شیمی به عنوان یک علم طبیعی شیمی یک علم طبیعی است

علم شیمی - علم تبدیل مواد مرتبط با تغییر در محیط الکترونیکی هسته اتم. در این تعریف لازم است اصطلاحات «جوهر» و «علم» بیشتر توضیح داده شود.

طبق دایره المعارف شیمی:

ماده نوعی ماده که دارای جرم استراحت است. این شامل ذرات بنیادی است: الکترون ها، پروتون ها، نوترون ها، مزون ها، و غیره. این گونه مواد معمولاً به ساده و پیچیده (ترکیبات شیمیایی) تقسیم می شوند. مواد ساده توسط اتم های یک ماده شیمیایی تشکیل می شوند. عنصر و بنابراین شکلی از وجود آن در حالت آزاد هستند، به عنوان مثال، گوگرد، آهن، ازن، الماس. مواد پیچیده توسط عناصر مختلف تشکیل می شوند و ممکن است ترکیب ثابتی داشته باشند.

در تعبیر اصطلاح «علم» تفاوت های زیادی وجود دارد. بیانیه رنه دکارت (1596-1650) در اینجا کاملاً قابل اجرا است: "معنای کلمات را تعریف کنید و بشر را از نیمی از توهمات آن نجات خواهید داد." علوم پایهمرسوم است که حوزه فعالیت انسانی نامیده می شود که عملکرد آن توسعه و طرح بندی نظری دانش عینی در مورد واقعیت است. شاخه ای از فرهنگ که در همه زمان ها وجود نداشت و در بین همه مردم وجود نداشت. ویلیام هچر، فیلسوف کانادایی، علم مدرن را اینگونه تعریف می‌کند: «راهی برای شناخت دنیای واقعی، از جمله واقعیت احساس شده توسط حواس انسان و واقعیت نامرئی، روشی برای شناخت مبتنی بر ساخت مدل‌های آزمایش‌پذیر از این واقعیت». چنین تعریفی نزدیک به درک علم توسط آکادمیک V.I. Vernadsky، ریاضیدان انگلیسی A. Whitehead و دیگر دانشمندان مشهور است.

در مدل های علمی جهان معمولاً سه سطح از هم متمایز می شود که در یک رشته خاص می توان به نسبت متفاوتی نشان داد:

* مطالب تجربی (داده های تجربی)؛

* تصاویر ایده آل (مدل های فیزیکی)؛

*توضیحات ریاضی (فرمول ها و معادلات).

در نظر گرفتن مدل بصری جهان ناگزیر به تقریب هر مدلی منجر می شود. A. Einstein (1879-1955) گفت: "تا زمانی که قوانین ریاضی واقعیت را توصیف می کنند، نامعین هستند، و هنگامی که نامشخص نیستند، ارتباط خود را با واقعیت از دست می دهند."

شیمی یکی از علوم طبیعی است که به مطالعه جهان پیرامون ما با همه غنای اشکال آن و تنوع پدیده های رخ داده در آن می پردازد. ویژگی های دانش علوم طبیعی را می توان با سه ویژگی تعریف کرد: صدق، بین الاذهانی و سازگاری. صدق حقایق علمی با اصل دلیل کافی مشخص می شود: هر اندیشه واقعی باید با افکار دیگری توجیه شود که صدق آنها ثابت شده است. بین الاذهانی به این معناست که هر محقق هنگام مطالعه یک شیء در شرایط یکسان باید نتایج یکسانی به دست آورد. ماهیت سیستماتیک دانش علمی بر ساختار دقیق استقرایی-قیاسی آن دلالت دارد.

شیمی علم تبدیل مواد است. ترکیب و ساختار مواد، وابستگی خواص مواد به ترکیب و ساختار آنها، شرایط و راه های تبدیل یک ماده به ماده دیگر را مطالعه می کند. تغییرات شیمیایی همیشه با تغییرات فیزیکی همراه است. بنابراین، شیمی ارتباط نزدیکی با فیزیک دارد. شیمی همچنین با زیست شناسی مرتبط است، زیرا فرآیندهای بیولوژیکی با دگرگونی های شیمیایی پیوسته همراه هستند.

بهبود روش های تحقیق، در درجه اول فناوری تجربی، منجر به تقسیم علم به حوزه های محدودتر شد. در نتیجه کمیت و «کیفیت» یعنی. قابلیت اطمینان اطلاعات افزایش یافته است. اما عدم امکان دانش کامل یک فرد حتی برای رشته های علمی مرتبط، مشکلات جدیدی را ایجاد کرده است. همانطور که در استراتژی نظامی ضعیف ترین نقاط دفاعی و تهاجمی در نقطه اتصال جبهه ها قرار دارد، در علم نیز کمتر توسعه یافته ترین مناطق باقی می مانند که نمی توان به طور واضح طبقه بندی کرد. از جمله دلایل دیگر، می توان به دشواری دستیابی به سطح صلاحیت مناسب (مدرک تحصیلی) برای دانشمندان شاغل در حوزه "تلاقی علوم" اشاره کرد. اما اکتشافات اصلی زمان ما نیز در آنجا انجام می شود.

در زندگی مدرن، به ویژه در فعالیت های تولید انسان، شیمی نقش فوق العاده مهمی دارد. تقریبا هیچ صنعتی وجود ندارد که با استفاده از شیمی مرتبط نباشد. طبیعت فقط مواد خام را به ما می دهد - چوب، سنگ معدن، نفت و غیره. با قرار دادن مواد طبیعی در معرض فرآوری شیمیایی، آنها مواد مختلفی را به دست می آورند که برای کشاورزی، تولید صنعتی، پزشکی، زندگی روزمره - کود، فلز، پلاستیک، لاک، رنگ، دارویی لازم است. مواد، صابون و غیره برای فرآوری مواد اولیه طبیعی، دانستن قوانین تبدیل مواد ضروری است و این دانش توسط شیمی ارائه می شود. توسعه صنایع شیمیایی یکی از مهمترین شرایط پیشرفت تکنولوژی است.

سیستم های شیمیایی

موضوع مورد مطالعه در رشته شیمی - سیستم شیمیایی . سیستم شیمیایی مجموعه ای از موادی است که برهم کنش دارند و از نظر ذهنی یا واقعی از محیط جدا شده اند. اشیاء کاملاً متفاوت می توانند به عنوان نمونه هایی از یک سیستم عمل کنند.

ساده ترین حامل خواص شیمیایی یک اتم است - سیستمی متشکل از یک هسته و الکترون هایی که در اطراف آن حرکت می کنند. در نتیجه برهم کنش شیمیایی اتم ها، مولکول ها (رادیکال ها، یون ها، کریستال های اتمی) تشکیل می شوند - سیستم هایی متشکل از چندین هسته که در میدان کلی آنها الکترون ها حرکت می کنند. ماکروسیستم ها شامل ترکیبی از تعداد زیادی مولکول - محلول های نمک های مختلف، مخلوطی از گازها در بالای سطح یک کاتالیزور در یک واکنش شیمیایی و غیره است.

بسته به ماهیت تعامل سیستم با محیط، سیستم های باز، بسته و ایزوله متمایز می شوند. سیستم باز سیستم به سیستمی گفته می شود که قادر به تبادل انرژی و جرم با محیط باشد. به عنوان مثال، هنگامی که سودا در یک ظرف باز با محلول اسید هیدروکلریک مخلوط می شود، واکنش ادامه می یابد:

Na 2 CO 3 + 2HCl → 2NaCl + CO 2 + H 2 O.

جرم این سیستم کاهش می یابد (دی اکسید کربن و تا حدی بخار آب خارج می شود)، بخشی از گرمای آزاد شده صرف گرم کردن هوای اطراف می شود.

بسته شد سیستمی به سیستمی گفته می شود که فقط می تواند انرژی را با محیط تبادل کند. سیستم مورد بحث در بالا، واقع در یک ظرف بسته، نمونه ای از یک سیستم بسته خواهد بود. در این حالت تبادل جرم غیرممکن است و جرم سیستم ثابت می ماند، اما گرمای واکنش از طریق دیواره های لوله آزمایش به محیط منتقل می شود.

جدا شده سیستم سیستمی با حجم ثابت است که در آن تبادل جرم یا انرژی با محیط وجود ندارد. مفهوم سیستم ایزوله انتزاعی است، زیرا در عمل، یک سیستم کاملاً ایزوله وجود ندارد.

بخش جداگانه ای از سیستم که حداقل با یک رابط از سایرین محدود شده است، نامیده می شود فاز . به عنوان مثال، یک سیستم متشکل از آب، یخ و بخار شامل سه فاز و دو رابط است (شکل 1.1). فاز را می توان به صورت مکانیکی از سایر فازهای سیستم جدا کرد.

Fig.1.1 - سیستم چند فازی.

نه همیشه فاز در سراسر خواص فیزیکی یکسان و ترکیب شیمیایی یکنواخت. نمونه آن جو زمین است. در لایه‌های پایینی جو، غلظت گازها بیشتر و دمای هوا بیشتر است، در حالی که در لایه‌های بالایی هوا کمیاب شده و دما کاهش می‌یابد. آن ها همگنی ترکیب شیمیایی و خواص فیزیکی در کل فاز در این مورد مشاهده نمی شود. همچنین، فاز می تواند ناپیوسته باشد، به عنوان مثال، قطعات یخ شناور بر روی سطح آب، مه، دود، فوم - سیستم های دو فاز که در آن یک فاز ناپیوسته است.

سیستمی که از موادی در یک فاز تشکیل شده باشد نامیده می شود همگن . سیستمی متشکل از مواد در فازهای مختلف و دارای حداقل یک رابط نامیده می شود ناهمگون .

موادی که یک سیستم شیمیایی را تشکیل می دهند اجزای آن هستند. جزء می تواند از سیستم جدا شده و خارج از آن وجود داشته باشد. به عنوان مثال، مشخص است که وقتی کلرید سدیم در آب حل می شود، به یون های Na + و Cl - تجزیه می شود، اما این یون ها را نمی توان اجزای سیستم - محلول نمک در آب - در نظر گرفت، زیرا آنها نمی توانند از یک راه حل معین جدا شوند و به طور جداگانه وجود دارند. مواد تشکیل دهنده آب و کلرید سدیم است.

وضعیت سیستم با پارامترهای آن تعیین می شود. پارامترها را می توان هم در سطح مولکولی (مختصات، تکانه هر یک از مولکول ها، زوایای پیوند و غیره) و هم در سطح ماکرو (مثلاً فشار، دما) تنظیم کرد.

ساختار اتم.

اطلاعات مشابه

در نتیجه مطالعه این فصل، دانشجو باید: دانستن

• مفاهیم اساسی و مشخصات تصویر شیمیایی جهان؛
• نقش کیمیاگری در توسعه شیمی به عنوان یک علم؛
• مراحل تاریخی در توسعه شیمی به عنوان یک علم؛
• اصول اصلی دکترین ترکیب و ساختار مواد؛
• عوامل اصلی در جریان واکنش های شیمیایی و شرایط کنترل آنها؛
• اصول اولیه شیمی تکاملی و نقش آن در توضیح بیوژنز. قادر بودن به
• نقش فیزیک ریزجهان را برای درک مبانی علم شیمی نشان دهد.
• انجام تجزیه و تحلیل مقایسه ای از مراحل اصلی در توسعه شیمی؛
• استدلال کرد که نقش شیمی را برای توضیح سطوح ساختاری سازماندهی سیستمی ماده نشان دهد.

خود

• مهارت های کسب و به کارگیری دانش برای تشکیل تصویری شیمیایی از جهان؛
• مهارت در استفاده از دستگاه مفهومی شیمی برای توصیف فرآیندهای شیمیایی.

مراحل تاریخی در توسعه علم شیمی

تعاریف زیادی از شیمی وجود دارد که آن را به عنوان یک علم مشخص می کند:

• در مورد عناصر شیمیایی و ترکیبات آنها؛
• مواد، ترکیب و ساختار آنها؛
• فرآیندهای تبدیل کیفی مواد؛
• واکنش های شیمیایی و همچنین قوانین و قوانینی که این واکنش ها از آنها تبعیت می کنند.

بدیهی است که هر یک از آنها تنها یکی از جنبه های دانش گسترده شیمیایی را منعکس می کند و خود شیمی به عنوان یک سیستم دانش بسیار منظم و دائماً در حال توسعه عمل می کند. در اینجا تعریفی از یک کتاب درسی کلاسیک آورده شده است: "شیمی علم تبدیل مواد است. ترکیب و ساختار مواد، وابستگی خواص مواد به ترکیب و ساختار آنها، شرایط و راه های تبدیل یک ماده به ماده دیگر را مطالعه می کند.

شیمی علم تبدیل مواد است.

مهمترین ویژگی متمایز شیمی این است که از جهات مختلف است مستقل تشکیل می دهدموضوع تحقیق، ایجاد موادی که در طبیعت وجود نداشتند. مانند هیچ علم دیگری، شیمی به طور همزمان هم به عنوان یک علم و هم به عنوان یک تولید عمل می کند. از آنجایی که شیمی مدرن مشکلات خود را در سطح اتمی-مولکولی حل می کند، ارتباط نزدیکی با فیزیک، زیست شناسی و همچنین علومی مانند زمین شناسی، کانی شناسی و غیره دارد. مناطق مرزی بین این علوم توسط شیمی کوانتومی، فیزیک شیمی، فیزیکی مورد مطالعه قرار می گیرند. شیمی، ژئوشیمی، بیوشیمی و غیره

بیش از 200 سال پیش، بزرگ M. V. Lomonosov در یک جلسه عمومی آکادمی علوم سن پترزبورگ سخنرانی کرد. در گزارش "یک کلمه در مورد فواید شیمی"ما خطوط نبوی را می خوانیم: "شیمی دست خود را در امور انسانی گسترده می کند ... به هر کجا که نگاه کنیم، به هر کجا که نگاه کنیم، به هر کجا که در مقابل چشمانمان موفقیت های کوشش خود را برگردانیم." شیمی شروع به گسترش "کوشش" خود حتی در مصر - کشور پیشرفته دنیای باستان کرد. شاخه‌های تولیدی مانند متالورژی، سرامیک، شیشه‌سازی، رنگرزی، عطرسازی، لوازم آرایشی و بهداشتی مدت‌ها قبل از دوران ما در آنجا پیشرفت چشمگیری داشته است.

بیایید نام علم شیمی را در زبان های مختلف با هم مقایسه کنیم:

همه این کلمات حاوی ریشه هستند "شیمی"یا " شیمی"، که با کلمات زبان یونانی باستان همخوانی دارد: "هیموس" یا "هیوموس" به معنای "آب میوه" بود. این نام در نسخه های خطی حاوی اطلاعات پزشکی و داروسازی یافت می شود.

دیدگاه های دیگری نیز وجود دارد. به گفته پلوتارک، اصطلاح "شیمی" از یکی از نام های باستانی مصر - همی می آید. ("طراحی زمین").این اصطلاح در معنای اصلی خود به معنای "هنر مصر" بود. شیمی به عنوان علم مواد و فعل و انفعالات آنها در مصر یک علم الهی تلقی می شد و تماماً در دست کاهنان بود.

یکی از قدیمی ترین شاخه های شیمی متالورژی است. برای 4-3 هزار سال قبل از میلاد. شروع به ذوب مس از سنگ معدن کرد و بعداً آلیاژی از مس و قلع (برنز) تولید کرد. در هزاره دوم قبل از میلاد. یاد گرفت که چگونه آهن را از سنگ معدن با فرآیند خام دمیدن بدست آورد. برای 1600 سال قبل از میلاد. آنها شروع به استفاده از رنگ طبیعی نیلی برای رنگرزی پارچه کردند و کمی بعد - بنفش و آلیزارین و همچنین تهیه سرکه، داروها از مواد گیاهی و سایر محصولات که تولید آنها با فرآیندهای شیمیایی همراه است.

در شرق عرب در قرون V-VI. اصطلاح "کیمیا" با افزودن ذره "ال" به "شیمی" یونانی-مصری ظاهر می شود. هدف کیمیاگران ایجاد «سنگ فیلسوفی» بود که بتواند تمام فلزات اساسی را به طلا تبدیل کند. بر اساس یک دستور عملی بود: طلا

در اروپا برای توسعه تجارت ضروری بود و ذخایر طلای کمی وجود داشت.

واقعیتی از تاریخ علم

قدیمی ترین متون شیمیایی کشف شده در حال حاضر مصر باستان محسوب می شوند "پاپیروس ابرس"(به نام مصر شناس آلمانی که آن را پیدا کرد) - مجموعه ای از دستور العمل های ساخت داروهای قرن شانزدهم. قبل از میلاد، و همچنین "پاپیروس بروگش" که در ممفیس با نسخه های دارویی (قرن چهاردهم قبل از میلاد) یافت شد.

پیش نیازهای شکل گیری شیمی به عنوان یک رشته علمی مستقل به تدریج در طول 17th - نیمه اول قرن 18 شکل گرفت. در عین حال، با وجود تنوع مطالب تجربی، در این علم، تا زمان کشف در سال 1869 سیستم تناوبی عناصر شیمیایی توسط D.I. Mendeleev (1834-1907)، هیچ نظریه کلی وجود نداشت که بتوان از آن برای توضیح انباشته استفاده کرد. مواد واقعی

در اوایل قرن نوزدهم تلاش‌هایی برای دوره‌بندی دانش شیمیایی صورت گرفت. به گفته دانشمند آلمانی G. Kopp - نویسنده یک تک نگاری چهار جلدی "تاریخ شیمی"(1843-1847)، توسعه شیمی تحت تأثیر یک معین صورت گرفت ایده راهنمااو پنج مرحله را مشخص کرد:

• دوران انباشت دانش تجربی بدون تلاش برای توضیح نظری آنها (از دوران باستان تا قرن چهارم میلادی)؛
• دوره کیمیاگری (IV - آغاز قرن 16)؛
• دوره ایاتروشیمی، یعنی. "شیمی شفا" (ربع دوم قرن 16 - اواسط قرن 17)؛
• دوره ایجاد و تسلط اولین نظریه شیمیایی - نظریه فلوژیستون (اواسط 17 - ربع سوم قرن 18)؛
• دوره تحقیقات کمی (سه ماهه آخر 18 - 1840) 1 .

با این حال، طبق مفاهیم مدرن، این طبقه بندی به مراحلی اطلاق می شود که علم شیمی هنوز به عنوان یک دانش نظری سیستمیک شکل نگرفته است.

مورخان داخلی شیمی چهار سطح مفهومی را متمایز می‌کنند که مبتنی بر روشی برای حل مشکل اصلی شیمی به عنوان یک علم و به عنوان یک تولید است (شکل 13.1).

سطح مفهومی اول -مطالعه ساختار یک ماده شیمیایی در این سطح، خواص مختلف و تبدیل مواد بسته به ترکیب شیمیایی آنها مورد مطالعه قرار گرفت.

برنج. 13.1.

به راحتی می توان قیاس این مفهوم را با مفهوم فیزیکی اتمیسم مشاهده کرد. هم فیزیکدانان و هم شیمیدانان به دنبال یافتن مبنای اولیه ای بودند که بر اساس آن می توان خواص همه مواد ساده و پیچیده را توضیح داد. این مفهوم بسیار دیر فرموله شد - در سال 1860، در اولین کنگره بین المللی شیمیدانان در کارلسروهه، آلمان. شیمیدانان از این واقعیت که همه مواد از مولکول ها و همه مولکول ها تشکیل شده اند, به نوبه خود از اتم ها تشکیل شده اند.اتم ها و مولکول ها هر دو در حرکت پیوسته هستند، در حالی که اتم ها کوچک ترین و سپس بخش های تقسیم ناپذیر مولکول 1 هستند.

اهمیت کنگره به وضوح توسط D.I. مندلیف بیان شد: جی.الف.)، شیمیدانان همه کشورها شروع سیستم واحد را پذیرفتند. حالا این یک ناسازگاری بزرگ خواهد بود، تشخیص آغاز، نه تشخیص عواقب آن.

سطح مفهومی دوم -مطالعه ساختار مواد شیمیایی، شناسایی روش خاصی از برهمکنش عناصر در ترکیب مواد شیمیایی خاص. مشخص شد که خواص مواد نه تنها به عناصر شیمیایی تشکیل دهنده آنها بستگی دارد، بلکه به رابطه و تعامل این عناصر در جریان یک واکنش شیمیایی نیز بستگی دارد. بنابراین، الماس و زغال سنگ دقیقاً به دلیل تفاوت در ساختار دارای خواص متفاوتی هستند، اگرچه ترکیب شیمیایی آنها مشابه است.

سطح مفهومی سومشیمی توسط نیازهای افزایش بهره وری صنایع شیمیایی ایجاد می شود و مکانیسم های داخلی و شرایط بیرونی برای وقوع فرآیندهای شیمیایی را بررسی می کند: دما، فشار، سرعت واکنش و غیره.

سطح مفهومی چهارم -سطح شیمی تکاملی در این سطح، ماهیت معرف‌های درگیر در واکنش‌های شیمیایی، ویژگی‌های عملکرد کاتالیزورها که سرعت آن‌ها را به میزان قابل توجهی تسریع می‌کنند، با عمق بیشتری مورد مطالعه قرار می‌گیرند. در این سطح است که فرآیند مبدأ درک می شود. زندهماده از ماده بی اثر

• گلینکا دوم. L. شیمی عمومی. 2b ed. L .: شیمی: شاخه لنینگراد، 1987. S. 13.
• نقل قول به نقل از: Koltun M. World of Chemistry. M.: ادبیات کودکان، 1988. S. 7.
• مندلیف D. I. Op. در 25 جلد L. - M.: انتشارات آکادمی علوم اتحاد جماهیر شوروی، 1949. T. 15. S. 171-172.

درس شماره 1

موضوع:شیمی یک علم طبیعی است.

هدف:مفهوم شیمی را به عنوان یک علم ارائه دهید. نشان دادن جایگاه شیمی در میان علوم طبیعی؛ آشنایی با تاریخچه پیدایش شیمی؛ اهمیت شیمی را در زندگی انسان در نظر بگیرید. قوانین رفتار در اتاق شیمی را بیاموزید. آشنایی با روش های علمی دانش در شیمی؛ توسعه منطق تفکر، توانایی مشاهده؛ برای پرورش علاقه به موضوع مورد مطالعه، پشتکار، پشتکار در مطالعه موضوع.

در طول کلاس ها.

منسازمان کلاس.

IIبه روز رسانی دانش پایه

چه علوم طبیعی بلدی، مطالعه کنی؟

چرا به آنها طبیعی می گویند؟

IIIپیام موضوع، اهداف درس، انگیزه فعالیت های آموزشی.

پس از گزارش موضوع و هدف درس، معلم یک سوال مشکل ساز مطرح می کند.

به نظر شما مطالعات شیمی چیست؟ (دانش آموزان فرضیات خود را بیان می کنند، همه آنها روی تخته نوشته می شود). سپس معلم می گوید که در طول درس متوجه می شویم که کدام فرضیات صحیح است.

IIIیادگیری مطالب جدید.

قبل از شروع درس، باید قوانین رفتاری در اتاق شیمی را یاد بگیریم. به روی پایه دیواری که این قوانین روی آن نوشته شده است نگاه کنید. هر بار که وارد دفتر می شوید، باید این قوانین را تکرار کنید، آنها را بدانید و به شدت آنها را رعایت کنید.

(قوانین رفتاری را در اتاق شیمی با صدای بلند می خوانیم.)

قوانین رفتاری دانش آموزان در کلاس شیمی.

فقط با اجازه معلم می توانید وارد اتاق شیمی شوید

در اتاق شیمی باید با یک قدم اندازه گیری شده راه بروید. به هیچ وجه نباید تند حرکت کنید، زیرا می توانید تجهیزات و معرف های ایستاده روی میزها را واژگون کنید.

در حین انجام کار آزمایشی در اتاق شیمی، لازم است که لباس مجلسی داشته باشید.

هنگام انجام کار آزمایشی، فقط پس از اجازه معلم می توانید کار را شروع کنید.

هنگام انجام آزمایشات، با آرامش و بدون سر و صدا کار کنید. به هم اتاقی خود فشار نیاورید یاد آوردن! دقت کلید موفقیت است!

پس از انجام آزمایشات لازم است محل کار را مرتب کنید و دست های خود را کاملا با آب و صابون بشویید.

شیمی یک علم طبیعی است، جایگاه شیمی در میان علوم طبیعی.

علوم طبیعی شامل جغرافیای فیزیکی، نجوم، فیزیک، زیست شناسی، بوم شناسی و غیره است. آنها اشیاء و پدیده های طبیعت را مطالعه می کنند.

بیایید در نظر بگیریم که شیمی چه جایگاهی در میان سایر علوم دارد. مواد، مواد و فن آوری های مدرن را در اختیار آنها قرار می دهد. و در عین حال از دستاوردهای ریاضیات، فیزیک، زیست شناسی، بوم شناسی برای پیشرفت بیشتر خود استفاده می کند. بنابراین، شیمی یک علم مرکزی و بنیادی است.

مرزهای بین شیمی و سایر علوم طبیعی به طور فزاینده ای محو می شود. شیمی فیزیک و فیزیک شیمیایی در مرز مطالعه پدیده های فیزیکی و شیمیایی پدید آمدند. بیوشیمی - شیمی بیولوژیکی - ترکیب شیمیایی و ساختار ترکیبات موجود در موجودات زنده را مطالعه می کند.

تاریخچه پیدایش شیمی.

علم مواد و دگرگونی‌های آنها در مصر، پیشرفته‌ترین کشور جهان باستان از نظر فنی، سرچشمه گرفته است. کاهنان مصری اولین شیمیدانان بودند. آنها بسیاری از اسرار شیمیایی را که تا به حال حل نشده نگه داشته بودند. به عنوان مثال، تکنیک های مومیایی کردن بدن فراعنه و اشراف مرده و همچنین به دست آوردن برخی رنگ ها.

شاخه‌های تولیدی مانند سفالگری، شیشه‌سازی، رنگرزی، عطرسازی، مدت‌ها قبل از دوران ما در مصر به پیشرفت چشمگیری دست یافتند. شیمی به عنوان یک علم "الهی" در نظر گرفته می شد، به طور کامل در دست کشیشان بود و به دقت توسط آنها از همه ناآگاهان پنهان می شد. با این حال، برخی از اطلاعات هنوز در خارج از مصر نفوذ کرد.

تقریباً در قرن هفتم. آگهی اعراب اموال و روش های کار کشیشان مصری را پذیرفتند و بشریت را با دانش جدید غنی کردند. اعراب پیشوند ال را به کلمه همی اضافه کردند و رهبری در مطالعه مواد که به کیمیا معروف شد به اعراب رسید. لازم به ذکر است که کیمیاگری در روسیه گسترده نبود، اگرچه آثار کیمیاگران شناخته شده بود، و حتی به اسلاو کلیسا ترجمه شد. کیمیاگری هنر قرون وسطایی در به دست آوردن و پردازش مواد مختلف برای نیازهای عملی است، بر خلاف فیلسوفان یونان باستان که فقط جهان را مشاهده می کردند و توضیح آن مبتنی بر فرضیات و تأملات بود، کیمیاگران عمل کردند، آزمایش کردند، اکتشافات غیر منتظره انجام دادند و روش شناسی تجربی را بهبود بخشیدند. . کیمیاگران معتقد بودند که فلزات موادی هستند که از سه عنصر اصلی تشکیل شده اند: نمک - به عنوان نماد سختی و توانایی حل شدن. گوگرد - به عنوان ماده ای که می تواند در دمای بالا گرم شود و بسوزد. جیوه - به عنوان ماده ای که قادر به تبخیر و درخشندگی است. در این رابطه فرض بر این بود که مثلاً طلا که یک فلز گرانبها بوده نیز دقیقاً همین عناصر را دارد، یعنی از هر فلزی می توان آن را به دست آورد! اعتقاد بر این بود که به دست آوردن طلا از هر فلز دیگری با عمل سنگ فیلسوفی مرتبط است که کیمیاگران برای یافتن آن ناموفق تلاش کردند. علاوه بر این، معتقد بودند که اگر اکسیر ساخته شده از سنگ فیلسوف را بنوشید، جوانی ابدی به دست خواهید آورد! اما کیمیاگران نتوانستند نه سنگ فیلسوف و نه طلا را از فلزات دیگر بیابند و به دست آورند.

نقش شیمی در زندگی انسان.

دانش آموزان تمام جنبه های تأثیر مثبت شیمی بر زندگی انسان را فهرست می کنند. معلم به افکار دانش آموزان کمک و راهنمایی می کند.

معلم: اما آیا شیمی فقط در جامعه مفید است؟ چه مشکلاتی در ارتباط با استفاده از محصولات شیمیایی ایجاد می شود؟

(دانش آموزان در تلاشند تا پاسخ این سوال را نیز بیابند.)

روش های دانش در شیمی.

فرد با کمک روش مهمی مانند مشاهده دانش در مورد طبیعت دریافت می کند.

مشاهده- این تمرکز توجه به اشیاء قابل شناخت برای مطالعه آنها است.

با کمک مشاهده، فرد اطلاعاتی را در مورد دنیای اطراف خود جمع آوری می کند و سپس آنها را سیستماتیک می کند و الگوهای کلی نتایج مشاهده را آشکار می کند. گام مهم بعدی جستجو برای دلایلی است که الگوهای یافت شده را توضیح می دهد.

برای اینکه مشاهده مثمر ثمر باشد، یکسری شرایط باید رعایت شود:

موضوع مشاهده را به وضوح تعریف کنید، به عنوان مثال، توجه ناظر به چه چیزی جلب می شود - یک ماده خاص، خواص آن یا تبدیل برخی از مواد به مواد دیگر، شرایط اجرای این تبدیل ها و غیره.

برای تعیین هدف مشاهده، ناظر باید بداند که چرا مشاهده را انجام می دهد.

برای دستیابی به هدف، یک برنامه مشاهده ایجاد کنید. برای انجام این کار، بهتر است یک فرض، یعنی یک فرضیه (از یونانی. Hypothesis - بنیاد، فرض) در مورد چگونگی وقوع پدیده مشاهده شده مطرح شود. در نتیجه مشاهده نیز می توان یک فرضیه را مطرح کرد، یعنی زمانی که نتیجه ای به دست می آید که نیاز به توضیح دارد.

مشاهده علمی با مشاهده به معنای روزمره کلمه متفاوت است. به عنوان یک قاعده، مشاهده علمی تحت شرایط کاملاً کنترل شده انجام می شود و این شرایط می تواند به درخواست ناظر تغییر کند. اغلب، چنین مشاهده ای در یک اتاق خاص - یک آزمایشگاه انجام می شود.

آزمایش کنید- بازتولید علمی یک پدیده به منظور مطالعه آن، آزمایش تحت شرایط خاص.

آزمایش (از زبان lat. Experimentum - تجربه، آزمایش) به شما امکان می دهد فرضیه ای را که در حین مشاهده به وجود آمد تأیید یا رد کنید و نتیجه گیری کنید.

بیایید یک آزمایش کوچک برای مطالعه ساختار شعله انجام دهیم.

یک شمع روشن کنید و شعله را به دقت بررسی کنید. از نظر رنگ ناهمگن است، دارای سه منطقه است. ناحیه تاریک (1) در انتهای شعله قرار دارد. او در میان دیگران سردترین است. ناحیه تاریک با قسمت روشن شعله (2) که دمای آن بیشتر از ناحیه تاریک است، هم مرز است. اما بیشترین دما در قسمت بی رنگ بالای شعله (منطقه 3) است.

برای اطمینان از اینکه مناطق مختلف شعله دماهای متفاوتی دارند، می توانید چنین آزمایشی را انجام دهید. یک ترکش یا کبریت را در شعله قرار می دهیم تا از هر سه منطقه عبور کند. مشاهده خواهید کرد که در ناحیه 2 و 3 انشعاب ذغالی شده است. این بدان معناست که دمای شعله در آنجا بالاترین میزان است.

این سوال پیش می آید که آیا شعله لامپ الکلی یا سوخت خشک ساختاری مشابه شعله شمع خواهد داشت؟ پاسخ به این سوال می تواند دو فرض باشد - فرضیه: 1) ساختار شعله مانند شعله یک شمع خواهد بود، زیرا بر اساس همان فرآیند - احتراق است. 2) ساختار شعله متفاوت خواهد بود، زیرا در نتیجه احتراق مواد مختلف ایجاد می شود. برای تأیید یا رد یکی از این فرضیه ها، اجازه دهید به آزمایش روی آوریم - آزمایشی را انجام خواهیم داد.

ما با کمک یک کبریت یا یک ترکش ساختار شعله یک لامپ الکلی را بررسی می کنیم.

علیرغم تفاوت در شکل، اندازه و حتی رنگ، در هر دو مورد شعله دارای ساختار یکسانی است - همان سه ناحیه: تاریک داخلی (سردترین)، نور میانی (گرم) و بی رنگ بیرونی (گرمترین).

بنابراین، بر اساس آزمایش، می توان نتیجه گرفت که ساختار هر شعله ای یکسان است. اهمیت عملی این نتیجه گیری به شرح زیر است: برای گرم کردن هر شی در شعله، باید آن را به قسمت بالایی، یعنی داغ ترین، شعله آورد.

مرسوم است که داده های آزمایشی را در یک مجله آزمایشگاهی خاص تهیه کنید، که برای آن یک دفترچه معمولی مناسب است، اما ورودی های کاملاً تعریف شده در آن انجام می شود. آنها تاریخ آزمایش، نام آن، دوره آزمایش را که اغلب به شکل جدول ترسیم می شود، یادداشت می کنند.

سعی کنید آزمایشی را در مورد ساختار یک شعله به این شکل توصیف کنید.

همه علوم طبیعی تجربی هستند. و برای راه اندازی یک آزمایش، اغلب به تجهیزات خاصی نیاز است. به عنوان مثال، در زیست شناسی، ابزارهای نوری به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند، که به شما امکان می دهد تصویر جسم مشاهده شده را چندین برابر بزرگ کنید: یک ذره بین، یک میکروسکوپ.

فیزیکدانان در مطالعه مدارهای الکتریکی از ابزارهایی برای اندازه گیری ولتاژ، جریان و مقاومت الکتریکی استفاده می کنند.

دانشمندان و جغرافیدانان به ابزارهای ویژه ای مسلح هستند - از ساده ترین (قطب نما، کاوشگرهای هواشناسی) تا کشتی های تحقیقاتی، ایستگاه های مداری فضایی منحصر به فرد.

شیمیدانان نیز در تحقیقات خود از تجهیزات ویژه ای استفاده می کنند. ساده ترین آنها، به عنوان مثال، یک دستگاه گرمایشی است که قبلاً برای شما آشنا است - یک لامپ الکلی و ظروف مختلف شیمیایی که در آن تبدیل مواد انجام می شود، یعنی واکنش های شیمیایی.

IV تعمیم و سیستم سازی دانش کسب شده.

پس شیمی چه چیزی را مطالعه می کند؟ (در طول درس معلم به درستی یا نادرستی مفروضات بچه ها در مورد مبحث شیمی توجه کرد و اکنون زمان جمع بندی و دادن پاسخ نهایی فرا رسیده است. تعریف شیمی را استخراج می کنیم).

شیمی چه نقشی در زندگی و جامعه انسان دارد؟

اکنون چه روش های دانش در شیمی را می شناسید؟

مشاهده چیست؟ چه شرایطی باید رعایت شود تا مشاهده موثر واقع شود؟

تفاوت بین فرضیه و نتیجه چیست؟

آزمایش چیست؟

ساختار شعله چیست؟

گرمایش چگونه باید انجام شود؟

V انعکاس، جمع بندی درس، نمره دادن.

VI ارتباط تکالیف، توضیح در مورد اجرای آن.

معلم: شما باید:

یادداشت های پایه این درس را یاد بگیرید.

آزمایش بررسی ساختار شعله را با استفاده از جدول زیر شرح دهید.

شیمی به عنوان یک علم

علم شیمی- علمی که به مطالعه ساختار مواد و تبدیل آنها می پردازد که با تغییر در ترکیب و (یا) ساختار همراه است. شیمی مدرن با سه وظیفه اصلی روبرو است:

• اولاً، جهت اساسی در توسعه شیمی مطالعه ساختار ماده، توسعه نظریه ساختار و خواص مولکول ها و مواد است. ایجاد ارتباط بین ساختار و خواص مختلف مواد و بر این اساس، ساختن نظریه هایی در مورد واکنش پذیری یک ماده، سینتیک و مکانیسم واکنش های شیمیایی و پدیده های کاتالیزوری مهم است. اجرای تبدیل های شیمیایی در یک جهت یا جهت دیگر توسط ترکیب و ساختار مولکول ها، یون ها، رادیکال ها و سایر تشکیلات کوتاه مدت تعیین می شود. دانستن این موضوع امکان یافتن راه هایی را برای به دست آوردن محصولات جدید که از نظر کیفی یا کمی دارای خواص متفاوتی نسبت به محصولات موجود هستند را ممکن می سازد.
• ثانیاً، اجرای سنتز مستقیم مواد جدید با خواص مطلوب. در اینجا همچنین یافتن واکنش‌ها و کاتالیزورهای جدید برای سنتز مؤثرتر ترکیبات شناخته شده و مهم تجاری مهم است.
• سوم - تجزیه و تحلیل این مسئله سنتی شیمی اهمیت خاصی پیدا کرده است. هم با افزایش تعداد اشیاء شیمیایی و خواص مورد مطالعه و هم با نیاز به تعیین و کاهش پیامدهای تأثیر انسان بر طبیعت همراه است.

خواص شیمیایی مواد عمدتاً با وضعیت پوسته های الکترونی بیرونی اتم ها و مولکول هایی که مواد را تشکیل می دهند تعیین می شود. وضعیت هسته ها و الکترون های داخلی در فرآیندهای شیمیایی تقریباً تغییر نمی کند. موضوع تحقیق شیمیایی عناصر شیمیایی و ترکیبات آنهاست. اتم‌ها، ترکیبات شیمیایی ساده (تک عنصری) و پیچیده (مولکول‌ها، یون‌ها، یون‌های رادیکال، کربی‌ها، رادیکال‌های آزاد)، ترکیبات شیمیایی آن‌ها (همبسته‌ها، خوشه‌ها، حل‌شده‌ها، clathrates و غیره)، مواد و غیره.

شیمی مدرن به حدی از پیشرفت رسیده است که تعدادی از بخش های خاص آن که علوم مستقل هستند وجود دارد. بسته به ماهیت اتمی ماده مورد مطالعه، انواع پیوندهای شیمیایی بین اتم ها، شیمی معدنی، آلی و عناصر آلی متمایز می شود. موضوع شیمی معدنی همه عناصر شیمیایی و ترکیبات آنها و سایر مواد مبتنی بر آنها هستند. شیمی آلی خواص دسته وسیعی از ترکیبات تشکیل شده از طریق پیوندهای شیمیایی کربن با کربن و سایر عناصر آلی را مطالعه می کند: هیدروژن، نیتروژن، اکسیژن، گوگرد، کلر، برم و ید. شیمی عنصر آلی در حد فاصل بین شیمی معدنی و آلی است. این شیمی "سوم" به ترکیباتی اشاره دارد که پیوندهای شیمیایی کربن با بقیه عناصر غیر ارگانوژن در جدول تناوبی را شامل می شود. ساختار مولکولی، درجه تجمع (ترکیب) اتم ها در ترکیب مولکول ها و مولکول های بزرگ - ماکرومولکول ها ویژگی های مشخصه خود را به شکل شیمیایی حرکت ماده می آورند. بنابراین، شیمی ترکیبات درشت مولکولی، شیمی کریستال، ژئوشیمی، بیوشیمی و سایر علوم وجود دارد. آنها انجمن های بزرگ اتم ها و تشکیلات پلیمری غول پیکر با طبیعت های مختلف را مطالعه می کنند. در همه جا سوال اصلی شیمی، مسئله خواص شیمیایی است. موضوع مطالعه نیز خواص فیزیکی، فیزیکوشیمیایی و بیوشیمیایی مواد است. بنابراین، نه تنها روش های خود آنها به شدت توسعه یافته است، بلکه سایر علوم نیز در مطالعه مواد دخالت دارند. بنابراین مولفه های مهم شیمی شیمی فیزیک و فیزیک شیمیایی هستند که به کمک دستگاه محاسباتی فیزیک و روش های تجربی فیزیکی به مطالعه اجسام شیمیایی، فرآیندها و پدیده های همراه می پردازند. امروزه این علوم تعدادی دیگر را ترکیب می کنند: شیمی کوانتومی، ترمودینامیک شیمیایی (ترموشیمی)، سینتیک شیمیایی، الکتروشیمی، فتوشیمی، شیمی پرانرژی، شیمی کامپیوتر و غیره تاثیر آن بر زندگی روزمره ما. جهت های زیادی در توسعه شیمی کاربردی وجود دارد که برای حل مشکلات خاص فعالیت عملی انسان طراحی شده است. علم شیمی به حدی از پیشرفت رسیده است که شروع به تولید صنایع و فناوری های جدید کرد.

شیمی به عنوان یک سیستم دانش

شیمی به عنوان یک سیستم دانش در مورد مواد و تبدیل آنها در انباری از حقایق موجود است - اطلاعات قابل اعتمادی در مورد عناصر و ترکیبات شیمیایی، واکنش ها و رفتار آنها در محیط های طبیعی و مصنوعی ایجاد و تأیید شده است. معیارهای قابل اعتماد بودن حقایق و راه‌های نظام‌بندی آنها دائماً در حال تغییر هستند. تعمیم های بزرگی که به طور قابل اعتماد مجموعه های بزرگی از حقایق را به هم متصل می کنند، به قوانین علمی تبدیل می شوند، که فرمول بندی آنها مراحل جدیدی را در شیمی باز می کند (به عنوان مثال، قوانین بقای جرم و انرژی، قوانین دالتون، قانون تناوبی مندلیف). تئوری ها با استفاده از مفاهیم خاص، حقایق یک حوزه موضوعی خاص تر را تبیین و پیش بینی می کنند. در واقع، دانش تجربی تنها زمانی به واقعیت تبدیل می شود که تفسیری نظری دریافت کند. بنابراین، اولین نظریه شیمیایی - نظریه فلوژیستون، نادرست بودن، به شکل گیری شیمی کمک کرد، زیرا. حقایق را به یک سیستم متصل کرده و اجازه فرمول بندی سوالات جدید را می دهد. نظریه ساختاری (Butlerov, Kekule) مواد عظیم شیمی آلی را ساده و توضیح داد و منجر به توسعه سریع سنتز شیمیایی و مطالعه ساختار ترکیبات آلی شد.

شیمی به عنوان دانش یک سیستم بسیار پویا است. انباشت تکاملی دانش توسط انقلاب ها قطع می شود - بازسازی عمیق سیستم حقایق، نظریه ها و روش ها، با ظهور مجموعه جدیدی از مفاهیم یا حتی سبک جدیدی از تفکر. بنابراین، انقلاب توسط آثار لاووازیه (نظریه ماتریالیستی اکسیداسیون، معرفی کمیت‌ها، روش‌های تجربی، توسعه نام‌گذاری شیمیایی)، کشف قانون تناوبی مندلیف، ایجاد روش‌های تحلیلی جدید در آغاز سال به وجود آمد. قرن بیستم (میکروآنالیز، کروماتوگرافی). ظهور نواحی جدیدی که دید جدیدی از موضوع شیمی ایجاد می‌کنند و بر همه حوزه‌های آن تأثیر می‌گذارند (مثلاً پیدایش شیمی فیزیک بر اساس ترمودینامیک شیمیایی و سینتیک شیمیایی) را نیز می‌توان انقلابی دانست.

شیمی به عنوان یک رشته دانشگاهی

شیمی یک رشته نظری عمومی است. این طراحی شده است تا دانش آموزان یک درک علمی مدرن از ماده به عنوان یکی از انواع ماده متحرک، در مورد راه ها، مکانیسم ها و روش های تبدیل یک ماده به ماده دیگر ارائه دهد. آگاهی از قوانین اساسی شیمی، آگاهی از تکنیک محاسبات شیمیایی، درک فرصت های ارائه شده توسط شیمی با کمک سایر متخصصان شاغل در حوزه های فردی و باریک آن، دریافت نتیجه مطلوب را در زمینه های مختلف مهندسی و مهندسی به میزان قابل توجهی تسریع می کند. فعالیت علمی شیمی متخصص آینده را با تظاهرات خاصی از یک ماده آشنا می کند، امکان "احساس" یک ماده را با کمک آزمایش آزمایشگاهی، یادگیری انواع و خواص جدید آن فراهم می کند. یکی از ویژگی های شیمی به عنوان یک رشته برای دانشجویان رشته های غیرشیمی این است که در یک درس کوچک باید اطلاعاتی از تقریباً تمام شاخه های شیمی که به عنوان علوم مستقل شکل گرفته اند و توسط شیمیدانان و شیمیدانان- فناوران در موارد خاص مورد مطالعه قرار می گیرند، در اختیار داشت. رشته ها علاوه بر این، تنوع علایق نمایندگان تخصص های مختلف اغلب منجر به ایجاد دوره های تخصصی در شیمی می شود. با تمام جنبه های مثبت چنین جهت گیری، یک اشکال جدی نیز وجود دارد - جهان بینی متخصص باریک می شود، آزادی جهت گیری او در خواص ماده و روش های تولید و کاربرد آن کاهش می یابد. بنابراین، یک دوره شیمی برای متخصصان آینده که در زمینه شیمی و فناوری شیمی نیستند باید به اندازه کافی گسترده و تا حد ضروری کامل باشد تا دیدگاهی جامع از امکانات شیمی به عنوان یک علم، به عنوان شاخه ای از صنعت، به عنوان یک شاخه از صنعت ارائه کند. مبنای پیشرفت علمی و فناوری است. مبانی نظری برای درک تصویر متنوع و پیچیده از پدیده های شیمیایی توسط شیمی عمومی گذاشته شده است. شیمی عناصر مواد تشکیل شده توسط عناصر شیمیایی را وارد دنیای بتن می کند. یک مهندس مدرن که آموزش شیمی خاصی ندارد نیاز به درک خواص انواع مختلف مواد، ترکیبات و ترکیبات دارد. اغلب، به هر طریقی، او مجبور است با سوخت، روغن، روان کننده ها، مواد شوینده، چسباننده، سرامیک، ساختار، مواد الکتریکی، الیاف، پارچه ها، اشیاء بیولوژیکی، کودهای معدنی و بسیاری دیگر سر و کار داشته باشد. دوره های دیگر ممکن است همیشه اولین تصور را از این موضوع ایجاد نکنند. این شکاف باید پر شود. این بخش متعلق به پویاترین بخش شیمی در حال تغییر است و البته به سرعت منسوخ می شود. بنابراین، انتخاب به موقع و دقیق مطالب در اینجا برای تجدید منظم رشته ضروری است. همه اینها منجر به مصلحت معرفی یک بخش جداگانه از شیمی کاربردی در درس شیمی برای دانشجویان رشته های غیرشیمی می شود.

شیمی به عنوان یک سیستم اجتماعی

شیمی به عنوان یک سیستم اجتماعی بزرگترین بخش از کل جامعه دانشمندان است. شکل گیری یک شیمیدان به عنوان یک نوع دانشمند تحت تأثیر ویژگی های موضوع علم او و نحوه فعالیت (آزمایش شیمیایی) بود. دشواری های رسمی سازی ریاضی شی (در مقایسه با فیزیک) و در عین حال تنوع تظاهرات حسی (بو، رنگ، فعالیت های بیولوژیکی و غیره) از همان ابتدا تسلط مکانیسم را در تفکر شیمیدان محدود کرد. بنابراین میدانی برای شهود و هنر باقی گذاشت. علاوه بر این، شیمیدان همیشه از ابزاری با ماهیت غیر مکانیکی - آتش استفاده می کند. از سوی دیگر، برخلاف اشیای پایدار زیست شناس که توسط طبیعت ارائه شده است، جهان شیمیدان دارای تنوعی پایان ناپذیر و به سرعت در حال رشد است. رمز و راز غیرقابل رفع ماده جدید، نگرش شیمیدان را به مسئولیت جهانی و احتیاط داد (به عنوان یک نوع اجتماعی، شیمیدان محافظه کار است). آزمایشگاه شیمی مکانیزم سفت و سختی از "انتخاب طبیعی"، طرد افراد متکبر و مستعد خطا ایجاد کرده است. این نه تنها به سبک تفکر، بلکه به سازمان معنوی و اخلاقی شیمیدان نیز اصالت می بخشد.

جامعه شیمیدانان متشکل از افرادی است که به طور حرفه ای در شیمی فعالیت دارند و خود را با این رشته می شناسند. تقریباً نیمی از آنها در زمینه های دیگر کار می کنند و دانش شیمیایی را به آنها ارائه می دهند. علاوه بر این، بسیاری از دانشمندان و فن‌آوران به آنها همسایه می‌شوند - تا حد زیادی شیمیدان، اگرچه آنها دیگر خود را شیمیدان نمی‌دانند (تسلط بر مهارت‌ها و توانایی‌های یک شیمیدان توسط دانشمندان در سایر زمینه‌ها به دلیل ویژگی‌های موضوع فوق دشوار است).

مانند هر جامعه نزدیک دیگری، شیمیدانان زبان حرفه ای، سیستم بازتولید پرسنل، سیستم ارتباطی [مجله ها، کنگره ها و غیره]، تاریخچه، هنجارهای فرهنگی و سبک رفتار خود را دارند.

شیمی به عنوان یک صنعت

استاندارد زندگی مدرن بشر بدون محصولات و روش های شیمی به سادگی غیرممکن است. آنها قاطعانه چهره مدرن دنیای اطراف ما را تعیین می کنند. آنقدر محصولات شیمی مورد نیاز است که در کشورهای پیشرفته صنایع شیمیایی وجود دارد. صنایع شیمیایی یکی از صنایع مهم کشور ما می باشد. ترکیبات شیمیایی تولید شده توسط آن، ترکیبات و مواد مختلف در همه جا استفاده می شود: در مهندسی مکانیک، متالورژی، کشاورزی، ساخت و ساز، صنایع برق و الکترونیک، ارتباطات، حمل و نقل، فناوری فضایی، پزشکی، زندگی روزمره و غیره. حدود هزار ترکیب شیمیایی مختلف و در مجموع برای نیازهای عملی صنعت بیش از یک میلیون ماده تولید می کند. رفاه اقتصادی و توان دفاعی کشور تا حد زیادی به شیمی بستگی دارد. بنابراین، برای اینکه مانع توسعه سایر صنایع نشود و ترکیبات و مواد جدید با مجموعه خواص مورد نیاز به موقع در اختیار آنها قرار گیرد، علم شیمی و صنایع شیمیایی باید با سرعت بیشتری توسعه یافته و دامنه محصولات را گسترش دهند. ، بهبود کیفیت آنها و افزایش حجم تولید. در کشور ما وجود دارد:

• تولید غیر آلی شیمی پایه، تولید اسیدها، قلیایی ها، نمک ها و سایر ترکیبات، کودها.
• تولید پتروشیمی: تولید سوخت، روغن، حلال‌ها، مونومرهای شیمی آلی (هیدروکربن‌ها، الکل‌ها، آلدئیدها، اسیدها)، انواع پلیمرها و مواد مبتنی بر آنها، لاستیک مصنوعی، الیاف شیمیایی، محصولات محافظت از گیاهان، افزودنی‌های خوراک و خوراک، کالاهای خانگی. علم شیمی؛
• شیمی کوچک، زمانی که حجم محصولات تولید شده کم است، اما دامنه آن بسیار گسترده است. این محصولات شامل مواد کمکی برای تولید مواد پلیمری (کاتالیزورها، تثبیت کننده‌ها، نرم‌کننده‌ها، بازدارنده‌های شعله)، رنگ‌ها، داروها، مواد ضدعفونی‌کننده و سایر محصولات بهداشتی و بهداشتی، مواد شیمیایی برای کشاورزی - علف‌کش‌ها، حشره‌کش‌ها، قارچ‌کش‌ها، پاک‌کننده‌ها و غیره است.

مسیرهای اصلی توسعه صنایع شیمیایی مدرن عبارتند از: تولید ترکیبات و مواد جدید و افزایش کارایی صنایع موجود. برای انجام این کار، یافتن واکنش‌ها و کاتالیزورهای جدید، برای روشن کردن مکانیسم‌های فرآیندهای در حال انجام، مهم است. این امر رویکرد شیمیایی را در حل مشکلات مهندسی افزایش بازده تولید تعیین می کند. یکی از ویژگی های معمول صنایع شیمیایی تعداد نسبتاً کم کارمندان و الزامات بالا برای صلاحیت آنها است و تعداد نسبی متخصصان شیمی کم است و نمایندگان بیشتری از سایر تخصص ها (مکانیک، مهندسین برق حرارتی، متخصصان اتوماسیون تولید) وجود دارد. ، و غیره.). مشخصه آن مقادیر زیاد انرژی و مصرف آب، الزامات زیست محیطی بالا برای تولید است. در صنایع غیر شیمیایی، بسیاری از عملیات تکنولوژیکی با تهیه و تمیز کردن مواد اولیه و مواد اولیه، رنگ‌آمیزی، چسب‌کاری و سایر فرآیندهای شیمیایی مرتبط است.

شیمی اساس پیشرفت علمی و فناوری است

ترکیبات، ترکیبات و مواد ایجاد شده توسط شیمی نقش مهمی در افزایش بهره وری نیروی کار، کاهش هزینه های انرژی برای تولید محصولات لازم و تسلط بر فناوری ها و تجهیزات جدید دارند. نمونه‌های زیادی از تأثیر موفقیت‌آمیز شیمی بر روش‌های فناوری ماشین‌سازی، روش‌های کارکرد ماشین‌ها و دستگاه‌ها، توسعه صنعت الکترونیک، فناوری فضایی و هوانوردی جت و بسیاری دیگر از زمینه‌های پیشرفت علمی و فناوری وجود دارد:

• معرفی روش های شیمیایی و الکتروشیمیایی فرآوری فلزات، میزان ضایعات اجتناب ناپذیر در برش فلز را به طور چشمگیری کاهش می دهد. در عین حال محدودیت در استحکام و سختی فلزات و آلیاژها، شکل قطعه حذف می شود، تمیزی سطح بالا و دقت ابعادی قطعات حاصل می شود.
• موادی مانند گرافیت مصنوعی (که در دماهای بالا از فلزات قوی‌تر است)، سرامیک‌های کوراندوم (مبتنی بر آلومینا) و کوارتز (مبتنی بر سیلیس)، مواد پلیمری مصنوعی و شیشه‌ها می‌توانند خواص منحصر به فردی از خود نشان دهند.
• شیشه های متبلور (سیتال) با وارد کردن مواد به شیشه مذاب به دست می آیند که باعث ظهور مراکز تبلور و رشد بعدی کریستال ها می شوند. شیشه سرامیک مانند "pyroceram" نه برابر قوی تر از شیشه نورد، سخت تر از فولاد پر کربن، سبک تر از آلومینیوم و نزدیک به کوارتز از نظر مقاومت در برابر حرارت است.
• روان کننده های مدرن می توانند به میزان قابل توجهی ضریب اصطکاک را کاهش دهند و مقاومت در برابر سایش مواد را افزایش دهند. استفاده از روغن ها و روان کننده های حاوی دی سولفید مولیبدن عمر مفید اجزا و قطعات خودرو را 1.5 برابر افزایش می دهد، قطعات جداگانه - تا دو برابر، در حالی که ضریب اصطکاک را می توان بیش از 5 برابر کاهش داد.
• مواد ارگانو المان - پلی ارگانوسیلوکسان ها با انعطاف پذیری و ساختار مارپیچی مولکول ها مشخص می شوند که با کاهش دما سیم پیچ ها را تشکیل می دهند. بنابراین، آنها ویسکوزیته کمی متفاوت را در یک محدوده دمایی گسترده حفظ می کنند. این به آنها اجازه می دهد تا به عنوان یک سیال هیدرولیک در شرایط مختلف استفاده شوند.
• حفاظت از فلزات در برابر خوردگی پس از ایجاد نظریه الکتروشیمیایی خوردگی هدفمند عمل کرده و امکان جلوگیری از هزینه های اقتصادی قابل توجه برای تجدید محصولات فلزی را فراهم می کند.

در حال حاضر، شیمی همراه با سایر علوم، فناوری و صنعت، با وظایف فوری و پیچیده بسیاری روبروست. سنتز و کاربرد عملی ابررساناهای مناسب با دمای بالا و به‌علاوه داغ، روش‌های ذخیره و انتقال انرژی را به‌طور چشمگیری تغییر می‌دهد. مواد جدیدی مورد نیاز است که در میان آنها مواد مبتنی بر فلز، پلیمرها، سرامیک ها و کامپوزیت ها برجسته هستند. بنابراین مشکل ایجاد یک موتور دوستدار محیط زیست که بر اساس واکنش احتراق هیدروژن در اکسیژن است، ایجاد مواد یا فرآیندهایی است که از نفوذ هیدروژن از دیواره مخازن ذخیره هیدروژن جلوگیری می کند. ایجاد فناوری های جدید شیمیایی نیز یکی از زمینه های مهم پیشرفت علمی و فناوری است. بنابراین، وظیفه ارائه انواع جدیدی از سوخت های مایع و گازی است که در طی فرآوری زغال سنگ، شیل، ذغال سنگ نارس و چوب به دست می آیند. این امر بر اساس فرآیندهای کاتالیزوری جدید امکان پذیر است.

موضوع:شیمی یک علم طبیعی است. شیمی در محیط زیست

هدف: علاقه مند کردن دانش آموزان به یک موضوع جدید برای آنها - شیمی.

نقش شیمی را در زندگی انسان آشکار کند. کودکان را آموزش دهید

نگرش مسئولانه نسبت به طبیعت

وظایف: 1. معنای کلمه شیمی را یکی از طبیعیات بدانیم

2. معنی و رابطه شیمی را با دیگران تعیین کنید

3. دریابید که شیمی چه تأثیری بر شخص دارد و

تجهیزات و مواد:"شیمی در کتاب رکوردهای گینس"؛

بازار مواد شیمیایی: مقالات مرتبط; بیانیه دانشمندان در مورد

علم شیمی؛ آب معدنی؛ نان، ید؛ شامپو، قرص، خمیر دندان

خمیر، لاک و غیره

اصطلاحات و مفاهیم:علم شیمی؛ مواد: ساده و پیچیده؛ شیمیایی

عنصر اتم، مولکول

نوع درس:یادگیری مطالب جدید

در طول کلاس ها

من. مرحله سازمانی

زنگ به صدا درآمد

درس شروع شده است. اومدیم اینجا درس بخونیم

تنبل نباشید، اما سخت کار کنید.

ما با پشتکار کار می کنیم

ما با دقت گوش می دهیم.

سلام بچه ها

II. بالفعل کردن و برانگیختن فعالیت های آموزشی. امروز، شما شروع به مطالعه یک موضوع جدید - شیمی می کنید.

قبلاً در درس تاریخ طبیعی با مفاهیمی از شیمی آشنا شدید. . مثال بزن

(جسم، ماده، عنصر شیمیایی، مولکول، اتم).از چه موادی در خانه استفاده می کنید(آب، شکر، نمک، سرکه، نوشابه، الکل و ...) کلمه شیمی را با چه چیزی مرتبط می دانید؟?(غذا، پوشاک، آب، لوازم آرایش، خانه). ما نمی توانیم زندگی خود را بدون چنین وسایلی تصور کنیم: مانند خمیر دندان، شامپو، پودرها، محصولات بهداشتی که بدن و لباس های ما را تمیز و مرتب نگه می دارند. عناصر یک یا چند. بدن ما همچنین تقریباً کل جدول تناوبی را شامل می شود، به عنوان مثال: خون حاوی عنصر شیمیایی Ferum (آهن) است که وقتی با اکسیژن ترکیب می شود، بخشی از هموگلوبین است و گلبول های قرمز را تشکیل می دهد - گلبول های قرمز، معده حاوی اسید هیدروکلریک است. به تجزیه سریعتر غذا کمک می کند، بدن ما 70٪ از آب تشکیل شده است که بدون آن زندگی انسان ممکن نیست. ما در طول دوره شیمی با این و سایر مواد آشنا خواهیم شد.

البته، در شیمی، مانند هر علمی، به جز سرگرمی، موارد دشوار نیز وجود خواهد داشت. اما دشوار و جالب است - این دقیقاً همان چیزی است که یک فرد متفکر به آن نیاز دارد تا ذهن ما در بیکاری و تنبلی نباشد، بلکه دائماً کار کند و کار کند. بنابراین موضوع درس اول مقدمه ای بر شیمی به عنوان یکی از علوم طبیعی است.

در یک دفترچه می نویسیم:

کار کلاسی

موضوع: شیمی یک علم طبیعی است. شیمی در محیط زیست

III. یادگیری مطالب جدید.

اپیگراف:

ای علوم مبارک!

دست های خود را با پشتکار دراز کنید

و به دورترین جاها نگاه کن

از زمین و پرتگاه بگذر،

و استپ ها، و جنگل های عمیق،

و همان ارتفاع بهشت.

همه جا را همیشه کاوش کنید،

چه عالی و زیباست

چیزی که دنیا هنوز ندیده...

در اعماق زمین تو ای شیمی،

در تیزبینی نگاه نفوذ کرد،

و روسیه در آن چه چیزی دارد،

گنج های گنج را باز کن...

M.V. لومونوسوف "قصیده سپاس"

یک دقیقه

دستگیره ها به سمت آسمان کشیده شده (بالا کشیدن)

ستون فقرات کشیده شد (از هم جدا شد)

همه ما برای استراحت وقت داشتیم (دستانت را تکان بده)

و دوباره پشت میز نشست.

کلمه "شیمی" از کلمه "هیمی" یا "هوما" از مصر باستان به عنوان زمین سیاه، یعنی سیاه مانند زمین که به مواد معدنی مختلف می پردازد، آمده است.

در زندگی روزمره اغلب با واکنش های شیمیایی مواجه می شوید. مثلا:

تجربه: 1. قطره ید روی نان، سیب زمینی - رنگ آبی که یک واکنش کیفی به نشاسته است بریزید. شما می توانید خود را بر روی اشیاء دیگر برای محتوای نشاسته آنها آزمایش کنید.

2. یک بطری آب گازدار را باز کنید. یک واکنش تجزیه کربنیک یا کربنات اسید به دی اکسید کربن و آب وجود دارد.

H2CO3 CO2 +H2O

3. اسید استیک + دی اکسید کربن سودا + استات سدیم. مادربزرگ ها و مادران برای شما کیک می پزند. برای اینکه خمیر نرم و لطیف شود، نوشابه را با سرکه به آن اضافه می کنند.

همه این پدیده ها با شیمی توضیح داده می شوند.

برخی از حقایق جالب در رابطه با شیمی:

چرا میموزای خجالتی به این نام خوانده می شود؟

گیاه میموزا خجالتی به این دلیل شناخته شده است که وقتی کسی آن را لمس می کند، برگ هایش تا می شود و پس از مدتی دوباره صاف می شود. این مکانیسم به این دلیل است که نواحی خاصی روی ساقه گیاه، هنگامی که از بیرون تحریک می شوند، مواد شیمیایی از جمله یون های پتاسیم آزاد می کنند. آنها بر روی سلول های برگ عمل می کنند، که از آنجا خروج آب شروع می شود. به همین دلیل فشار داخلی سلول ها کاهش می یابد و در نتیجه دمبرگ و گلبرگ های روی برگ ها جمع می شوند و این اثر می تواند در طول زنجیره به سایر برگ ها منتقل شود.

استفاده از خمیر دندان: پلاک چای روی فنجان را از بین می برد، زیرا حاوی سودا است که آن را تمیز می کند.

تحقیق در مورد مرگ امپراتور ناپلئون .

ناپلئون اسیر شده همراه با اسکورتش در سال 1815، با سلامتی خوب به جزیره سنت هلنا رسید، اما در سال 1821 درگذشت. او به سرطان معده مبتلا شد. تارهای موی آن مرحوم کوتاه شد و بین طرفداران فداکار امپراتور توزیع شد. بنابراین آنها به زمان ما رسیده اند. در سال 1961، مطالعاتی در مورد موهای ناپلئون برای آرسنیک منتشر شد. معلوم شد که مو حاوی مقدار زیادی آرسنیک و آنتیموان است که به تدریج با مواد غذایی مخلوط شده و باعث مسمومیت تدریجی می شود. بنابراین، شیمی، یک قرن و نیم پس از مرگ، به حل برخی از جنایات کمک کرد.

کار با کتاب درسی 5 تعریف مفهوم شیمی را بیابید و یادداشت کنید.

شیمی علم مواد و تبدیل آنهاست. به عنوان یک علم، دقیق و تجربی است، زیرا با آزمایش یا آزمایش همراه است، در عین حال محاسبات لازم انجام می شود و پس از آن فقط نتیجه گیری می شود.

شیمیدانان انواع مواد و خواص آنها را مطالعه می کنند. پدیده هایی که با مواد رخ می دهد. ترکیب مواد؛ ساختار؛ خواص؛ شرایط تبدیل؛ امکانات استفاده

توزیع مواد در طبیعت شکل 1 را در نظر بگیرید. چه نتیجه ای می توان از این نتیجه گرفت.(مواد نه تنها در زمین، بلکه در خارج از آن نیز وجود دارند.)اما همه مواد از عناصر شیمیایی تشکیل شده اند. برخی از اطلاعات در مورد عناصر و مواد شیمیایی ذکر شده است در کتاب رکوردهای گینس: به عنوان مثال

رایج ترین عنصر: در لیتوسفر - اکسیژن (47٪)، در جو - نیتروژن (78٪)، خارج از زمین - هیدروژن (90٪)، گران ترین - کالیفرنیا.

چکش خوارترین فلز - طلا از 1 گرم را می توان به سیمی به طول 2.4 کیلومتر (2400 متر) کشید، سخت ترین آنها - کروم، گرم ترین - و رسانای الکتریکی - نقره است. گران ترین ماده اینترفرون است: یک میلیونم میکروگرم داروی خالص 10 دلار قیمت دارد.

شیمی ارتباط نزدیکی با سایر علوم طبیعی دارد. چه علوم طبیعی را می توانید نام ببرید؟

نمودار 1 را در نظر بگیرید. 6

اکولوژی کشاورزی کشاورزی

فیزیک

فیزیک شیمی زیست شناسی بیوشیمی پزشکی

ریاضیات جغرافیا نجوم کیهان شیمی

شیمی دارویی

اما علاوه بر این، خود شیمی را نیز می توان طبقه بندی کرد:

طبقه بندی شیمی

معدنی آلی تحلیلی

شیمی عمومی

همه اینها در طول دوره شیمی مدرسه مطالعه خواهد شد.

انسان باید در هماهنگی با طبیعت وجود داشته باشد، اما در عین حال خودش آن را از بین می برد. هر یک از شما هم می توانید از طبیعت محافظت کنید و هم آن را آلوده کنید. کاغذ، پلی اتیلن، پلاستیک - شما باید فقط در سطل های مخصوص بیندازید و در جایی که هستید پراکنده نشوید، زیرا تجزیه نمی شوند. هنگام سوزاندن پلاستیک و پلی اتیلن، مواد بسیار سمی ترشح می شود که انسان را تحت تأثیر قرار می دهد. در پاییز، هنگامی که برگ ها می سوزند، مواد سمی نیز تشکیل می شود، اگرچه می توان آنها را برای فرآیند پوسیدگی انباشته کرد و سپس به عنوان کود بیولوژیکی استفاده کرد. استفاده از مواد شیمیایی خانگی منجر به آلودگی آب می شود. بنابراین، حفظ طبیعت برای نسل های آینده بستگی به نگرش دقیق هر یک از ما به آن، در سطح فرهنگ، دانش شیمیایی دارد.

IV. تعمیم و سیستم سازی دانش.

1. به تعریف ادامه دهید:

شیمی……………………………………………………………………………..

2- عبارات صحیح را انتخاب کنید:

آ. شیمی - علوم انسانی

ب شیمی یک علم طبیعی است.

V. دانش شیمی فقط برای زیست شناسان ضروری است.

د) مواد شیمیایی فقط در زمین یافت می شوند.

ه- برای زندگی، تنفس، فرد به دی اکسید کربن نیاز دارد.

ه- زندگی در سیاره بدون اکسیژن امکان پذیر نیست.

3. از میان علوم داده شده که با شیمی در ارتباط هستند، علوم مربوط به تعاریف را انتخاب کنید.

بیوشیمی، اکولوژی، شیمی فیزیک، زمین شناسی، شیمی کشاورزی

1. فرآیندهای شیمیایی که در بدن انسان اتفاق می افتد توسط علم - بیوشیمی مورد مطالعه قرار می گیرد.

2. علم حفاظت از محیط زیست را اکولوژی می نامند

3. اکتشاف مواد معدنی - زمین شناسی

4. تبدیل برخی از مواد به مواد دیگر با جذب یا آزاد شدن گرما همراه است، علم مطالعات شیمی فیزیک.

5. بررسی تأثیر کودها بر خاک و گیاهان علم گروشیمی است.

4. شیمی چه تأثیری بر طبیعت دارد؟

V. جمع بندی درس.

از مطالب ارائه شده چنین بر می آید که شیمی علم مواد و تبدیل آنهاست. در دنیای مدرن، فرد نمی تواند زندگی خود را بدون مواد شیمیایی تصور کند. عملا هیچ صنعتی وجود ندارد که در آن به دانش شیمیایی نیاز نباشد. تاثیر شیمی و مواد شیمیایی بر انسان و محیط زیست چه مثبت و چه منفی. هر یک از ما می توانیم یک تکه از طبیعت را نجات دهیم، مانند آن. از محیط زیست محافظت کنید.

VI. مشق شب.

2. به سؤالات صفحه پاسخ دهید. 10 . 1- شفاهی، 2-4 کتبی.

3. تهیه گزارش با موضوع: "تاریخچه توسعه شیمی به عنوان یک علم"