Χημεία - η επιστήμη των μετασχηματισμών των ουσιών που σχετίζονται με μια αλλαγή στο ηλεκτρονικό περιβάλλον των ατομικών πυρήνων. Σε αυτόν τον ορισμό, είναι απαραίτητο να διευκρινιστούν περαιτέρω οι όροι «ουσία» και «επιστήμη».
Σύμφωνα με τη Χημική Εγκυκλοπαίδεια:
Ουσία Ένα είδος ύλης που έχει μάζα ηρεμίας. Αποτελείται από στοιχειώδη σωματίδια: ηλεκτρόνια, πρωτόνια, νετρόνια, μεσόνια κ.λπ. Η χημεία μελετά κυρίως την ύλη οργανωμένη σε άτομα, μόρια, ιόντα και ρίζες. Τέτοιες ουσίες συνήθως χωρίζονται σε απλές και σύνθετες (χημικές ενώσεις). Οι απλές ουσίες σχηματίζονται από άτομα μιας χημικής ουσίας. στοιχείο και επομένως είναι μια μορφή της ύπαρξής του σε ελεύθερη κατάσταση, για παράδειγμα, θείο, σίδηρος, όζον, διαμάντι. Οι σύνθετες ουσίες σχηματίζονται από διαφορετικά στοιχεία και μπορεί να έχουν σταθερή σύσταση.
Υπάρχουν πολλές διαφορές στην ερμηνεία του όρου «επιστήμη». Η δήλωση του René Descartes (1596-1650) είναι αρκετά εφαρμόσιμη εδώ: «Ορίστε την έννοια των λέξεων και θα σώσετε την ανθρωπότητα από τις μισές αυταπάτες της». Επιστήμηείναι συνηθισμένο να ονομάζουμε τη σφαίρα της ανθρώπινης δραστηριότητας, η λειτουργία της οποίας είναι η ανάπτυξη και η θεωρητική σχηματοποίηση της αντικειμενικής γνώσης για την πραγματικότητα. ένας κλάδος πολιτισμού που δεν υπήρχε σε όλες τις εποχές και όχι σε όλους τους λαούς. Ο Καναδός φιλόσοφος Γουίλιαμ Χάτσερ ορίζει τη σύγχρονη επιστήμη ως «έναν τρόπο γνώσης του πραγματικού κόσμου, συμπεριλαμβανομένης τόσο της πραγματικότητας που αισθάνονται οι ανθρώπινες αισθήσεις όσο και της αόρατης πραγματικότητας, ένας τρόπος γνώσης που βασίζεται στην οικοδόμηση ελεγχόμενων μοντέλων αυτής της πραγματικότητας». Ένας τέτοιος ορισμός είναι κοντά στην κατανόηση της επιστήμης από τον ακαδημαϊκό V.I. Vernadsky, τον Άγγλο μαθηματικό A. Whitehead και άλλους διάσημους επιστήμονες.
Στα επιστημονικά μοντέλα του κόσμου, συνήθως διακρίνονται τρία επίπεδα, τα οποία σε έναν συγκεκριμένο κλάδο μπορούν να εκπροσωπηθούν σε διαφορετική αναλογία:
* εμπειρικό υλικό (πειραματικά δεδομένα).
* εξιδανικευμένες εικόνες (φυσικά μοντέλα).
*μαθηματική περιγραφή (τύποι και εξισώσεις).
Η οπτική θεώρηση του κόσμου οδηγεί αναπόφευκτα στην προσέγγιση οποιουδήποτε μοντέλου. Ο Α. Αϊνστάιν (1879-1955) είπε: «Όσο οι μαθηματικοί νόμοι περιγράφουν την πραγματικότητα, είναι αόριστοι, και όταν παύουν να είναι αόριστος, χάνουν την επαφή με την πραγματικότητα».
Η χημεία είναι μια από τις φυσικές επιστήμες που μελετά τον κόσμο γύρω μας με όλο τον πλούτο των μορφών της και την ποικιλία των φαινομένων που συμβαίνουν σε αυτόν. Οι ιδιαιτερότητες της γνώσης των φυσικών επιστημών μπορούν να οριστούν από τρία χαρακτηριστικά: αλήθεια, διυποκειμενικότητα και συνέπεια. Η αλήθεια των επιστημονικών αληθειών καθορίζεται από την αρχή του επαρκούς λόγου: κάθε αληθινή σκέψη πρέπει να δικαιολογείται από άλλες σκέψεις, η αλήθεια των οποίων έχει αποδειχθεί. Διυποκειμενικότητα σημαίνει ότι κάθε ερευνητής πρέπει να έχει τα ίδια αποτελέσματα όταν μελετά το ίδιο αντικείμενο στις ίδιες συνθήκες. Η συστηματική φύση της επιστημονικής γνώσης συνεπάγεται την αυστηρή επαγωγική-απαγωγική δομή της.
Η χημεία είναι η επιστήμη του μετασχηματισμού των ουσιών. Μελετά τη σύνθεση και τη δομή των ουσιών, την εξάρτηση των ιδιοτήτων των ουσιών από τη σύνθεση και τη δομή τους, τις συνθήκες και τους τρόπους μετατροπής μιας ουσίας σε άλλη. Οι χημικές αλλαγές συνδέονται πάντα με φυσικές αλλαγές. Επομένως, η χημεία συνδέεται στενά με τη φυσική. Η χημεία σχετίζεται και με τη βιολογία, αφού οι βιολογικές διεργασίες συνοδεύονται από συνεχείς χημικούς μετασχηματισμούς.
Η βελτίωση των μεθόδων έρευνας, κυρίως της πειραματικής τεχνολογίας, οδήγησε στη διαίρεση της επιστήμης σε όλο και πιο στενούς τομείς. Ως αποτέλεσμα, η ποσότητα και η «ποιότητα», δηλ. η αξιοπιστία των πληροφοριών έχει αυξηθεί. Ωστόσο, η αδυναμία ενός ατόμου να έχει πλήρη γνώση ακόμη και για συναφή επιστημονικά πεδία έχει δημιουργήσει νέα προβλήματα. Ακριβώς όπως στη στρατιωτική στρατηγική τα πιο αδύναμα σημεία άμυνας και επίθεσης βρίσκονται στη συμβολή των μετώπων, στην επιστήμη οι λιγότερο ανεπτυγμένες περιοχές παραμένουν εκείνες που δεν μπορούν να ταξινομηθούν με σαφήνεια. Μεταξύ άλλων, μπορεί να σημειωθεί και η δυσκολία απόκτησης του κατάλληλου επιπέδου προσόντων (ακαδημαϊκός τίτλος) για επιστήμονες που εργάζονται στους τομείς του «κόμβου των επιστημών». Εκεί όμως γίνονται και οι κύριες ανακαλύψεις της εποχής μας.
Στη σύγχρονη ζωή, ιδιαίτερα στις ανθρώπινες παραγωγικές δραστηριότητες, η χημεία παίζει εξαιρετικά σημαντικό ρόλο. Δεν υπάρχει σχεδόν καμία βιομηχανία που να μην σχετίζεται με τη χρήση της χημείας. Η φύση μας δίνει μόνο πρώτες ύλες - ξύλο, μετάλλευμα, λάδι κ.λπ. Υποβάλλοντας φυσικά υλικά σε χημική επεξεργασία, παίρνουν διάφορες ουσίες απαραίτητες για τη γεωργία, τη βιομηχανική παραγωγή, την ιατρική, την καθημερινή ζωή - λιπάσματα, μέταλλα, πλαστικά, βερνίκια, χρώματα, φαρμακευτικές ουσίες, σαπούνι κ.λπ. Για την επεξεργασία των φυσικών πρώτων υλών, είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε τους νόμους του μετασχηματισμού των ουσιών, και αυτή η γνώση παρέχεται από τη χημεία. Η ανάπτυξη της χημικής βιομηχανίας είναι μια από τις σημαντικότερες προϋποθέσεις για την τεχνολογική πρόοδο.
Χημικά συστήματα
Αντικείμενο σπουδών στη χημεία - χημικό σύστημα . Ένα χημικό σύστημα είναι μια συλλογή ουσιών που αλληλεπιδρούν και είναι διανοητικά ή πραγματικά απομονωμένα από το περιβάλλον. Εντελώς διαφορετικά αντικείμενα μπορούν να χρησιμεύσουν ως παραδείγματα συστήματος.
Ο απλούστερος φορέας χημικών ιδιοτήτων είναι ένα άτομο - ένα σύστημα που αποτελείται από έναν πυρήνα και ηλεκτρόνια που κινούνται γύρω του. Ως αποτέλεσμα της χημικής αλληλεπίδρασης των ατόμων, σχηματίζονται μόρια (ρίζες, ιόντα, ατομικοί κρύσταλλοι) - συστήματα που αποτελούνται από πολλούς πυρήνες, στο γενικό πεδίο των οποίων κινούνται τα ηλεκτρόνια. Τα μακροσυστήματα αποτελούνται από συνδυασμό μεγάλου αριθμού μορίων - διαλυμάτων διαφόρων αλάτων, μίγμα αερίων πάνω από την επιφάνεια ενός καταλύτη σε μια χημική αντίδραση κ.λπ.
Ανάλογα με τη φύση της αλληλεπίδρασης του συστήματος με το περιβάλλον, διακρίνονται τα ανοιχτά, τα κλειστά και τα απομονωμένα συστήματα. ανοικτό σύστημα Σύστημα ονομάζεται σύστημα ικανό να ανταλλάσσει ενέργεια και μάζα με το περιβάλλον. Για παράδειγμα, όταν η σόδα αναμιγνύεται σε ανοιχτό δοχείο με διάλυμα υδροχλωρικού οξέος, η αντίδραση προχωρά:
Na 2 CO 3 + 2HCl → 2NaCl + CO 2 + H 2 O.
Η μάζα αυτού του συστήματος μειώνεται (διοξείδιο του άνθρακα και μερική διαφυγή υδρατμών), μέρος της θερμότητας που απελευθερώνεται δαπανάται για τη θέρμανση του περιβάλλοντος αέρα.
Κλειστό Ένα σύστημα ονομάζεται σύστημα που μπορεί να ανταλλάξει ενέργεια μόνο με το περιβάλλον. Το σύστημα που συζητήθηκε παραπάνω, που βρίσκεται σε ένα κλειστό δοχείο, θα είναι ένα παράδειγμα κλειστού συστήματος. Σε αυτή την περίπτωση, η ανταλλαγή μάζας είναι αδύνατη και η μάζα του συστήματος παραμένει σταθερή, αλλά η θερμότητα της αντίδρασης μέσω των τοιχωμάτων του δοκιμαστικού σωλήνα μεταφέρεται στο περιβάλλον.
απομονωμένος Ένα σύστημα είναι ένα σύστημα σταθερού όγκου στο οποίο δεν υπάρχει ανταλλαγή μάζας ή ενέργειας με το περιβάλλον. Η έννοια ενός απομονωμένου συστήματος είναι αφηρημένη, γιατί Στην πράξη, ένα εντελώς απομονωμένο σύστημα δεν υπάρχει.
Ένα ξεχωριστό τμήμα του συστήματος, που περιορίζεται από άλλα από τουλάχιστον μία διεπαφή, καλείται φάση . Για παράδειγμα, ένα σύστημα που αποτελείται από νερό, πάγο και ατμό περιλαμβάνει τρεις φάσεις και δύο διεπαφές (Εικ. 1.1). Η φάση μπορεί να διαχωριστεί μηχανικά από τις άλλες φάσεις του συστήματος.Εικ.1.1 - Πολυφασικό σύστημα.
Όχι πάντα η φάση σε όλες τις ίδιες φυσικές ιδιότητες και ομοιόμορφη χημική σύνθεση. Ένα παράδειγμα είναι η ατμόσφαιρα της γης. Στα κατώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας, η συγκέντρωση των αερίων είναι μεγαλύτερη και η θερμοκρασία του αέρα υψηλότερη, ενώ στα ανώτερα στρώματα ο αέρας αραιώνεται και η θερμοκρασία πέφτει. Εκείνοι. Η ομοιογένεια της χημικής σύνθεσης και των φυσικών ιδιοτήτων σε όλη τη φάση δεν παρατηρείται σε αυτή την περίπτωση. Επίσης, η φάση μπορεί να είναι ασυνεχής, για παράδειγμα, κομμάτια πάγου που επιπλέουν στην επιφάνεια του νερού, ομίχλη, καπνός, αφρός - συστήματα δύο φάσεων στα οποία η μία φάση είναι ασυνεχής.
Ένα σύστημα που αποτελείται από ουσίες στην ίδια φάση ονομάζεται ομοιογενής . Ένα σύστημα που αποτελείται από ουσίες σε διαφορετικές φάσεις και έχει τουλάχιστον μία διεπαφή ονομάζεται ετερογενής .
Οι ουσίες που συνθέτουν ένα χημικό σύστημα είναι τα συστατικά. Συστατικό μπορεί να απομονωθεί από το σύστημα και να υπάρχει έξω από αυτό. Για παράδειγμα, είναι γνωστό ότι όταν το χλωριούχο νάτριο διαλύεται στο νερό, αποσυντίθεται σε ιόντα Na + και Cl -, ωστόσο, αυτά τα ιόντα δεν μπορούν να θεωρηθούν συστατικά του συστήματος - ένα διάλυμα άλατος στο νερό, επειδή δεν μπορούν να απομονωθούν από μια δεδομένη λύση και υπάρχουν χωριστά. Τα συστατικά είναι νερό και χλωριούχο νάτριο.
Η κατάσταση του συστήματος καθορίζεται από τις παραμέτρους του. Οι παράμετροι μπορούν να ρυθμιστούν τόσο σε μοριακό επίπεδο (συντεταγμένες, ορμή καθενός από τα μόρια, γωνίες δεσμών κ.λπ.) όσο και σε μακρο επίπεδο (για παράδειγμα, πίεση, θερμοκρασία).
Η δομή του ατόμου.
Παρόμοιες πληροφορίες.
Ως αποτέλεσμα της μελέτης αυτού του κεφαλαίου, ο μαθητής θα πρέπει: ξέρω
- βασικές έννοιες και ιδιαιτερότητες της χημικής εικόνας του κόσμου.
- ο ρόλος της αλχημείας στην ανάπτυξη της χημείας ως επιστήμης.
- ιστορικά στάδια στην ανάπτυξη της χημείας ως επιστήμης.
- τις βασικές αρχές του δόγματος της σύνθεσης και της δομής των ουσιών·
- τους κύριους παράγοντες στην πορεία των χημικών αντιδράσεων και τις συνθήκες ελέγχου τους·
- βασικές αρχές της εξελικτικής χημείας και ο ρόλος της στην εξήγηση της βιογένεσης. έχω την δυνατότητα να
- αποκαλύπτουν το ρόλο της φυσικής του μικροκόσμου για την κατανόηση των θεμελίων της χημικής επιστήμης.
- διεξάγει μια συγκριτική ανάλυση των κύριων σταδίων στην ανάπτυξη της χημείας.
- υποστήριξε να δείξει τον ρόλο της χημείας για να εξηγήσει τα δομικά επίπεδα της συστημικής οργάνωσης της ύλης.
τα δικά
- τις δεξιότητες απόκτησης και εφαρμογής γνώσεων για τη διαμόρφωση μιας χημικής εικόνας του κόσμου·
- δεξιότητες στη χρήση της εννοιολογικής συσκευής της χημείας για τον χαρακτηρισμό χημικών διεργασιών.
Ιστορικά στάδια στην ανάπτυξη της χημικής επιστήμης
Υπάρχουν πολλοί ορισμοί της χημείας που τη χαρακτηρίζουν ως επιστήμη:
- σχετικά με τα χημικά στοιχεία και τις ενώσεις τους·
- ουσίες, τη σύνθεση και τη δομή τους·
- διαδικασίες ποιοτικού μετασχηματισμού ουσιών·
- χημικές αντιδράσεις, καθώς και τους νόμους και τις κανονικότητες που υπακούουν αυτές οι αντιδράσεις.
Προφανώς, καθένα από αυτά αντικατοπτρίζει μόνο μία από τις πτυχές της εκτεταμένης χημικής γνώσης, και η ίδια η χημεία λειτουργεί ως ένα εξαιρετικά διατεταγμένο, συνεχώς αναπτυσσόμενο σύστημα γνώσης. Εδώ είναι ένας ορισμός από ένα κλασικό εγχειρίδιο: «Η χημεία είναι η επιστήμη των μετασχηματισμών των ουσιών. Μελετά τη σύνθεση και τη δομή των ουσιών, την εξάρτηση των ιδιοτήτων των ουσιών από τη σύνθεση και τη δομή τους, τις συνθήκες και τους τρόπους μετατροπής μιας ουσίας σε άλλη.
Η χημεία είναι η επιστήμη των μετασχηματισμών των ουσιών.
Το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό της χημείας είναι ότι είναι από πολλές απόψεις σχηματίζει ανεξάρτητααντικείμενο έρευνας, δημιουργώντας ουσίες που δεν υπήρχαν στη φύση. Όπως καμία άλλη επιστήμη, η χημεία δρα ταυτόχρονα και ως επιστήμη και ως παραγωγή. Δεδομένου ότι η σύγχρονη χημεία επιλύει τα προβλήματά της σε ατομικό-μοριακό επίπεδο, συνδέεται στενά με τη φυσική, τη βιολογία, καθώς και με επιστήμες όπως η γεωλογία, η ορυκτολογία κ.λπ. Οι συνοριακές περιοχές μεταξύ αυτών των επιστημών μελετώνται από την κβαντική χημεία, τη χημική φυσική, τη φυσική χημεία, γεωχημεία, βιοχημεία κ.λπ.
Πριν από περισσότερα από 200 χρόνια, ο μεγάλος M. V. Lomonosov μίλησε σε μια δημόσια συνάντηση της Ακαδημίας Επιστημών της Αγίας Πετρούπολης. στην έκθεση «Λίγα για τα οφέλη της χημείας»διαβάζουμε προφητικές γραμμές: «Η Χημεία απλώνει διάπλατα τα χέρια της στις ανθρώπινες υποθέσεις... Όπου κι αν κοιτάξουμε, όπου κι αν κοιτάξουμε, παντού στρέφουμε μπροστά στα μάτια μας τις επιτυχίες της επιμέλειάς της». Η Χημεία άρχισε να διαδίδει την «επιμέλειά» της ακόμη και στην Αίγυπτο – την προηγμένη χώρα του Αρχαίου Κόσμου. Τέτοιοι κλάδοι παραγωγής όπως η μεταλλουργία, η κεραμική, η υαλουργία, η βαφή, η αρωματοποιία, τα καλλυντικά γνώρισαν σημαντική ανάπτυξη εκεί πολύ πριν από την εποχή μας.
Ας συγκρίνουμε το όνομα της επιστήμης της χημείας σε διάφορες γλώσσες:
Όλες αυτές οι λέξεις περιέχουν τη ρίζα "χημεία"ή " χημ», που είναι σύμφωνο με τις λέξεις της αρχαίας ελληνικής γλώσσας: «χήμος» ή «χυμός» σήμαινε «χυμός». Αυτό το όνομα βρίσκεται σε χειρόγραφα που περιέχουν πληροφορίες για την ιατρική και τη φαρμακευτική.
Υπάρχουν και άλλες απόψεις. Σύμφωνα με τον Πλούταρχο, ο όρος "χημεία" προέρχεται από ένα από τα αρχαία ονόματα της Αιγύπτου - Hemi («σχεδιάζοντας τη γη»).Στην αρχική του έννοια, ο όρος σήμαινε «αιγυπτιακή τέχνη». Η Χημεία ως επιστήμη των ουσιών και των αλληλεπιδράσεών τους θεωρούνταν στην Αίγυπτο θεϊκή επιστήμη και ήταν εξ ολοκλήρου στα χέρια των ιερέων.
Ένας από τους παλαιότερους κλάδους της χημείας είναι η μεταλλουργία. Για 4-3 χιλιάδες χρόνια π.Χ. άρχισε να λιώνει χαλκό από μεταλλεύματα, και αργότερα να παράγει ένα κράμα χαλκού και κασσίτερου (χάλκινο). Στη II χιλιετία π.Χ. έμαθαν πώς να παίρνουν σίδηρο από μεταλλεύματα με διαδικασία ακατέργαστης εμφύσησης. Για 1600 χρόνια π.Χ. άρχισαν να χρησιμοποιούν φυσική βαφή indigo για τη βαφή υφασμάτων και λίγο αργότερα - μωβ και αλιζαρίνη, καθώς και να παρασκευάζουν ξύδι, φάρμακα από φυτικά υλικά και άλλα προϊόντα, η παραγωγή των οποίων συνδέεται με χημικές διεργασίες.
Στην Αραβική Ανατολή στους V-VI αιώνες. ο όρος «αλχημεία» εμφανίζεται προσθέτοντας το σωματίδιο «αλ-» στην ελληνοαιγυπτιακή «χημεία». Στόχος των αλχημιστών ήταν να δημιουργήσουν μια «φιλοσοφική πέτρα» ικανή να μετατρέπει όλα τα βασικά μέταλλα σε χρυσό. Βασίστηκε σε μια πρακτική παραγγελία: χρυσό
στην Ευρώπη ήταν απαραίτητο για την ανάπτυξη του εμπορίου και υπήρχαν ελάχιστα γνωστά κοιτάσματα χρυσού.
Γεγονός από την ιστορία της επιστήμης
Τα παλαιότερα χημικά κείμενα που ανακαλύφθηκαν θεωρούνται πλέον αρχαία αιγυπτιακά "Πάπυρος Έμπερς"(που πήρε το όνομά του από τον Γερμανό Αιγυπτιολόγο που το βρήκε) - μια συλλογή συνταγών για την παρασκευή φαρμάκων του 16ου αιώνα. π.Χ., καθώς και ο «Πάπυρος Brugsch» που βρέθηκε στη Μέμφις με φαρμακευτικές συνταγές (XIV αιώνας π.Χ.).
Οι προϋποθέσεις για τη διαμόρφωση της χημείας ως ανεξάρτητου επιστημονικού κλάδου διαμορφώθηκαν σταδιακά κατά τον 17ο - το πρώτο μισό του 18ου αιώνα. Ταυτόχρονα, παρά την ποικιλία του εμπειρικού υλικού, σε αυτήν την επιστήμη, μέχρι την ανακάλυψη το 1869 του περιοδικού συστήματος των χημικών στοιχείων από τον D. I. Mendeleev (1834-1907), δεν υπήρχε γενική θεωρία που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να εξηγήσει τα συσσωρευμένα πραγματικό υλικό.
Απόπειρες περιοδικοποίησης της χημικής γνώσης έγιναν ήδη από τον 19ο αιώνα. Σύμφωνα με τον Γερμανό επιστήμονα G. Kopp - συγγραφέα μιας τετράτομης μονογραφίας "Ιστορία της Χημείας"(1843-1847), η ανάπτυξη της χημείας έγινε υπό την επίδραση ορισμένων καθοδηγητική ιδέα.Προσδιόρισε πέντε στάδια:
- την εποχή της συσσώρευσης εμπειρικών γνώσεων χωρίς απόπειρες θεωρητικής εξήγησής τους (από την αρχαιότητα έως τον 4ο αιώνα μ.Χ.).
- αλχημική περίοδος (IV - αρχές 16ου αιώνα).
- περίοδος ιατροχημείας, δηλ. "Χημεία της θεραπείας" (δεύτερο τέταρτο του 16ου - μέσα του 17ου αιώνα).
- η περίοδος δημιουργίας και κυριαρχίας της πρώτης χημικής θεωρίας - η θεωρία του φλογιστώνα (μέσα 17ου - τρίτο τέταρτο του 18ου αιώνα).
- περίοδος ποσοτικής έρευνας (τελευταίο τέταρτο 18ου - 1840) 1 .
Ωστόσο, σύμφωνα με τις σύγχρονες έννοιες, αυτή η ταξινόμηση αναφέρεται σε εκείνα τα στάδια όπου η χημική επιστήμη δεν έχει ακόμη συγκροτηθεί ως συστημική θεωρητική γνώση.
Οι εγχώριοι ιστορικοί της χημείας διακρίνουν τέσσερα εννοιολογικά επίπεδα, τα οποία βασίζονται σε έναν τρόπο επίλυσης του κεντρικού προβλήματος της χημείας ως επιστήμης και ως παραγωγής (Εικ. 13.1).
Πρώτο εννοιολογικό επίπεδο -μελέτη της δομής μιας χημικής ουσίας. Σε αυτό το επίπεδο μελετήθηκαν διάφορες ιδιότητες και μετασχηματισμοί ουσιών ανάλογα με τη χημική τους σύσταση.
Ρύζι. 13.1.
Είναι εύκολο να δούμε την αναλογία αυτής της έννοιας με τη φυσική έννοια του ατομισμού. Τόσο οι φυσικοί όσο και οι χημικοί προσπάθησαν να βρουν την αρχική βάση με την οποία θα ήταν δυνατό να εξηγηθούν οι ιδιότητες όλων των απλών και πολύπλοκων ουσιών. Αυτή η έννοια διατυπώθηκε αρκετά αργά - το 1860, στο πρώτο Διεθνές Συνέδριο Χημικών στην Καρλσρούη της Γερμανίας. Οι χημικοί προχώρησαν από το γεγονός ότι Όλες οι ουσίες αποτελούνται από μόρια και όλα τα μόρια, με τη σειρά τους αποτελούνται από άτομα.Τόσο τα άτομα όσο και τα μόρια βρίσκονται σε συνεχή κίνηση, ενώ τα άτομα είναι τα μικρότερα και στη συνέχεια αδιαίρετα μέρη των μορίων 1.
Η σημασία του Συνεδρίου εκφράστηκε ξεκάθαρα από τον D. I. Mendeleev: ΣΟΛ.Α.), οι χημικοί όλων των χωρών αποδέχθηκαν την αρχή του ενιαίου συστήματος. τώρα θα ήταν μεγάλη ασυνέπεια, αναγνωρίζοντας την αρχή, μη αναγνωρίζοντας τις συνέπειές της.
Δεύτερο εννοιολογικό επίπεδο -μελέτη της δομής των χημικών, προσδιορισμός συγκεκριμένης μεθόδου αλληλεπίδρασης στοιχείων στη σύνθεση συγκεκριμένων χημικών. Διαπιστώθηκε ότι οι ιδιότητες των ουσιών εξαρτώνται όχι μόνο από τα συστατικά τους χημικά στοιχεία, αλλά και από τη σχέση και την αλληλεπίδραση αυτών των στοιχείων κατά τη διάρκεια μιας χημικής αντίδρασης. Έτσι, το διαμάντι και ο άνθρακας έχουν διαφορετικές ιδιότητες ακριβώς λόγω της διαφοράς στις δομές τους, αν και η χημική τους σύσταση είναι παρόμοια.
Τρίτο εννοιολογικό επίπεδοΗ χημεία δημιουργείται από τις ανάγκες αύξησης της παραγωγικότητας των χημικών βιομηχανιών και διερευνά τους εσωτερικούς μηχανισμούς και τις εξωτερικές συνθήκες για την εμφάνιση χημικών διεργασιών: θερμοκρασία, πίεση, ρυθμός αντίδρασης κ.λπ.
Τέταρτο εννοιολογικό επίπεδο -επίπεδο εξελικτικής χημείας. Σε αυτό το επίπεδο, μελετάται σε μεγαλύτερο βάθος η φύση των αντιδραστηρίων που εμπλέκονται στις χημικές αντιδράσεις, οι ιδιαιτερότητες της δράσης των καταλυτών, που επιταχύνουν σημαντικά τον ρυθμό τους. Σε αυτό το επίπεδο γίνεται κατανοητή η διαδικασία προέλευσης. ζωντανόςύλη από αδρανή ύλη.
- Γκλίνκα II. Λ. Γενική χημεία. 2b ed. Λ.: Χημεία: κλάδος Λένινγκραντ, 1987. S. 13.
- Cit. Παράθεση από: Koltun M. World of Chemistry. M .: Παιδική λογοτεχνία, 1988. S. 7.
- Mendeleev D. I. Op. σε 25 τ. L. - M.: Publishing House of the Academy of Sciences of the USSR, 1949. T. 15. S. 171-172.
Μάθημα 1
Θέμα:Η χημεία είναι μια φυσική επιστήμη.
Στόχος:δώστε την έννοια της χημείας ως επιστήμης. Δείξτε τη θέση της χημείας μεταξύ των φυσικών επιστημών. να εξοικειωθεί με την ιστορία της προέλευσης της χημείας. εξετάστε τη σημασία της χημείας στην ανθρώπινη ζωή. μάθουν τους κανόνες συμπεριφοράς στην τάξη της χημείας. να εξοικειωθούν με επιστημονικές μεθόδους γνώσης στη χημεία. αναπτύξουν τη λογική της σκέψης, την ικανότητα παρατήρησης. να καλλιεργήσουν ενδιαφέρον για το αντικείμενο που μελετάται, επιμονή, επιμέλεια στη μελέτη του θέματος.
Κατά τη διάρκεια των μαθημάτων.
ΕγώΟργάνωση τάξης.
IIΕπικαιροποίηση βασικών γνώσεων.
Ποιες φυσικές επιστήμες γνωρίζετε, σπουδάζετε;
Γιατί ονομάζονται φυσικά;
IIIΤο μήνυμα του θέματος, οι στόχοι του μαθήματος, τα κίνητρα των εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων.
Αφού αναφέρει το θέμα και το σκοπό του μαθήματος, ο δάσκαλος θέτει μια προβληματική ερώτηση.
Τι πιστεύετε ότι οι σπουδές χημείας; (Οι μαθητές εκφράζουν τις υποθέσεις τους, όλες αναγράφονται στον πίνακα). Στη συνέχεια ο δάσκαλος λέει ότι κατά τη διάρκεια του μαθήματος θα μάθουμε ποιες υποθέσεις είναι σωστές.
IIIΕκμάθηση νέου υλικού.
Πριν ξεκινήσουμε το μάθημά μας, πρέπει να μάθουμε τους κανόνες συμπεριφοράς στην αίθουσα χημείας. Κοιτάξτε μπροστά σας στο σταντ τοίχου στο οποίο είναι γραμμένοι αυτοί οι κανόνες. Κάθε φορά που μπαίνετε στο γραφείο, πρέπει να επαναλαμβάνετε αυτούς τους κανόνες, να τους γνωρίζετε και να τους ακολουθείτε αυστηρά.
(Διαβάζουμε δυνατά τους κανόνες συμπεριφοράς στην αίθουσα χημείας.)
Κανόνες συμπεριφοράς για μαθητές στην τάξη της χημείας.
Μπορείτε να μπείτε στην αίθουσα χημείας μόνο με την άδεια του δασκάλου
Στην αίθουσα χημείας πρέπει να περπατήσετε με ένα μετρημένο βήμα. Σε καμία περίπτωση δεν πρέπει να κινηθείτε απότομα, καθώς μπορείτε να ανατρέψετε τον εξοπλισμό και τα αντιδραστήρια που στέκονται στα τραπέζια
Κατά τη διάρκεια της πειραματικής εργασίας στην αίθουσα χημείας, είναι απαραίτητο να είστε με μπουρνούζια.
Κατά τη διεξαγωγή πειραματικών εργασιών, μπορείτε να ξεκινήσετε την εργασία μόνο μετά από άδεια του δασκάλου.
Όταν εκτελείτε πειράματα, εργαστείτε ήρεμα, χωρίς φασαρία. Μην πιέζετε τον συγκάτοικό σας. Θυμάμαι! Η ακρίβεια είναι το κλειδί της επιτυχίας!
Μετά την ολοκλήρωση των πειραμάτων, είναι απαραίτητο να βάλετε σε τάξη τον χώρο εργασίας και να πλύνετε καλά τα χέρια σας με σαπούνι και νερό.
Η χημεία είναι μια φυσική επιστήμη, η θέση της χημείας μεταξύ των φυσικών επιστημών.
Οι φυσικές επιστήμες περιλαμβάνουν τη φυσική γεωγραφία, την αστρονομία, τη φυσική, τη βιολογία, την οικολογία και άλλες. Μελετούν τα αντικείμενα και τα φαινόμενα της φύσης.
Ας εξετάσουμε ποια θέση κατέχει η χημεία ανάμεσα στις άλλες επιστήμες. Τους παρέχει ουσίες, υλικά και σύγχρονες τεχνολογίες. Και ταυτόχρονα χρησιμοποιεί τα επιτεύγματα των μαθηματικών, της φυσικής, της βιολογίας, της οικολογίας για τη δική του περαιτέρω εξέλιξη. Επομένως, η χημεία είναι μια κεντρική, θεμελιώδης επιστήμη.
Τα όρια μεταξύ χημείας και άλλων φυσικών επιστημών γίνονται όλο και πιο θολά. Η φυσική χημεία και η χημική φυσική προέκυψαν στα όρια της μελέτης των φυσικών και χημικών φαινομένων. Βιοχημεία - βιολογική χημεία - μελετά τη χημική σύνθεση και τη δομή των ενώσεων που βρίσκονται σε ζωντανούς οργανισμούς.
Η ιστορία της προέλευσης της χημείας.
Η επιστήμη των ουσιών και των μετασχηματισμών τους ξεκίνησε από την Αίγυπτο, την πιο προηγμένη τεχνικά χώρα του αρχαίου κόσμου. Οι Αιγύπτιοι ιερείς ήταν οι πρώτοι χημικοί. Κρατούσαν πολλά άλυτα μέχρι τώρα χημικά μυστικά. Για παράδειγμα, τεχνικές ταρίχευσης των σωμάτων νεκρών Φαραώ και ευγενών, καθώς και απόκτηση μερικών χρωμάτων.
Τέτοιοι κλάδοι παραγωγής όπως η αγγειοπλαστική, η υαλουργία, η βαφή, η αρωματοποιία, γνώρισαν σημαντική ανάπτυξη στην Αίγυπτο πολύ πριν από την εποχή μας. Η χημεία θεωρούνταν «θεϊκή» επιστήμη, ήταν εξ ολοκλήρου στα χέρια των ιερέων και την έκρυβαν επιμελώς από όλους τους αμύητους. Ωστόσο, ορισμένες πληροφορίες εξακολουθούσαν να διεισδύουν πέρα από την Αίγυπτο.
Περίπου τον 7ο αι. ΕΝΑ Δ Οι Άραβες υιοθέτησαν την περιουσία και τις μεθόδους εργασίας των Αιγυπτίων ιερέων και εμπλούτισαν την ανθρωπότητα με νέες γνώσεις. Οι Άραβες πρόσθεσαν το πρόθεμα al στη λέξη Hemi και η ηγεσία στη μελέτη των ουσιών, που έγινε γνωστή ως αλχημεία, πέρασε στους Άραβες. Πρέπει να σημειωθεί ότι η αλχημεία δεν ήταν ευρέως διαδεδομένη στη Ρωσία, αν και τα έργα των αλχημιστών ήταν γνωστά, και μάλιστα μεταφρασμένα στα εκκλησιαστικά σλαβονικά. Η αλχημεία είναι μια μεσαιωνική τέχνη λήψης και επεξεργασίας διαφόρων ουσιών για πρακτικές ανάγκες.Σε αντίθεση με τους αρχαίους Έλληνες φιλοσόφους που παρατηρούσαν μόνο τον κόσμο και η εξήγηση βασιζόταν σε υποθέσεις και προβληματισμούς, οι αλχημιστές έδρασαν, πειραματίστηκαν, έκαναν απροσδόκητες ανακαλύψεις και βελτίωσαν την πειραματική μεθοδολογία . Οι αλχημιστές πίστευαν ότι τα μέταλλα είναι ουσίες που αποτελούνται από τρία κύρια στοιχεία: αλάτι - ως σύμβολο σκληρότητας και ικανότητας διάλυσης. θείο - ως ουσία που μπορεί να θερμανθεί και να καεί σε υψηλές θερμοκρασίες. υδράργυρος - ως ουσία ικανή να εξατμίζεται και να διαθέτει λαμπρότητα. Από αυτή την άποψη, υποτέθηκε ότι, για παράδειγμα, ο χρυσός, που ήταν ένα πολύτιμο μέταλλο, έχει επίσης ακριβώς τα ίδια στοιχεία, πράγμα που σημαίνει ότι μπορεί να ληφθεί από οποιοδήποτε μέταλλο! Πιστεύεται ότι η απόκτηση χρυσού από οποιοδήποτε άλλο μέταλλο συνδέεται με τη δράση της φιλοσοφικής πέτρας, την οποία οι αλχημιστές προσπάθησαν ανεπιτυχώς να βρουν. Επιπλέον, πίστευαν ότι αν πιεις ένα ελιξίριο φτιαγμένο από τη φιλοσοφική πέτρα, θα αποκτήσεις αιώνια νιότη! Όμως οι αλχημιστές δεν κατάφεραν να βρουν και να αποκτήσουν ούτε τη φιλοσοφική πέτρα ούτε χρυσό από άλλα μέταλλα.
Ο ρόλος της χημείας στη ζωή του ανθρώπου.
Οι μαθητές απαριθμούν όλες τις πτυχές της θετικής επίδρασης της χημείας στην ανθρώπινη ζωή. Ο δάσκαλος βοηθά και καθοδηγεί τις σκέψεις των μαθητών.
Δάσκαλος: Είναι όμως η χημεία χρήσιμη μόνο στην κοινωνία; Ποια προβλήματα προκύπτουν σε σχέση με τη χρήση χημικών προϊόντων;
(Οι μαθητές προσπαθούν να βρουν την απάντηση και σε αυτή την ερώτηση.)
Μέθοδοι γνώσης στη χημεία.
Ένα άτομο λαμβάνει γνώση για τη φύση με τη βοήθεια μιας τόσο σημαντικής μεθόδου όπως η παρατήρηση.
Παρατήρηση- αυτή είναι η συγκέντρωση της προσοχής σε αναγνωρίσιμα αντικείμενα για τη μελέτη τους.
Με τη βοήθεια της παρατήρησης, ένα άτομο συσσωρεύει πληροφορίες για τον κόσμο γύρω του, τις οποίες στη συνέχεια συστηματοποιεί, αποκαλύπτοντας γενικά μοτίβα των αποτελεσμάτων της παρατήρησης. Το επόμενο σημαντικό βήμα είναι να αναζητήσετε λόγους που εξηγούν τα μοτίβα που βρέθηκαν.
Για να είναι γόνιμη η παρατήρηση, πρέπει να πληρούνται ορισμένες προϋποθέσεις:
ορίστε με σαφήνεια το αντικείμενο της παρατήρησης, δηλαδή σε τι θα τραβήξει την προσοχή του παρατηρητή - μια συγκεκριμένη ουσία, τις ιδιότητές της ή τη μετατροπή ορισμένων ουσιών σε άλλες, τις συνθήκες για την υλοποίηση αυτών των μετασχηματισμών κ.λπ.
Για να διατυπωθεί ο σκοπός της παρατήρησης, ο παρατηρητής πρέπει να γνωρίζει γιατί διεξάγει την παρατήρηση.
αναπτύξτε ένα σχέδιο παρατήρησης για την επίτευξη του στόχου. Για να γίνει αυτό, είναι προτιμότερο να προβάλουμε μια υπόθεση, δηλαδή μια υπόθεση (από τα ελληνικά. Υπόθεση - θεμέλιο, υπόθεση) για το πώς θα συμβεί το παρατηρούμενο φαινόμενο. Μια υπόθεση μπορεί επίσης να προβληθεί ως αποτέλεσμα παρατήρησης, δηλαδή όταν προκύπτει ένα αποτέλεσμα που πρέπει να εξηγηθεί.
Η επιστημονική παρατήρηση είναι διαφορετική από την παρατήρηση με την καθημερινή έννοια της λέξης. Κατά κανόνα, η επιστημονική παρατήρηση πραγματοποιείται υπό αυστηρά ελεγχόμενες συνθήκες και αυτές οι συνθήκες μπορούν να αλλάξουν κατόπιν αιτήματος του παρατηρητή. Τις περισσότερες φορές, μια τέτοια παρατήρηση πραγματοποιείται σε ειδικό δωμάτιο - εργαστήριο.
Πείραμα- επιστημονική αναπαραγωγή ενός φαινομένου με σκοπό τη μελέτη του, τον έλεγχο υπό ορισμένες προϋποθέσεις.
Το πείραμα (από το λατ. experimentum - εμπειρία, δοκιμή) σας επιτρέπει να επιβεβαιώσετε ή να αντικρούσετε την υπόθεση που προέκυψε κατά την παρατήρηση και να διατυπώσετε ένα συμπέρασμα.
Ας κάνουμε ένα μικρό πείραμα για να μελετήσουμε τη δομή της φλόγας.
Ανάψτε ένα κερί και εξετάστε προσεκτικά τη φλόγα. Είναι ετερογενές στο χρώμα, έχει τρεις ζώνες. Η σκοτεινή ζώνη (1) βρίσκεται στο κάτω μέρος της φλόγας. Είναι η πιο ψυχρή μεταξύ των άλλων. Η σκοτεινή ζώνη οριοθετείται από το φωτεινό μέρος της φλόγας (2), η θερμοκρασία της οποίας είναι υψηλότερη από τη σκοτεινή ζώνη. Ωστόσο, η υψηλότερη θερμοκρασία βρίσκεται στο πάνω άχρωμο μέρος της φλόγας (ζώνη 3).
Για να βεβαιωθείτε ότι διαφορετικές ζώνες της φλόγας έχουν διαφορετικές θερμοκρασίες, μπορείτε να πραγματοποιήσετε ένα τέτοιο πείραμα. Ας τοποθετήσουμε ένα σπίρτο ή ένα σπίρτο στη φλόγα ώστε να διασχίσει και τις τρεις ζώνες. Θα δείτε ότι το θραύσμα απανθρακώνεται στις ζώνες 2 και 3. Αυτό σημαίνει ότι η θερμοκρασία της φλόγας είναι η υψηλότερη εκεί.
Τίθεται το ερώτημα εάν η φλόγα μιας λάμπας αλκοόλης ή ξηρού καυσίμου θα έχει την ίδια δομή με τη φλόγα ενός κεριού; Η απάντηση σε αυτό το ερώτημα μπορεί να είναι δύο υποθέσεις - υποθέσεις: 1) η δομή της φλόγας θα είναι ίδια με τη φλόγα ενός κεριού, επειδή βασίζεται στην ίδια διαδικασία - καύση. 2) η δομή της φλόγας θα είναι διαφορετική, καθώς προκύπτει ως αποτέλεσμα της καύσης διαφόρων ουσιών. Για να επιβεβαιώσουμε ή να αντικρούσουμε μία από αυτές τις υποθέσεις, ας στραφούμε στο πείραμα - θα κάνουμε ένα πείραμα.
Διερευνούμε με τη βοήθεια ενός σπίρτου ή ενός θραύσματος τη δομή της φλόγας μιας λάμπας αλκοόλης.
Παρά τις διαφορές στο σχήμα, το μέγεθος και ακόμη και το χρώμα, και στις δύο περιπτώσεις η φλόγα έχει την ίδια δομή - τις ίδιες τρεις ζώνες: η εσωτερική σκοτεινή (πιο κρύα), η μεσαία φωτεινή (καυτή) και η εξωτερική άχρωμη (πιο καυτή).
Επομένως, με βάση το πείραμα, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι η δομή οποιασδήποτε φλόγας είναι η ίδια. Η πρακτική σημασία αυτού του συμπεράσματος είναι η ακόλουθη: για να θερμανθεί οποιοδήποτε αντικείμενο σε φλόγα, πρέπει να τοποθετηθεί στο επάνω, δηλαδή στο πιο καυτό, μέρος της φλόγας.
Είναι σύνηθες να συντάσσονται πειραματικά δεδομένα σε ειδικό εργαστηριακό περιοδικό, για το οποίο είναι κατάλληλο ένα συνηθισμένο σημειωματάριο, αλλά γίνονται αυστηρά καθορισμένες εγγραφές σε αυτό. Σημειώνουν την ημερομηνία του πειράματος, το όνομά του, την πορεία του πειράματος, το οποίο συχνά συντάσσεται με τη μορφή πίνακα.
Προσπαθήστε να περιγράψετε ένα πείραμα στη δομή μιας φλόγας με αυτόν τον τρόπο.
Όλες οι φυσικές επιστήμες είναι πειραματικές. Και για να οργανωθεί ένα πείραμα, απαιτείται συχνά ειδικός εξοπλισμός. Για παράδειγμα, στη βιολογία, χρησιμοποιούνται ευρέως οπτικά όργανα, τα οποία σας επιτρέπουν να μεγεθύνετε την εικόνα του παρατηρούμενου αντικειμένου πολλές φορές: ένας μεγεθυντικός φακός, ένα μικροσκόπιο.
Οι φυσικοί στη μελέτη των ηλεκτρικών κυκλωμάτων χρησιμοποιούν όργανα για να μετρήσουν την τάση, το ρεύμα και την ηλεκτρική αντίσταση.
Οι επιστήμονες-γεωγράφοι είναι οπλισμένοι με ειδικά όργανα - από τα πιο απλά (πυξίδα, μετεωρολογικοί ανιχνευτές) μέχρι ερευνητικά πλοία, μοναδικούς διαστημικούς τροχιακούς σταθμούς.
Οι χημικοί χρησιμοποιούν επίσης ειδικό εξοπλισμό στην έρευνά τους. Το πιο απλό από αυτά είναι, για παράδειγμα, μια συσκευή θέρμανσης που είναι ήδη γνωστή σε εσάς - μια λάμπα αλκοόλης και διάφορα χημικά σκεύη στα οποία πραγματοποιούνται μετασχηματισμοί ουσιών, δηλαδή χημικές αντιδράσεις.
IV Γενίκευση και συστηματοποίηση της αποκτηθείσας γνώσης.
Τι μελετά λοιπόν η χημεία; (Κατά τη διάρκεια του μαθήματος ο δάσκαλος έδωσε σημασία στην ορθότητα ή την ανακρίβεια των υποθέσεων των παιδιών για το μάθημα της χημείας. Και τώρα ήρθε η ώρα να συνοψίσουμε και να δώσουμε την τελική απάντηση. Εξάγουμε τον ορισμό της χημείας).
Τι ρόλο παίζει η χημεία στην ανθρώπινη ζωή και την κοινωνία;
Ποιες μεθόδους γνώσης στη χημεία γνωρίζετε τώρα.
Τι είναι η παρατήρηση; Ποιες προϋποθέσεις πρέπει να πληρούνται για να είναι αποτελεσματική η παρατήρηση;
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ μιας υπόθεσης και ενός συμπεράσματος;
Τι είναι ένα πείραμα;
Ποια είναι η δομή μιας φλόγας;
Πώς πρέπει να γίνει η θέρμανση;
V Αναστοχασμός, σύνοψη του μαθήματος, βαθμολόγηση.
VI Ανακοίνωση εργασιών για το σπίτι, ενημέρωση για την υλοποίησή τους.
Δάσκαλος: Πρέπει:
Μάθετε τις βασικές σημειώσεις για αυτό το μάθημα.
Περιγράψτε το πείραμα για τη μελέτη της δομής της φλόγας χρησιμοποιώντας τον παρακάτω πίνακα.
Η χημεία ως επιστήμη
Χημεία- μια επιστήμη που μελετά τη δομή των ουσιών και τους μετασχηματισμούς τους, που συνοδεύονται από αλλαγή στη σύνθεση και (ή) δομή. Η σύγχρονη χημεία αντιμετωπίζει τρία κύρια καθήκοντα:
- Πρώτον, η θεμελιώδης κατεύθυνση στην ανάπτυξη της χημείας είναι η μελέτη της δομής της ύλης, η ανάπτυξη της θεωρίας της δομής και των ιδιοτήτων των μορίων και των υλικών. Είναι σημαντικό να δημιουργηθεί μια σύνδεση μεταξύ της δομής και των διαφόρων ιδιοτήτων των ουσιών και, σε αυτή τη βάση, να κατασκευαστούν θεωρίες για την αντιδραστικότητα μιας ουσίας, την κινητική και τον μηχανισμό των χημικών αντιδράσεων και των καταλυτικών φαινομένων. Η υλοποίηση των χημικών μετασχηματισμών προς τη μία ή την άλλη κατεύθυνση καθορίζεται από τη σύνθεση και τη δομή των μορίων, των ιόντων, των ριζών και άλλων βραχύβιων σχηματισμών. Η γνώση αυτού καθιστά δυνατή την εύρεση τρόπων απόκτησης νέων προϊόντων που έχουν ποιοτικά ή ποσοτικά διαφορετικές ιδιότητες από τα υπάρχοντα.
- δεύτερον, η εφαρμογή κατευθυνόμενης σύνθεσης νέων ουσιών με επιθυμητές ιδιότητες. Εδώ είναι επίσης σημαντικό να βρεθούν νέες αντιδράσεις και καταλύτες για μια πιο αποτελεσματική σύνθεση ήδη γνωστών και εμπορικά σημαντικών ενώσεων.
- τρίτο - ανάλυση. Αυτό το παραδοσιακό πρόβλημα της χημείας έχει αποκτήσει ιδιαίτερη σημασία. Συνδέεται τόσο με την αύξηση του αριθμού των χημικών αντικειμένων και των μελετημένων ιδιοτήτων, όσο και με την ανάγκη προσδιορισμού και μείωσης των συνεπειών της ανθρώπινης επίδρασης στη φύση.
Οι χημικές ιδιότητες των ουσιών καθορίζονται κυρίως από την κατάσταση των εξωτερικών φλοιών ηλεκτρονίων των ατόμων και των μορίων που σχηματίζουν ουσίες. Οι καταστάσεις των πυρήνων και των εσωτερικών ηλεκτρονίων στις χημικές διεργασίες σχεδόν δεν αλλάζουν. Αντικείμενο της χημικής έρευνας είναι τα χημικά στοιχεία και οι συνδυασμοί τους, δηλ. άτομα, απλές (μονοστοιχειακές) και σύνθετες (μόρια, ιόντα, ιόντα ριζών, καρβίνες, ελεύθερες ρίζες) χημικές ενώσεις, οι συσχετίσεις τους (συνδυασμοί, συστάδες, επιδιαλυτωμένα άλατα, χημικά άλατα κ.λπ.), υλικά κ.λπ.
Η σύγχρονη χημεία έχει φτάσει σε τέτοιο επίπεδο ανάπτυξης που υπάρχει μια σειρά από ειδικές ενότητες της, που είναι ανεξάρτητες επιστήμες. Ανάλογα με την ατομική φύση της υπό μελέτη ουσίας, διακρίνονται οι τύποι των χημικών δεσμών μεταξύ των ατόμων, η ανόργανη, η οργανική και η χημεία οργανοστοιχείων. Αντικείμενο της ανόργανης χημείας είναι όλα τα χημικά στοιχεία και οι ενώσεις τους, άλλες ουσίες που βασίζονται σε αυτά. Η οργανική χημεία μελετά τις ιδιότητες μιας τεράστιας κατηγορίας ενώσεων που σχηματίζονται μέσω των χημικών δεσμών του άνθρακα με τον άνθρακα και άλλα οργανικά στοιχεία: υδρογόνο, άζωτο, οξυγόνο, θείο, χλώριο, βρώμιο και ιώδιο. Η χημεία των οργανοστοιχείων βρίσκεται στη διεπαφή μεταξύ της ανόργανης και της οργανικής χημείας. Αυτή η «τρίτη» χημεία αναφέρεται σε ενώσεις που περιλαμβάνουν τους χημικούς δεσμούς του άνθρακα με τα υπόλοιπα μη οργανογόνα στοιχεία στον Περιοδικό Πίνακα. Η μοριακή δομή, ο βαθμός συσσωμάτωσης (συνδυασμού) των ατόμων στη σύνθεση των μορίων και των μεγάλων μορίων - μακρομορίων φέρνουν τα δικά τους χαρακτηριστικά γνωρίσματα στη χημική μορφή της κίνησης της ύλης. Επομένως, υπάρχουν χημεία μακρομοριακών ενώσεων, κρυσταλλοχημεία, γεωχημεία, βιοχημεία και άλλες επιστήμες. Μελετούν μεγάλες ενώσεις ατόμων και γιγάντιων πολυμερών σχηματισμών ποικίλης φύσης. Παντού το κεντρικό ερώτημα για τη χημεία είναι το ζήτημα των χημικών ιδιοτήτων. Αντικείμενο μελέτης είναι επίσης οι φυσικές, φυσικοχημικές και βιοχημικές ιδιότητες των ουσιών. Επομένως, όχι μόνο αναπτύσσονται εντατικά οι δικές τους μέθοδοι, αλλά και άλλες επιστήμες εμπλέκονται στη μελέτη των ουσιών. Τόσο σημαντικά συστατικά της χημείας είναι η φυσική χημεία και η χημική φυσική, που μελετούν χημικά αντικείμενα, διεργασίες και συνοδευτικά φαινόμενα με τη βοήθεια της συσκευής υπολογισμού της φυσικής και των φυσικών πειραματικών μεθόδων. Σήμερα, αυτές οι επιστήμες συνδυάζουν μια σειρά από άλλες: κβαντική χημεία, χημική θερμοδυναμική (θερμοχημεία), χημική κινητική, ηλεκτροχημεία, φωτοχημεία, χημεία υψηλής ενέργειας, χημεία υπολογιστών, κ.λπ. ο αντίκτυπός της στην καθημερινή μας ζωή. Υπάρχουν πολλές κατευθύνσεις στην ανάπτυξη της εφαρμοσμένης χημείας, που έχουν σχεδιαστεί για την επίλυση συγκεκριμένων προβλημάτων της ανθρώπινης πρακτικής δραστηριότητας. Η χημική επιστήμη έχει φτάσει σε τέτοιο επίπεδο ανάπτυξης που άρχισε να δημιουργεί νέες βιομηχανίες και τεχνολογίες.
Η χημεία ως σύστημα γνώσης
Η Χημεία ως σύστημα γνώσης για τις ουσίες και τους μετασχηματισμούς τους περιέχεται σε ένα απόθεμα γεγονότων - αξιόπιστες και επαληθευμένες πληροφορίες για χημικά στοιχεία και ενώσεις, τις αντιδράσεις και τη συμπεριφορά τους σε φυσικά και τεχνητά περιβάλλοντα. Τα κριτήρια για την αξιοπιστία των γεγονότων και οι τρόποι συστηματοποίησής τους εξελίσσονται συνεχώς. Μεγάλες γενικεύσεις που συνδέουν αξιόπιστα μεγάλα σύνολα γεγονότων γίνονται επιστημονικοί νόμοι, η διατύπωση των οποίων ανοίγει νέα στάδια στη χημεία (για παράδειγμα, οι νόμοι διατήρησης της μάζας και της ενέργειας, οι νόμοι του Dalton, ο περιοδικός νόμος του Mendeleev). Οι θεωρίες, χρησιμοποιώντας συγκεκριμένες έννοιες, εξηγούν και προβλέπουν τα γεγονότα μιας πιο συγκεκριμένης θεματικής περιοχής. Στην πραγματικότητα, η βιωματική γνώση γίνεται γεγονός μόνο όταν λάβει μια θεωρητική ερμηνεία. Έτσι, η πρώτη χημική θεωρία - η θεωρία του phlogiston, όντας εσφαλμένη, συνέβαλε στο σχηματισμό της χημείας, επειδή. συνέδεσε γεγονότα σε ένα σύστημα και επέτρεψε τη διατύπωση νέων ερωτήσεων. Η δομική θεωρία (Butlerov, Kekule) εξορθολόγησε και εξήγησε το τεράστιο υλικό της οργανικής χημείας και οδήγησε στην ταχεία ανάπτυξη της χημικής σύνθεσης και στη μελέτη της δομής των οργανικών ενώσεων.
Η χημεία ως γνώση είναι ένα πολύ δυναμικό σύστημα. Η εξελικτική συσσώρευση γνώσης διακόπτεται από επαναστάσεις - μια βαθιά αναδιάρθρωση του συστήματος γεγονότων, θεωριών και μεθόδων, με την εμφάνιση ενός νέου συνόλου εννοιών ή ακόμα και ενός νέου στυλ σκέψης. Έτσι, η επανάσταση προκλήθηκε από τα έργα του Lavoisier (η υλιστική θεωρία της οξείδωσης, η εισαγωγή ποσοτήτων, πειραματικές μέθοδοι, η ανάπτυξη της χημικής ονοματολογίας), η ανακάλυψη του περιοδικού νόμου του Mendeleev, η δημιουργία νέων αναλυτικών μεθόδων στις αρχές του τον 20ο αιώνα (μικροανάλυση, χρωματογραφία). Η εμφάνιση νέων περιοχών που αναπτύσσουν ένα νέο όραμα για το θέμα της χημείας και επηρεάζουν όλους τους τομείς (για παράδειγμα, η εμφάνιση της φυσικής χημείας με βάση τη χημική θερμοδυναμική και τη χημική κινητική) μπορεί επίσης να θεωρηθεί επανάσταση.
Η χημεία ως ακαδημαϊκή επιστήμη
Η Χημεία είναι ένας γενικός θεωρητικός κλάδος. Έχει σχεδιαστεί για να δώσει στους μαθητές μια σύγχρονη επιστημονική κατανόηση της ύλης ως ενός από τους τύπους κινούμενης ύλης, σχετικά με τους τρόπους, τους μηχανισμούς και τις μεθόδους μετατροπής μιας ουσίας σε άλλη. Η γνώση των βασικών χημικών νόμων, η γνώση της τεχνικής των χημικών υπολογισμών, η κατανόηση των ευκαιριών που παρέχει η χημεία με τη βοήθεια άλλων ειδικών που εργάζονται στις επιμέρους και στενές περιοχές της, επιταχύνουν σημαντικά τη λήψη του επιθυμητού αποτελέσματος σε διάφορους τομείς της μηχανικής και επιστημονική δραστηριότητα. Η Χημεία εξοικειώνει τον μελλοντικό ειδικό με συγκεκριμένες εκδηλώσεις μιας ουσίας, καθιστά δυνατό να «αισθανθεί» μια ουσία με τη βοήθεια ενός εργαστηριακού πειράματος, να μάθει τους νέους τύπους και τις ιδιότητές της. Ένα χαρακτηριστικό της χημείας ως κλάδου για φοιτητές μη χημικών ειδικοτήτων είναι ότι σε ένα μικρό μάθημα είναι απαραίτητο να υπάρχουν πληροφορίες από όλους σχεδόν τους κλάδους της χημείας που έχουν διαμορφωθεί ως ανεξάρτητες επιστήμες και μελετώνται από χημικούς και χημικούς-τεχνολόγους σε ειδικές πειθαρχίες. Επιπλέον, η ποικιλομορφία των ενδιαφερόντων εκπροσώπων διαφορετικών ειδικοτήτων οδηγεί συχνά στη δημιουργία εξειδικευμένων μαθημάτων στη χημεία. Με όλες τις θετικές πτυχές ενός τέτοιου προσανατολισμού, υπάρχει επίσης ένα σοβαρό μειονέκτημα - η κοσμοθεωρία του ειδικού στενεύει, η ελευθερία του προσανατολισμού του στις ιδιότητες της ουσίας και τις μεθόδους παραγωγής και εφαρμογής της μειώνεται. Ως εκ τούτου, ένα μάθημα χημείας για μελλοντικούς ειδικούς που δεν είναι στον τομέα της χημείας και της χημικής τεχνολογίας θα πρέπει να είναι αρκετά ευρύ και, στο βαθμό που χρειάζεται, εμπεριστατωμένο για να δώσει μια ολιστική άποψη των δυνατοτήτων της χημείας ως επιστήμης, ως κλάδου της βιομηχανίας, όπως τη βάση για την επιστημονική και τεχνολογική πρόοδο. Τα θεωρητικά θεμέλια για την κατανόηση της ποικιλόμορφης και πολύπλοκης εικόνας των χημικών φαινομένων τίθενται από τη γενική χημεία. Η χημεία των στοιχείων εισάγει στον συγκεκριμένο κόσμο ουσίες που σχηματίζονται από χημικά στοιχεία. Ένας σύγχρονος μηχανικός που δεν έχει ειδική χημική εκπαίδευση πρέπει να κατανοήσει τις ιδιότητες διαφόρων τύπων υλικών, συνθέσεων και ενώσεων. Συχνά, με τον ένα ή τον άλλο τρόπο, έχει να αντιμετωπίσει καύσιμα, λάδια, λιπαντικά, απορρυπαντικά, συνδετικά, κεραμικά, δομικά, ηλεκτρικά υλικά, ίνες, υφάσματα, βιολογικά αντικείμενα, ορυκτά λιπάσματα και πολλά άλλα. Άλλα μαθήματα μπορεί να μην δίνουν πάντα την πρώτη εντύπωση για αυτό. Αυτό το κενό πρέπει να καλυφθεί. Αυτή η ενότητα ανήκει στο πιο δυναμικά μεταβαλλόμενο κομμάτι της χημείας και, φυσικά, γίνεται γρήγορα παρωχημένο. Επομένως, η έγκαιρη και προσεκτική επιλογή του υλικού εδώ είναι απαραίτητη για την τακτική ανανέωση του μαθήματος. Όλα αυτά οδηγούν στη σκοπιμότητα εισαγωγής ενός ξεχωριστού τμήματος εφαρμοσμένης χημείας στο μάθημα της χημείας για φοιτητές μη χημικών ειδικοτήτων.
Η χημεία ως κοινωνικό σύστημα
Η χημεία ως κοινωνικό σύστημα είναι το μεγαλύτερο μέρος ολόκληρης της κοινότητας των επιστημόνων. Ο σχηματισμός ενός χημικού ως τύπου επιστήμονα επηρεάστηκε από τα χαρακτηριστικά του αντικειμένου της επιστήμης του και τον τρόπο δραστηριότητας (χημικό πείραμα). Οι δυσκολίες της μαθηματικής τυποποίησης του αντικειμένου (σε σύγκριση με τη φυσική) και ταυτόχρονα η ποικιλία των αισθητηριακών εκδηλώσεων (όσφρηση, χρώμα, βιολογική και άλλη δραστηριότητα) περιόρισαν από την αρχή την κυριαρχία του μηχανισμού στη σκέψη του χημικού και άφησε, λοιπόν, ένα πεδίο για διαίσθηση και καλλιτεχνία. Επιπλέον, ο χημικός χρησιμοποιούσε πάντα ένα όργανο μη μηχανικής φύσης - φωτιά. Από την άλλη πλευρά, σε αντίθεση με τα σταθερά αντικείμενα του βιολόγου που δίνει η φύση, ο κόσμος του χημικού έχει μια ανεξάντλητη και ταχέως αυξανόμενη ποικιλομορφία. Το αμετάκλητο μυστήριο της νέας ουσίας έδωσε στη στάση του χημικού στον κόσμο ευθύνη και προσοχή (ως κοινωνικός τύπος, ο χημικός είναι συντηρητικός). Το χημικό εργαστήριο έχει αναπτύξει έναν άκαμπτο μηχανισμό «φυσικής επιλογής», απόρριψης αλαζονικών και επιρρεπών σε λάθη ανθρώπων. Αυτό δίνει πρωτοτυπία όχι μόνο στο στυλ σκέψης, αλλά και στην πνευματική και ηθική οργάνωση του χημικού.
Η κοινότητα των χημικών αποτελείται από άτομα που ασχολούνται επαγγελματικά με τη χημεία και που ταυτίζονται με αυτόν τον τομέα. Περίπου οι μισοί από αυτούς εργάζονται, ωστόσο, σε άλλους τομείς, παρέχοντάς τους χημικές γνώσεις. Επιπλέον, πολλοί επιστήμονες και τεχνολόγοι τους γειτνιάζουν - σε μεγάλο βαθμό χημικοί, αν και δεν θεωρούν πλέον τους εαυτούς τους χημικούς (η κατάκτηση των δεξιοτήτων και των ικανοτήτων ενός χημικού από επιστήμονες σε άλλους τομείς είναι δύσκολη λόγω των παραπάνω χαρακτηριστικών του θέματος).
Όπως κάθε άλλη στενά δεμένη κοινότητα, οι χημικοί έχουν τη δική τους επαγγελματική γλώσσα, σύστημα αναπαραγωγής προσωπικού, σύστημα επικοινωνίας [περιοδικά, συνέδρια, κ.λπ.], τη δική τους ιστορία, τους δικούς τους πολιτιστικούς κανόνες και στυλ συμπεριφοράς.
Η χημεία ως βιομηχανία
Το σύγχρονο βιοτικό επίπεδο της ανθρωπότητας είναι απλά αδύνατο χωρίς τα προϊόντα και τις μεθόδους της χημείας. Καθορίζουν αποφασιστικά το σύγχρονο πρόσωπο του κόσμου γύρω μας. Απαιτούνται τόσα πολλά προϊόντα της χημείας που στις ανεπτυγμένες χώρες υπάρχουν χημικές βιομηχανίες. Η χημική βιομηχανία είναι μια από τις σημαντικότερες βιομηχανίες της χώρας μας. Οι χημικές ενώσεις που παράγονται από αυτό, διάφορες συνθέσεις και υλικά χρησιμοποιούνται παντού: στη μηχανολογία, τη μεταλλουργία, τη γεωργία, τις κατασκευές, τις ηλεκτρολογικές και ηλεκτρονικές βιομηχανίες, τις επικοινωνίες, τις μεταφορές, τη διαστημική τεχνολογία, την ιατρική, την καθημερινή ζωή κ.λπ. Περίπου χίλιες διαφορετικές χημικές ενώσεις , και συνολικά για πρακτικές ανάγκες η βιομηχανία παράγει περισσότερες από ένα εκατομμύριο ουσίες. Η οικονομική ευημερία και η αμυντική ικανότητα της χώρας εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη χημεία. Ως εκ τούτου, για να μην παρεμποδιστεί η ανάπτυξη άλλων βιομηχανιών και να τους παρασχεθούν έγκαιρα νέες ενώσεις και υλικά με το απαιτούμενο σύνολο ιδιοτήτων, η χημική επιστήμη και η χημική βιομηχανία πρέπει να αναπτυχθούν με ταχύτερους ρυθμούς, διευρύνοντας τη γκάμα των προϊόντων , βελτιώνοντας την ποιότητά τους και αυξάνοντας τους όγκους παραγωγής. Στη χώρα μας υπάρχουν:
- ανόργανη παραγωγή βασικής χημείας, που παράγει οξέα, αλκάλια, άλατα και άλλες ενώσεις, λιπάσματα.
- πετροχημική παραγωγή: παραγωγή καυσίμων, ελαίων, διαλυτών, μονομερών οργανικής χημείας (υδρογονάνθρακες, αλκοόλες, αλδεΰδες, οξέα), διάφορα πολυμερή και υλικά με βάση αυτά, συνθετικό καουτσούκ, χημικές ίνες, φυτοπροστατευτικά προϊόντα, πρόσθετα ζωοτροφών και ζωοτροφών, είδη οικιακής χρήσης χημεία;
- μικρής χημείας, όταν οι όγκοι των παραγόμενων προϊόντων είναι μικροί, αλλά η γκάμα της είναι πολύ μεγάλη. Τέτοια προϊόντα περιλαμβάνουν βοηθητικά για την παραγωγή πολυμερών υλικών (καταλύτες, σταθεροποιητές, πλαστικοποιητές, επιβραδυντικά φλόγας), βαφές, φάρμακα, απολυμαντικά και άλλα προϊόντα υγιεινής και υγιεινής, χημικά για τη γεωργία - ζιζανιοκτόνα, εντομοκτόνα, μυκητοκτόνα, αποφυλλωτικά κ.λπ.
Οι κύριες κατευθύνσεις ανάπτυξης της σύγχρονης χημικής βιομηχανίας είναι: η παραγωγή νέων ενώσεων και υλικών και η αύξηση της αποδοτικότητας των υφιστάμενων βιομηχανιών. Για να γίνει αυτό, είναι σημαντικό να βρεθούν νέες αντιδράσεις και καταλύτες, για να διαλευκανθούν οι μηχανισμοί των συνεχιζόμενων διεργασιών. Αυτό καθορίζει τη χημική προσέγγιση στην επίλυση μηχανικών προβλημάτων αύξησης της αποδοτικότητας της παραγωγής. Ένα τυπικό χαρακτηριστικό της χημικής βιομηχανίας είναι ο σχετικά μικρός αριθμός εργαζομένων και οι υψηλές απαιτήσεις για τα προσόντα τους και ο σχετικός αριθμός ειδικών χημικών είναι μικρός και υπάρχουν περισσότεροι εκπρόσωποι άλλων ειδικοτήτων (μηχανολόγοι, μηχανικοί θερμικής ενέργειας, ειδικοί στον αυτοματισμό παραγωγής , και τα λοιπά.). Χαρακτηρίζεται από μεγάλες ποσότητες κατανάλωσης ενέργειας και νερού, υψηλές περιβαλλοντικές απαιτήσεις για την παραγωγή. Στις μη χημικές βιομηχανίες, πολλές τεχνολογικές εργασίες συνδέονται με την προετοιμασία και τον καθαρισμό πρώτων υλών και υλικών, τη βαφή, την κόλληση και άλλες χημικές διεργασίες.
Η χημεία είναι η βάση της επιστημονικής και τεχνολογικής προόδου
Οι ενώσεις, οι συνθέσεις και τα υλικά που δημιουργούνται από τη χημεία διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στην αύξηση της παραγωγικότητας της εργασίας, στη μείωση του ενεργειακού κόστους για την παραγωγή των απαραίτητων προϊόντων και στην εξοικείωση με τις νέες τεχνολογίες και εξοπλισμό. Υπάρχουν πολλά παραδείγματα επιτυχούς επιρροής της χημείας στις μεθόδους της τεχνολογίας κατασκευής μηχανών, στις μεθόδους χειρισμού μηχανών και συσκευών, στην ανάπτυξη της βιομηχανίας ηλεκτρονικών, της διαστημικής τεχνολογίας και της αεροπορίας αεριωθούμενων αεροσκαφών και σε πολλούς άλλους τομείς επιστημονικής και τεχνολογικής προόδου:
- Η εισαγωγή χημικών και ηλεκτροχημικών μεθόδων επεξεργασίας μετάλλων μειώνει δραματικά την ποσότητα των απορριμμάτων που είναι αναπόφευκτη στην κοπή μετάλλων. Ταυτόχρονα, αφαιρούνται περιορισμοί στην αντοχή και τη σκληρότητα των μετάλλων και των κραμάτων, το σχήμα του εξαρτήματος, επιτυγχάνεται υψηλή καθαρότητα επιφάνειας και ακρίβεια διαστάσεων των εξαρτημάτων.
- υλικά όπως ο συνθετικός γραφίτης (που είναι ισχυρότερος από τα μέταλλα σε υψηλές θερμοκρασίες), το κορούνδιο (με βάση την αλουμίνα) και τα κεραμικά από χαλαζία (με βάση το πυρίτιο), τα συνθετικά πολυμερή υλικά και τα γυαλιά μπορούν να επιδείξουν μοναδικές ιδιότητες.
- Τα κρυσταλλωμένα γυαλιά (sitalls) λαμβάνονται με την εισαγωγή ουσιών στο λιωμένο γυαλί που προάγουν την ανάδυση κέντρων κρυστάλλωσης και την επακόλουθη ανάπτυξη κρυστάλλων. Τέτοιο υαλοκεραμικό όπως το "pyroceram" είναι εννέα φορές ισχυρότερο από το έλασμα γυαλιού, πιο σκληρό από τον χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα, ελαφρύτερο από το αλουμίνιο και κοντά στον χαλαζία όσον αφορά την αντοχή στη θερμότητα.
- Τα σύγχρονα λιπαντικά μπορούν να μειώσουν σημαντικά τον συντελεστή τριβής και να αυξήσουν την αντοχή στη φθορά των υλικών. Η χρήση λαδιών και λιπαντικών που περιέχουν δισουλφίδιο του μολυβδαινίου αυξάνει τη διάρκεια ζωής των εξαρτημάτων και εξαρτημάτων του οχήματος κατά 1,5 φορές, μεμονωμένων εξαρτημάτων - έως και δύο φορές, ενώ ο συντελεστής τριβής μπορεί να μειωθεί περισσότερο από 5 φορές.
- οργανοστοιχειακές ουσίες - οι πολυοργανοσιλοξάνες χαρακτηρίζονται από ευκαμψία και σπειροειδή δομή μορίων που σχηματίζουν πηνία καθώς μειώνεται η θερμοκρασία. Έτσι, διατηρούν ελαφρώς μεταβαλλόμενο ιξώδες σε ένα ευρύ φάσμα θερμοκρασιών. Αυτό τους επιτρέπει να χρησιμοποιούνται ως υδραυλικό υγρό σε μια μεγάλη ποικιλία συνθηκών.
- Η προστασία των μετάλλων από τη διάβρωση έχει αποκτήσει σκοπιμότητα δράσης μετά τη δημιουργία της ηλεκτροχημικής θεωρίας της διάβρωσης και καθιστά δυνατή την αποφυγή σημαντικού οικονομικού κόστους για την ανανέωση μεταλλικών προϊόντων.
Επί του παρόντος, η χημεία, μαζί με άλλες επιστήμες, τεχνολογία και βιομηχανία, αντιμετωπίζει πολλά επείγοντα και πολύπλοκα καθήκοντα. Η σύνθεση και η πρακτική εφαρμογή κατάλληλων υπεραγωγών υψηλής θερμοκρασίας και, περαιτέρω, θερμών υπεραγωγών θα αλλάξει σημαντικά τις μεθόδους αποθήκευσης και μετάδοσης ενέργειας. Απαιτούνται νέα υλικά, μεταξύ των οποίων ξεχωρίζουν τα υλικά με βάση το μέταλλο, τα πολυμερή, τα κεραμικά και τα σύνθετα υλικά. Έτσι, το πρόβλημα της δημιουργίας ενός φιλικού προς το περιβάλλον κινητήρα, που βασίζεται στην αντίδραση της καύσης υδρογόνου σε οξυγόνο, είναι να δημιουργηθούν υλικά ή διαδικασίες που εμποδίζουν τη διείσδυση του υδρογόνου μέσα από τα τοιχώματα των δεξαμενών αποθήκευσης υδρογόνου. Η δημιουργία νέων χημικών τεχνολογιών είναι επίσης ένας σημαντικός τομέας επιστημονικής και τεχνολογικής προόδου. Έτσι, το καθήκον είναι η παροχή νέων τύπων υγρών και αέριων καυσίμων που λαμβάνονται κατά την επεξεργασία άνθρακα, σχιστόλιθου, τύρφης και ξύλου. Αυτό είναι δυνατό με βάση νέες καταλυτικές διαδικασίες.
Θέμα:Η χημεία είναι μια φυσική επιστήμη. Χημεία στο περιβάλλον.
Στόχος: να ενδιαφέρουν τους μαθητές σε ένα νέο μάθημα για αυτούς - τη χημεία.
αποκαλύπτουν το ρόλο της χημείας στην ανθρώπινη ζωή. εκπαιδεύουν τα παιδιά
υπεύθυνη στάση απέναντι στη φύση.
Καθήκοντα: 1. θεωρήστε τη σημασία της λέξης χημεία, ως μια από τις φυσικές
2. προσδιορίστε τη σημασία και τη σχέση της χημείας με τους άλλους
3. μάθετε τι επίδραση έχει η χημεία σε ένα άτομο και
Εξοπλισμός και υλικά:"Η χημεία στο βιβλίο των ρεκόρ Γκίνες"
Χημική αγορά: σχετικά είδη; δήλωση επιστημόνων για
χημεία; μεταλλικό νερό; ψωμί, ιώδιο? σαμπουάν, ταμπλέτες, οδοντόκρεμα
πάστα, βερνίκι κ.λπ.
Όροι και έννοιες:χημεία; ουσίες: απλές και σύνθετες. χημική ουσία
στοιχείο; άτομο, μόριο.
Τύπος μαθήματος:εκμάθηση νέου υλικού.
Κατά τη διάρκεια των μαθημάτων
ΕΓΩ. οργανωτικό στάδιο.
Το κουδουνι χτυπησε
Το μάθημα ξεκίνησε. Ήρθαμε εδώ για σπουδές
Μην είσαι τεμπέλης, αλλά δούλεψε σκληρά.
Εργαζόμαστε επιμελώς
Ακούμε προσεκτικά.
γεια σας παιδιά
II. Πραγματοποίηση και παρακίνηση εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων. Σήμερα, ξεκινάτε να μελετάτε ένα νέο μάθημα - τη χημεία.
Ήδη εξοικειωθείτε με κάποιες έννοιες της χημείας στα μαθήματα φυσικής ιστορίας. . Δώσε παραδείγματα
(Σώμα, ουσία, χημικό στοιχείο, μόριο, άτομο).Τι ουσίες χρησιμοποιείτε στο σπίτι? (νερό, ζάχαρη, αλάτι, ξύδι, σόδα, αλκοόλ κ.λπ.) Με τι συνδέετε τη λέξη χημεία;?(Τρόφιμα, ρούχα, νερό, καλλυντικά, σπίτι). Δεν μπορούμε να φανταστούμε τη ζωή μας χωρίς τέτοια μέσα: όπως οδοντόκρεμα, σαμπουάν, πούδρες, προϊόντα υγιεινής που διατηρούν το σώμα και τα ρούχα μας καθαρά και τακτοποιημένα. στοιχεία ενός ή πολλών. Το σώμα μας περιλαμβάνει επίσης σχεδόν ολόκληρο τον περιοδικό πίνακα, για παράδειγμα: το αίμα περιέχει το χημικό στοιχείο Ferum (Σίδηρος), το οποίο, όταν συνδυάζεται με οξυγόνο, είναι μέρος της αιμοσφαιρίνης, σχηματίζοντας ερυθρά αιμοσφαίρια - ερυθροκύτταρα, το στομάχι περιέχει υδροχλωρικό οξύ, το οποίο συμβάλλει στην ταχύτερη διάσπαση της τροφής, το σώμα μας αποτελείται κατά 70% από νερό, χωρίς το οποίο δεν είναι δυνατή η ανθρώπινη ζωή.
Φυσικά, στη χημεία, όπως και σε κάθε επιστήμη, εκτός από την ψυχαγωγική, θα υπάρχουν και δύσκολα. Αλλά είναι δύσκολο και ενδιαφέρον - αυτό ακριβώς χρειάζεται ένας σκεπτόμενος άνθρωπος, έτσι ώστε το μυαλό μας να μην βρίσκεται σε αδράνεια και τεμπελιά, αλλά συνεχώς να λειτουργεί και να λειτουργεί. Επομένως, το θέμα του πρώτου μαθήματος είναι μια εισαγωγή στη χημεία ως μια από τις φυσικές επιστήμες.
Γράφουμε σε ένα σημειωματάριο:
Εργασία στην τάξη.
Θέμα: Η χημεία είναι φυσική επιστήμη. Χημεία στο περιβάλλον.
III. Εκμάθηση νέου υλικού.
Επίγραμμα:
Ω ευτυχισμένες επιστήμες!
Τεντώστε τα χέρια σας επιμελώς
Και κοιτάξτε στα πιο μακρινά μέρη.
Πέρασε τη γη και την άβυσσο,
Και οι στέπες, και το βαθύ δάσος,
Και το ίδιο το ύψος του ουρανού.
Εξερευνήστε παντού όλη την ώρα,
Τι υπέροχο και όμορφο
Αυτό που δεν έχει δει ακόμα ο κόσμος...
Στα έγκατα της γης εσύ, Χημεία,
Διαπέρασε την οξύτητα του βλέμματος,
Και τι περιέχει η Ρωσία σε αυτό,
Ανοίξτε τους θησαυρούς...
M.V. Lomonosov "Ωδή της ευγνωμοσύνης"
Ένα λεπτό
Λαβές τραβηγμένες στον ουρανό (σηκώστε προς τα πάνω)
Η σπονδυλική στήλη τεντώθηκε (απλώθηκε)
Όλοι είχαμε χρόνο να ξεκουραστούμε (σφίξτε τα χέρια σας)
Και κάθισε ξανά στο γραφείο.
Η λέξη «χημεία» προέρχεται από τη λέξη «χίμι» ή «χούμα» από την αρχαία Αίγυπτο, ως μαύρη γη, δηλαδή μαύρη σαν τη γη, που ασχολείται με διάφορα ορυκτά.
Στην καθημερινή ζωή συναντάς συχνά χημικές αντιδράσεις. Για παράδειγμα:
Εμπειρία: 1. Ρίξτε μια σταγόνα ιωδίου στο ψωμί, τις πατάτες - μπλε χρώμα, που είναι μια ποιοτική αντίδραση στο άμυλο. Μπορείτε να δοκιμάσετε τον εαυτό σας σε άλλα αντικείμενα για την περιεκτικότητά τους σε άμυλο.
2. Ανοίξτε ένα μπουκάλι ανθρακούχο νερό. Υπάρχει μια αντίδραση αποσύνθεσης ανθρακικού ή ανθρακικού οξέος σε διοξείδιο του άνθρακα και νερό.
H2CO3 CO2 + H2O
3. Οξικό οξύ + διοξείδιο του άνθρακα σόδα + οξικό νάτριο. Γιαγιάδες και μαμάδες ψήνουν πίτες για εσάς. Για να είναι απαλή και αφράτη η ζύμη, προστίθεται σόδα σβησμένη με ξύδι.
Όλα αυτά τα φαινόμενα εξηγούνται με τη χημεία.
Μερικά ενδιαφέροντα στοιχεία που σχετίζονται με τη χημεία.:
Γιατί λέγεται έτσι η ντροπαλή μιμόζα;
Η ντροπαλή μιμόζα είναι γνωστή για το γεγονός ότι τα φύλλα της διπλώνουν όταν την αγγίζει κάποιος και μετά από λίγο ισιώνουν ξανά. Αυτός ο μηχανισμός οφείλεται στο γεγονός ότι συγκεκριμένες περιοχές στο στέλεχος του φυτού, όταν διεγείρονται εξωτερικά, απελευθερώνουν χημικές ουσίες, συμπεριλαμβανομένων των ιόντων καλίου. Δρουν στα κύτταρα των φύλλων, από τα οποία ξεκινά η εκροή του νερού. Εξαιτίας αυτού, η εσωτερική πίεση στα κύτταρα πέφτει και, ως αποτέλεσμα, ο μίσχος και τα πέταλα στα φύλλα κουλουριάζονται και αυτό το αποτέλεσμα μπορεί να μεταδοθεί κατά μήκος της αλυσίδας σε άλλα φύλλα.
Χρήση οδοντόκρεμας: αφαιρεί την πλάκα από το τσάι στο φλιτζάνι, καθώς περιέχει σόδα, η οποία το καθαρίζει.
Έρευνα για το θάνατο του αυτοκράτορα Ναπολέοντα .
Ο αιχμάλωτος Ναπολέων, συνοδευόμενος από τη συνοδεία του το 1815, έφτασε στο νησί της Αγίας Ελένης, καλά αξιοζήλευτη, αλλά το 1821 πέθανε. Διαγνώστηκε με καρκίνο στο στομάχι. Κούβες από τα μαλλιά του νεκρού κόπηκαν και μοιράστηκαν στους αφοσιωμένους υποστηρικτές του αυτοκράτορα. Έχουν φτάσει λοιπόν στην εποχή μας. Το 1961 δημοσιεύθηκαν μελέτες για τα μαλλιά του Ναπολέοντα για αρσενικό. Αποδείχθηκε ότι τα μαλλιά περιείχαν αυξημένη περιεκτικότητα σε αρσενικό και αντιμόνιο, τα οποία αναμίχθηκαν σταδιακά σε τροφή, γεγονός που προκάλεσε σταδιακή δηλητηρίαση. Έτσι, η χημεία, ενάμιση αιώνα μετά τον θάνατο, βοήθησε στην επίλυση κάποιων εγκλημάτων.
Εργασία με το σχολικό βιβλίο 5 βρείτε και καταγράψτε τον ορισμό της έννοιας της χημείας.
Η χημεία είναι η επιστήμη των ουσιών και των μετασχηματισμών τους. Ως επιστήμη είναι ακριβής και πειραματική, αφού συνοδεύεται από πειράματα, ή πείραμα, ταυτόχρονα γίνονται οι απαραίτητοι υπολογισμοί και μετά βγαίνουν μόνο συμπεράσματα.
Οι χημικοί μελετούν την ποικιλία των ουσιών και τις ιδιότητές τους. φαινόμενα που συμβαίνουν με ουσίες. σύνθεση ουσιών· δομή; ιδιότητες; συνθήκες μετασχηματισμού· δυνατότητες χρήσης.
Κατανομή ουσιών στη φύση. Εξετάστε το σχήμα 1. Ποιο συμπέρασμα μπορεί να εξαχθεί από αυτό.(Ουσίες δεν υπάρχουν μόνο στη Γη, αλλά και έξω από αυτήν.)Όμως όλες οι ουσίες αποτελούνται από χημικά στοιχεία. Παρατίθενται ορισμένες πληροφορίες σχετικά με χημικά στοιχεία και ουσίες στο βιβλίο των ρεκόρ Γκίνες: για παράδειγμα
Το πιο κοινό στοιχείο: στη λιθόσφαιρα - οξυγόνο (47%), στην ατμόσφαιρα - Άζωτο (78%), έξω από τη Γη - Υδρογόνο (90%), το πιο ακριβό - Καλιφόρνια.
Το πιο εύπλαστο μέταλλο - ο χρυσός από 1 g μπορεί να συρθεί σε ένα σύρμα μήκους 2,4 km (2.400 m), το πιο σκληρό - το χρώμιο, το πιο ζεστό - και ηλεκτρικά αγώγιμο - ασήμι. Η πιο ακριβή ουσία είναι η ιντερφερόνη: ένα εκατομμυριοστό μικρογραμμάριο καθαρού φαρμάκου κοστίζει 10 δολάρια.
Η Χημεία συνδέεται στενά με άλλες φυσικές επιστήμες. Ποιες φυσικές επιστήμες μπορείτε να ονομάσετε;
Εξετάστε το διάγραμμα 1. 6
Οικολογία Γεωργία Αγροχημεία
Φυσικοχημεία
Φυσική Χημεία Βιολογία Βιοχημεία Ιατρική
Μαθηματικά Γεωγραφία Αστρονομία Κοσμοχημεία
φαρμακευτική χημεία
Αλλά εκτός από αυτό, η ίδια η χημεία μπορεί επίσης να ταξινομηθεί:
Ταξινόμηση χημείας
Ανόργανη Οργανική Αναλυτική
γενική χημεία
Όλα αυτά θα μελετηθούν σε όλο το μάθημα της χημείας του σχολείου.
Ο άνθρωπος πρέπει να υπάρχει σε αρμονία με τη φύση, αλλά ταυτόχρονα ο ίδιος την καταστρέφει. Καθένας από εσάς μπορεί και να προστατεύσει και να μολύνει τη φύση. Χαρτί, πολυαιθυλένιο, πλαστικό - πρέπει να ρίχνετε μόνο σε ειδικούς κάδους και να μην σκορπίζετε όπου βρίσκεστε, καθώς δεν αποσυντίθενται. Κατά την καύση πλαστικού και πολυαιθυλενίου, απελευθερώνονται πολύ τοξικές ουσίες που επηρεάζουν τον άνθρωπο. Το φθινόπωρο, όταν καίγονται τα φύλλα, σχηματίζονται επίσης τοξικές ουσίες, αν και μπορούν να συσσωρευτούν για τη διαδικασία της σήψης και στη συνέχεια να χρησιμοποιηθούν ως βιολογικά λιπάσματα. Η χρήση οικιακών χημικών οδηγεί σε ρύπανση του νερού. Ως εκ τούτου, η διατήρηση της φύσης για τις μελλοντικές γενιές εξαρτάται από την προσεκτική στάση του καθενός από εμάς σε αυτήν, στο επίπεδο του πολιτισμού, της χημικής γνώσης.
IV. Γενίκευση και συστηματοποίηση της γνώσης.
1. Συνεχίστε τον ορισμό:
Η χημεία είναι………………………………………………………………………
2. Επιλέξτε τις σωστές προτάσεις:
ΕΝΑ. Χημεία – Ανθρωπιστικές Επιστήμες
σι. Η χημεία είναι μια φυσική επιστήμη.
V. Η γνώση της χημείας είναι απαραίτητη μόνο για τους βιολόγους.
δ. Χημικές ουσίες βρίσκονται μόνο στη Γη.
ε. Για τη ζωή, την αναπνοή, ένα άτομο χρειάζεται διοξείδιο του άνθρακα.
ε. Η ζωή στον πλανήτη δεν είναι δυνατή χωρίς οξυγόνο.
3. Από τις δεδομένες επιστήμες που συνδέονται με τη χημεία, επιλέξτε αυτές που σχετίζονται με ορισμούς.
Βιοχημεία, Οικολογία, Φυσικοχημεία, Γεωλογία, Αγροχημεία
1. Οι χημικές διεργασίες που συμβαίνουν στο ανθρώπινο σώμα μελετώνται από την επιστήμη - Βιοχημεία.
2. Η επιστήμη της προστασίας του περιβάλλοντος ονομάζεται Οικολογία
3. Εξερεύνηση ορυκτών – Γεωλογία
4. Η μετατροπή κάποιων ουσιών σε άλλες συνοδεύεται από απορρόφηση ή απελευθέρωση θερμότητας, η επιστήμη της Φυσικοχημείας μελετά
5. Η μελέτη της επίδρασης των λιπασμάτων στο έδαφος και στα φυτά είναι η επιστήμη της Αγροχημείας.
4. Τι επιρροή ασκεί η Χημεία στη φύση.
V. Συνοψίζοντας το μάθημα.
Από το υλικό που παρουσιάζεται προκύπτει ότι η Χημεία είναι η επιστήμη των ουσιών και των μετασχηματισμών τους. Στον σύγχρονο κόσμο, ένα άτομο δεν μπορεί να φανταστεί τη ζωή του χωρίς χημικά. Πρακτικά δεν υπάρχει βιομηχανία όπου δεν θα χρειαζόταν χημική γνώση. Ο αντίκτυπος της χημείας και των χημικών ουσιών στον άνθρωπο και το περιβάλλον, θετικός και αρνητικός. Ο καθένας μας μπορεί να σώσει ένα κομμάτι της φύσης, όπως είναι. Προστατεύω το περιβάλλον.
VI. Εργασία για το σπίτι.
2. Απαντήστε στις ερωτήσεις στη σελ. 10 . 1- προφορικά, 2-4 γραπτά.
3. Ετοιμάστε εκθέσεις με θέμα: «Η ιστορία της ανάπτυξης της χημείας ως επιστήμης»
