 различных элементов и постоянно открывались новые. Ученых интересовал вопрос – сколько их еще осталось открыть? Десять? Сто? Заманчиво было как-то упорядочить список уже известных элементов, обнаружить какую-то закономерность в изменении их свойств и на основании этой закономерности предсказывать свойства ещё не открытых элементов.
В 1869 году русский химик Дмитрий Иванович Менделеев открыл периодический закон и на основании этого закона составил таблицу химических элементов. Менделеев обнаружил ряд закономерностей в изменении свойств химических элементов, расположив их в порядке увеличения атомного веса. Он был настолько уверен в своей правоте, что подробно описал свойства нескольких, ещё не открытых элементов. Смелые предсказания Менделеева подтвердились и до сих пор химики всего мира используют таблицу Д. И. Менделеева как ключ к открытию новых элементов.
Список литературы:
1. Азимов А. Краткая история химии. – М. , Мир, 1983. – 187 с.
2. Габриелян О. С. Химия. 8 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений. – М. , Дрофа, 1997. – 206 с.
Данькова С. М. ,
учитель биологии и химии,
МБОУ СШ № 3,
г. Гагарин, Смоленская обл.
Метки: Методический кабинет