Chemia jako nauka przyrodnicza. Chemia - nauki przyrodnicze

Chemia – nauka o przemianach substancji związanych ze zmianami w środowisku elektronowym jąder atomowych. W tej definicji konieczne jest dalsze doprecyzowanie terminów „substancja” i „nauka”.

Według Encyklopedii Chemicznej:

Substancja - rodzaj materii, która ma masę spoczynkową. Składa się z cząstek elementarnych: elektronów, protonów, neutronów, mezonów itp. Badania chemiczne zajmują się głównie materią zorganizowaną w atomy, cząsteczki, jony i rodniki. Substancje takie dzieli się zazwyczaj na proste i złożone (związki chemiczne). Substancje proste powstają z atomów jednej substancji chemicznej. pierwiastek i dlatego są formą jego istnienia w stanie wolnym, np. siarka, żelazo, ozon, diament. Substancje złożone składają się z różnych pierwiastków i mogą mieć stały skład.

Istnieje wiele rozbieżności w interpretacji terminu „nauka”. Całkiem trafne jest tutaj stwierdzenie Rene Descartes (1596-1650): „Określ znaczenie słów, a uwolnisz ludzkość od połowy jej błędów”. Nauka zwyczajowo nazywa się sferę ludzkiej działalności, której funkcją jest rozwój i teoretyczne schematyzowanie obiektywnej wiedzy o rzeczywistości; gałąź kultury, która nie istniała przez cały czas i nie wśród wszystkich narodów. Kanadyjski filozof William Hatcher definiuje współczesną naukę jako „sposób poznawania świata rzeczywistego, obejmującego zarówno rzeczywistość odczuwaną zmysłami człowieka, jak i rzeczywistość niewidzialną, sposób poznawania oparty na konstrukcji sprawdzalnych modeli tej rzeczywistości”. Definicja ta jest bliska rozumieniu nauki przez akademika V.I. Vernadsky'ego, angielskiego matematyka A. Whiteheada i innych znanych naukowców.

Naukowe modele świata zazwyczaj wyróżniają trzy poziomy, które w danej dyscyplinie można przedstawić w różnych proporcjach:

* materiał empiryczny (dane eksperymentalne);

* obrazy wyidealizowane (modele fizyczne);

*opis matematyczny (wzory i równania).

Uwzględnienie świata w modelu wizualnym nieuchronnie prowadzi do przybliżonej natury dowolnego modelu. A. Einstein (1879-1955) powiedział: „Dopóki prawa matematyczne opisują rzeczywistość, są one niepewne, a kiedy przestają być niepewne, tracą kontakt z rzeczywistością”.

Chemia to jedna z nauk przyrodniczych, która bada otaczający nas świat z całym bogactwem jego form i różnorodnością zachodzących w nim zjawisk. O specyfice wiedzy przyrodniczej decydują trzy cechy: prawdziwość, intersubiektywność i systematyczność. O prawdziwości prawd naukowych decyduje zasada rozumu dostatecznego: każda prawdziwa myśl musi być uzasadniona innymi myślami, których prawdziwość została udowodniona. Intersubiektywność oznacza, że ​​każdy badacz powinien uzyskiwać takie same wyniki, badając ten sam obiekt w tych samych warunkach. Systematyczny charakter wiedzy naukowej implikuje jej ścisłą strukturę indukcyjno-dedukcyjną.

Chemia to nauka o przemianach substancji. Zajmuje się badaniem składu i budowy substancji, zależności właściwości substancji od ich składu i struktury, warunków i sposobów przemiany jednych substancji w inne. Zmiany chemiczne zawsze wiążą się ze zmianami fizycznymi. Dlatego chemia jest ściśle związana z fizyką. Chemia jest również powiązana z biologią, ponieważ procesom biologicznym towarzyszą ciągłe przemiany chemiczne.

Udoskonalanie metod badawczych, przede wszystkim technik eksperymentalnych, doprowadziło do podziału nauki na coraz węższe obszary. W efekcie ilość i „jakość”, czyli tzw. wzrosła wiarygodność informacji. Jednakże niemożność posiadania przez jedną osobę pełnej wiedzy nawet z pokrewnych dziedzin naukowych zrodziła nowe problemy. Tak jak w strategii wojskowej najsłabsze punkty obrony i ofensywy znajdują się na skrzyżowaniach frontów, tak w nauce obszarami najsłabiej rozwiniętymi pozostają te, których nie da się jednoznacznie sklasyfikować. Między innymi można wskazać trudności w uzyskaniu odpowiedniego poziomu kwalifikacji (stopnia naukowego) przez naukowców pracujących w obszarach „złącza nauk”. Ale tam też dokonuje się najważniejszych odkryć naszych czasów.

We współczesnym życiu, zwłaszcza w działalności produkcyjnej człowieka, chemia odgrywa niezwykle ważną rolę. Prawie nie ma branży, w której nie wykorzystuje się chemii. Natura daje nam tylko surowce - drewno, rudę, ropę naftową itp. Poddając naturalne materiały chemicznej obróbce, uzyskujemy różne substancje niezbędne w rolnictwie, produkcji przemysłowej, medycynie, życiu codziennym - nawozy, metale, tworzywa sztuczne, lakiery, farby, produkty lecznicze substancje, mydło itp. Aby przetwarzać naturalne surowce, konieczna jest znajomość praw przemian substancji, a wiedzy tej dostarcza chemia. Rozwój przemysłu chemicznego jest jednym z najważniejszych warunków postępu technicznego.

Układy chemiczne

Przedmiot studiów z chemii – układ chemiczny . Układ chemiczny to zbiór substancji, które oddziałują ze sobą i są mentalnie lub faktycznie odizolowane od środowiska. Przykładami systemu mogą być zupełnie różne obiekty.

Najprostszym nośnikiem właściwości chemicznych jest atom – układ składający się z jądra i poruszających się wokół niego elektronów. W wyniku chemicznego oddziaływania atomów powstają cząsteczki (rodniki, jony, kryształy atomowe) - układy składające się z kilku jąder, w ogólnym polu, w którym poruszają się elektrony. Makrosystemy składają się ze zbioru dużej liczby cząsteczek - roztworów różnych soli, mieszaniny gazów nad powierzchnią katalizatora w reakcji chemicznej itp.

W zależności od charakteru interakcji systemu z otoczeniem wyróżnia się systemy otwarte, zamknięte i izolowane. otwarty system to układ zdolny do wymiany energii i masy z otoczeniem. Na przykład podczas mieszania sody z roztworem kwasu solnego w otwartym naczyniu zachodzi następująca reakcja:

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

Masa tego układu maleje (odparowuje dwutlenek węgla i częściowo para wodna), część uwolnionego ciepła jest wykorzystywana na ogrzewanie otaczającego powietrza.

Zamknięte to układ, który może wymieniać energię jedynie ze swoim otoczeniem. Przykładem układu zamkniętego byłby omówiony powyżej system, umieszczony w naczyniu zamkniętym. W tym przypadku wymiana masy jest niemożliwa i masa układu pozostaje stała, natomiast ciepło reakcji przekazywane jest do otoczenia przez ścianki probówki.

Odosobniony Układ to układ o stałej objętości, w którym ani masa, ani energia nie podlegają wymianie z otoczeniem. Koncepcja izolowanego systemu jest abstrakcyjna, ponieważ W praktyce całkowicie izolowany system nie istnieje.

Nazywa się odrębną część systemu, ograniczoną od innych co najmniej jednym interfejsem faza . Na przykład system składający się z wody, lodu i pary składa się z trzech faz i dwóch faz (ryc. 1.1). Fazę można oddzielić mechanicznie od innych faz układu.

Rys. 1.1 – Układ wielofazowy.

Faza nie zawsze ma takie same właściwości fizyczne i jednorodny skład chemiczny. Przykładem jest atmosfera ziemska. W dolnych warstwach atmosfery stężenie gazów jest wyższe, a temperatura powietrza wyższa, natomiast w górnych warstwach powietrza następuje rozrzedzenie i temperatura spada. Te. W tym przypadku nie obserwuje się jednorodności składu chemicznego i właściwości fizycznych w całej fazie. Również faza może być nieciągła, na przykład kawałki lodu unoszące się na powierzchni wody, mgła, dym, piana - układy dwufazowe, w których jedna faza jest nieciągła.

Układ składający się z substancji znajdujących się w tej samej fazie nazywa się jednorodny . Układ składający się z substancji znajdujących się w różnych fazach i posiadający co najmniej jedną granicę faz nazywa się heterogeniczny .

Substancje tworzące układ chemiczny są składnikami. Część można oddzielić od systemu i istnieć poza nim. Wiadomo np., że chlorek sodu rozpuszczony w wodzie rozkłada się na jony Na+ i Cl –, jednak jonów tych nie można uważać za składniki układu – roztworu soli w wodzie, gdyż nie można ich wyodrębnić z danego rozwiązania i istnieją one oddzielnie. Składnikami będą woda i chlorek sodu.

O stanie systemu decydują jego parametry. Parametry można ustawiać zarówno na poziomie molekularnym (współrzędne, pęd każdej cząsteczki, kąty wiązań itp.), jak i na poziomie makro (np. ciśnienie, temperatura).

Struktura atomu.

Powiązana informacja.

W wyniku przestudiowania tego rozdziału student powinien: wiedzieć

• podstawowe pojęcia i specyfika chemicznego obrazu świata;
• rola alchemii w rozwoju chemii jako nauki;
• historyczne etapy rozwoju chemii jako nauki;
• wiodące zasady badania składu i struktury substancji;
• główne czynniki zachodzenia reakcji chemicznych i warunki ich kontroli;
• podstawowe zasady chemii ewolucyjnej i jej rola w wyjaśnianiu biogenezy; móc
• zidentyfikować rolę fizyki mikroświata dla zrozumienia podstaw nauk chemicznych;
• przeprowadzić analizę porównawczą głównych etapów rozwoju chemii;
• zasadne jest ukazanie roli chemii w wyjaśnianiu poziomów strukturalnych systemowej organizacji materii;

własny

• umiejętności zdobywania i stosowania wiedzy do tworzenia chemicznego obrazu świata;
• umiejętności wykorzystania aparatu pojęciowego chemii do charakteryzowania procesów chemicznych.

Historyczne etapy rozwoju nauk chemicznych

Istnieje wiele definicji chemii, które charakteryzują ją jako naukę:

• o pierwiastkach chemicznych i ich związkach;
• substancje, ich skład i struktura;
• procesy jakościowej transformacji substancji;
• reakcje chemiczne, a także prawa i wzorce, którym podlegają te reakcje.

Oczywiście każdy z nich odzwierciedla tylko jeden aspekt rozległej wiedzy chemicznej, a chemia sama w sobie działa jako wysoce uporządkowany, stale rozwijający się system wiedzy. Podajmy definicję z klasycznego podręcznika: „Chemia to nauka o przemianach substancji. Bada skład i strukturę substancji, zależność właściwości substancji od ich składu i struktury, warunki i sposoby przekształcania jednych substancji w inne.

Chemia to nauka o przemianach substancji.

Najważniejszą cechą wyróżniającą chemię jest to, że jest ona w dużej mierze niezależne formy przedmiot badań, tworząc substancje, które nie występują w przyrodzie. Jak żadna inna nauka, chemia pełni jednocześnie funkcję nauki i produkcji. Ponieważ współczesna chemia rozwiązuje swoje problemy na poziomie atomowo-molekularnym, jest ona ściśle powiązana z fizyką, biologią, a także takimi naukami jak geologia, mineralogia itp. Obszary pogranicza między tymi naukami bada chemia kwantowa, fizyka chemiczna, fizyka chemia, geochemia, biochemia itp.

Ponad 200 lat temu wielki M.V. Łomonosow przemawiał na publicznym spotkaniu Akademii Nauk w Petersburgu. w raporcie „Słowo o zaletach chemii” czytamy prorocze wersety: „Chemia rozkłada ręce w sprawy ludzkie… Gdziekolwiek spojrzymy, gdziekolwiek spojrzymy, sukcesy jej pracowitości ukazują się naszym oczom”. Chemia zaczęła szerzyć swoją „pracowitość” w Egipcie, wiodącym kraju starożytnego świata. Przemysł taki jak metalurgia, ceramika, produkcja szkła, farbiarstwo, perfumy i kosmetyki osiągnęły tam znaczący rozwój na długo przed naszą erą.

Porównajmy nazwę nauki chemicznej w różnych językach:

Wszystkie te słowa zawierają rdzeń "brzeg" Lub " chemia”, co jest zgodne ze słowami starożytnego języka greckiego: „himos” lub „humos” oznaczało „sok”. Nazwę tę spotykamy w rękopisach zawierających informacje z zakresu medycyny i farmacji.

Istnieją inne punkty widzenia. Według Plutarcha termin „chemia” pochodzi od jednej ze starożytnych nazw Egiptu – Hemi („zbieranie ziemi”) W swoim pierwotnym znaczeniu termin ten oznaczał „sztukę egipską”. Chemia jako nauka o substancjach i ich interakcjach była w Egipcie uważana za naukę boską i znajdowała się całkowicie w rękach kapłanów.

Jedną z najstarszych gałęzi chemii jest metalurgia. 4-3 tysiące lat p.n.e. Zaczęto wytapiać miedź z rud, a później wytwarzać stop miedzi i cyny (brąz). W II tysiącleciu p.n.e. nauczył się wydobywać żelazo z rud metodą dmuchania sera. 1600 p.n.e Do barwienia tkanin zaczęto używać naturalnego barwnika indygo, a nieco później fioletu i alizaryny, a także przygotowywać ocet, leki z surowców roślinnych i inne produkty, których produkcja wiąże się z procesami chemicznymi.

Na Arabskim Wschodzie w V-VI w. Termin „alchemia” pojawia się poprzez dodanie cząstki „al-” do grecko-egipskiej „chemii”. Celem alchemików było stworzenie „kamienia filozoficznego”, który byłby w stanie przemienić wszystkie metale nieszlachetne w złoto. Opierał się na praktycznym porządku: złocie

w Europie było konieczne dla rozwoju handlu, a znanych złóż złota było niewiele.

Fakt z historii nauki

Najstarsze odkryte teksty chemiczne są obecnie uważane za pochodzące ze starożytnego Egiptu. „Papirus Ebersa”(nazwany na cześć niemieckiego egiptologa, który go znalazł) - zbiór przepisów na sporządzanie leków z XVI wieku. p.n.e., a także znaleziony w Memphis „papirus Brugscha” z recepturami farmaceutycznymi (XIV w. p.n.e.).

Przesłanki do ustanowienia chemii jako samodzielnej dyscypliny naukowej kształtowały się stopniowo w ciągu XVII – pierwszej połowy XVIII wieku. Jednocześnie, pomimo różnorodności materiału empirycznego, w tej nauce, aż do odkrycia w 1869 roku układu okresowego pierwiastków chemicznych przez D. I. Mendelejewa (1834-1907), nie było ogólnej teorii, za pomocą której można by to zbadać. możliwe wyjaśnienie zgromadzonego materiału faktycznego.

Próby periodyzacji wiedzy chemicznej podejmowano już w XIX wieku. Zdaniem niemieckiego naukowca G. Koppa, autora czterotomowej monografii „Historia chemii”(1843-1847) na rozwój chemii wpłynął pewien wpływ idea przewodnia. Wyróżnił pięć etapów:

• epoka akumulacji wiedzy empirycznej bez prób jej teoretycznego wyjaśnienia (od czasów starożytnych do IV w. n.e.);
• okres alchemiczny (IV - początek XVI w.);
• okres jatrochemii, tj. „chemia lecznicza” (druga ćwierć XVI w. – połowa XVII w.);
• okres powstania i dominacji pierwszej teorii chemicznej – teorii flogistonu (połowa XVII – trzecia ćwierć XVIII w.);
• okres badań ilościowych (ostatnia ćwierć XVIII w. – lata 40. XIX w.) 1.

Jednak według współczesnych idei klasyfikacja ta odnosi się do tych etapów, kiedy chemia nie była jeszcze ukonstytuowana jako systemowa wiedza teoretyczna.

Krajowi historycy chemii identyfikują cztery poziomy pojęciowe, które opierają się na sposobie rozwiązania centralnego problemu chemii jako nauki i produkcji (ryc. 13.1).

Pierwszy poziom koncepcyjny - badanie struktury substancji chemicznej. Na tym poziomie odbywało się badanie różnych właściwości i przemian substancji w zależności od ich składu chemicznego.

Ryż. 13.1.

Nietrudno dostrzec analogię tego pojęcia z fizycznym pojęciem atomizmu. Zarówno fizycy, jak i chemicy poszukiwali tej wyjściowej podstawy, za pomocą której można by wyjaśnić właściwości wszystkich prostych i złożonych substancji. Koncepcja ta została sformułowana dość późno – w 1860 roku na pierwszym Międzynarodowym Kongresie Chemików w Karlsruhe w Niemczech. Tak przypuszczali chemicy wszystkie substancje składają się z cząsteczek i wszystkie cząsteczki, z kolei składają się z atomów. Zarówno atomy, jak i cząsteczki znajdują się w ciągłym ruchu, natomiast atomy są najmniejszymi i wówczas niepodzielnymi częściami cząsteczek 1.

Znaczenie Kongresu jasno wyraził D. I. Mendelejew: „Po zaakceptowaniu różnicy między atomem a cząstką (tak nazywano cząsteczkę - G. O.), chemicy wszystkich krajów przyjęli początek systemu unitarnego; Wielką niekonsekwencją byłoby uznanie początku i nierozpoznanie jego konsekwencji.

Drugi poziom koncepcyjny - badanie struktury substancji chemicznych, identyfikowanie specyficznego sposobu oddziaływania pierwiastków w składzie określonych substancji chemicznych. Stwierdzono, że właściwości substancji zależą nie tylko od wchodzących w ich skład pierwiastków chemicznych, ale także od relacji i interakcji tych pierwiastków podczas reakcji chemicznej. Zatem diament i węgiel mają odmienne właściwości właśnie ze względu na różnice w budowie, chociaż ich skład chemiczny jest podobny.

Trzeci poziom pojęciowy Chemia jest generowana przez potrzeby zwiększania produktywności produkcji chemicznej i bada mechanizmy wewnętrzne i warunki zewnętrzne procesów chemicznych: temperaturę, ciśnienie, szybkość reakcji itp.

Czwarty poziom pojęciowy - poziom chemii ewolucyjnej. Na tym poziomie głębiej bada się charakter odczynników biorących udział w reakcjach chemicznych i specyfikę działania katalizatorów, które znacznie przyspieszają tempo ich występowania. To właśnie na tym poziomie pojęty jest proces powstawania żywy materia od materii obojętnej.

• Glinka II. L. Chemia ogólna. wydanie 2. L.: Chemia: oddział w Leningradzie, 1987. s. 13.
• Cytat autor: Koltun M. Świat Chemii. M.: Literatura dziecięca, 1988. s. 7.
• Mendelejew DI op. w 25 tomach L. - M.: Wydawnictwo AP ZSRR, 1949. T. 15. s. 171-172.

Lekcja 1

Temat: Chemia jest nauką przyrodniczą.

Cel: dać wyobrażenie o chemii jako nauce; wskazać miejsce chemii wśród nauk przyrodniczych; przedstawić historię powstania chemii; rozważyć znaczenie chemii w życiu człowieka; poznać zasady postępowania na lekcji chemii; wprowadzać naukowe metody poznania chemii; rozwijać umiejętność logicznego myślenia i obserwacji; kultywuj zainteresowanie studiowanym przedmiotem, wytrwałość i pracowitość w studiowaniu przedmiotu.

Podczas zajęć.

IOrganizacja zajęć.

IIAktualizacja podstawowej wiedzy.

Jakie nauki przyrodnicze znasz i studiujesz?

Dlaczego nazywa się je naturalnymi?

IIIPrzesłanie tematu, cele lekcji, motywacja do zajęć edukacyjnych.

Po zakomunikowaniu tematu i celu lekcji nauczyciel zadaje problematyczne pytanie.

Jak myślisz, jakie studia chemiczne? (Uczniowie wyrażają swoje domysły, wszystkie są zapisywane na tablicy). Następnie nauczyciel mówi, że podczas lekcji dowiemy się, które założenia są prawidłowe.

IIINauka nowego materiału.

Zanim zaczniemy lekcję, musimy poznać zasady zachowania na sali chemicznej. Spójrz przed siebie na ścianę, na stojak, na którym wypisane są te zasady. Za każdym razem, gdy wchodzisz do gabinetu, musisz powtórzyć te zasady, poznać je i bezwzględnie ich przestrzegać.

(Przeczytaj na głos zasady zachowania w laboratorium chemicznym.)

Zasady postępowania uczniów na lekcji chemii.

Na salę chemii można wejść wyłącznie za zgodą nauczyciela.

Na lekcji chemii musisz chodzić w odmierzonym tempie. Pod żadnym pozorem nie należy wykonywać gwałtownych ruchów, gdyż może to spowodować przewrócenie sprzętu i odczynników stojących na stołach.

Podczas prac eksperymentalnych w pracowni chemicznej należy nosić szlafrok.

Prowadząc pracę eksperymentalną, możesz rozpocząć pracę dopiero za zgodą nauczyciela.

Wykonując eksperymenty, pracuj spokojnie, bez zamieszania. Nie pchaj biurka sąsiada. Pamiętać! Dokładność jest kluczem do sukcesu!

Po zakończeniu eksperymentów należy posprzątać miejsce pracy i dokładnie umyć ręce mydłem.

Chemia jest nauką przyrodniczą, miejsce chemii wśród nauk przyrodniczych.

Do nauk przyrodniczych zalicza się geografię fizyczną, astronomię, fizykę, biologię, ekologię i inne. Badają przedmioty i zjawiska naturalne.

Zastanówmy się, jakie miejsce zajmuje chemia wśród innych nauk. Dostarcza im substancji, materiałów i nowoczesnych technologii. Jednocześnie wykorzystuje osiągnięcia matematyki, fizyki, biologii i ekologii dla własnego dalszego rozwoju. W związku z tym chemia jest centralną, podstawową nauką.

Granice pomiędzy chemią a innymi naukami przyrodniczymi coraz bardziej się zacierają. Chemia fizyczna i fizyka chemiczna powstały na pograniczu badań zjawisk fizycznych i chemicznych. Biochemia - chemia biologiczna - bada skład chemiczny i strukturę związków zawartych w organizmach żywych.

Historia powstania chemii.

Nauka o substancjach i ich przemianach wywodzi się z Egiptu, najbardziej zaawansowanego technicznie kraju starożytnego świata. Pierwszymi chemikami byli egipscy kapłani. Posiadały wiele nierozwiązanych dotąd tajemnic chemicznych. Na przykład techniki balsamowania ciał zmarłych faraonów i szlachty, a także pozyskiwania niektórych farb.

Przemysł taki jak garncarski, szklarski, farbiarski i perfumeryjny osiągnął znaczący rozwój w Egipcie na długo przed naszą erą. Chemia była uważana za naukę „boską”, znajdowała się całkowicie w rękach kapłanów i była przez nich starannie ukrywana przed wszystkimi niewtajemniczonymi. Jednak niektóre informacje nadal przedostawały się poza Egipt.

Około VII wieku. OGŁOSZENIE Arabowie przejęli dziedzictwo i metody pracy egipskich kapłanów i wzbogacili ludzkość nową wiedzą. Arabowie dodali przedrostek al do słowa hemi, a przywództwo w badaniu substancji, które stało się znane jako alchemia, przeszło w ręce Arabów. Należy zaznaczyć, że alchemia na Rusi nie była szeroko rozpowszechniona, chociaż dzieła alchemików były znane, a nawet tłumaczone na język cerkiewnosłowiański. Alchemia to średniowieczna sztuka pozyskiwania i przetwarzania różnych substancji dla potrzeb praktycznych.W przeciwieństwie do starożytnych filozofów greckich, którzy jedynie obserwowali świat i opierali swoje wyjaśnienia na założeniach i refleksjach, alchemicy działali, eksperymentowali, dokonując nieoczekiwanych odkryć i udoskonalając techniki eksperymentalne. Alchemicy wierzyli, że metale to substancje składające się z trzech głównych pierwiastków: soli - jako symbol twardości i rozpuszczalności; siarka – jako substancja zdolna do ogrzewania i spalania w wysokich temperaturach; rtęć - jako substancja zdolna do odparowania i posiadająca połysk. W związku z tym założono, że np. złoto, które było metalem szlachetnym, również zawiera dokładnie te same pierwiastki, co oznacza, że ​​można je otrzymać z dowolnego metalu! Wierzono, że wytwarzanie złota z innego metalu wiąże się z działaniem kamienia filozoficznego, który alchemicy bezskutecznie próbowali odkryć. Ponadto wierzyli, że jeśli wypijesz eliksir sporządzony z kamienia filozoficznego, zyskasz wieczną młodość! Ale alchemicy nie byli w stanie znaleźć ani uzyskać ani kamienia filozoficznego, ani złota z innych metali.

Rola chemii w życiu człowieka.

Studenci wymieniają wszystkie aspekty pozytywnego wpływu chemii na życie człowieka. Nauczyciel pomaga i kieruje myślami uczniów.

Nauczyciel: Czy chemia jest przydatna tylko w społeczeństwie? Jakie problemy pojawiają się w związku ze stosowaniem produktów chemicznych?

(Uczniowie próbują znaleźć odpowiedź na to pytanie.)

Metody wiedzy w chemii.

Człowiek zdobywa wiedzę o przyrodzie za pomocą tak ważnej metody, jak obserwacja.

Obserwacja- jest to koncentracja uwagi na poznawalnych obiektach w celu ich zbadania.

Za pomocą obserwacji człowiek gromadzi informacje o otaczającym go świecie, które następnie systematyzuje, identyfikując ogólne prawidłowości w wynikach obserwacji. Kolejnym ważnym krokiem jest poszukiwanie przyczyn wyjaśniających znalezione prawidłowości.

Aby obserwacja była owocna musi zostać spełniony szereg warunków:

jasno określić przedmiot obserwacji, czyli na co zostanie zwrócona uwaga obserwatora – konkretna substancja, jej właściwości lub przemiana jednych substancji w inne, warunki realizacji tych przemian itp.;

sformułować cel obserwacji, obserwator musi wiedzieć, dlaczego prowadzi obserwację;

sporządź plan monitorowania, aby osiągnąć swój cel. W tym celu lepiej postawić założenie, czyli hipotezę (z greckiej hipotezy – podstawa, założenie) na temat tego, jak będzie zachodzić obserwowane zjawisko. Hipotezę można postawić także w wyniku obserwacji, czyli uzyskania wyniku wymagającego wyjaśnienia.

Obserwacja naukowa różni się od obserwacji w potocznym znaczeniu tego słowa. Z reguły obserwacja naukowa prowadzona jest w ściśle kontrolowanych warunkach, które na prośbę obserwatora mogą zostać zmienione. Najczęściej taką obserwację przeprowadza się w specjalnym pomieszczeniu - laboratorium.

Eksperyment- naukowe odtworzenie zjawiska w celu jego badań i testowania w określonych warunkach.

Eksperyment (z łac. eksperymentum - doświadczenie, test) pozwala potwierdzić lub obalić hipotezę, która powstała podczas obserwacji i sformułować wniosek.

Przeprowadźmy mały eksperyment, aby zbadać strukturę płomienia.

Zapalmy świecę i dokładnie zbadajmy płomień. Ma niejednorodny kolor i ma trzy strefy. Ciemna strefa (1) znajduje się na dole płomienia. Jest najzimniejsza w porównaniu do innych. Ciemna strefa otoczona jest jasną częścią płomienia (2), której temperatura jest wyższa niż w ciemnej strefie. Jednakże najwyższa temperatura występuje w górnej, bezbarwnej części płomienia (strefa 3).

Aby upewnić się, że różne strefy płomienia mają różną temperaturę, możesz przeprowadzić ten eksperyment. Włóż drzazgę lub zapałkę do płomienia tak, aby przeszedł przez wszystkie trzy strefy. Zobaczysz, że drzazga jest zwęglona w strefach 2 i 3. Oznacza to, że tam temperatura płomienia jest najwyższa.

Powstaje pytanie: czy płomień lampy alkoholowej lub suchego paliwa będzie miał taką samą strukturę jak płomień świecy? Odpowiedzią na to pytanie mogą być dwa założenia – hipotezy: 1) budowa płomienia będzie taka sama jak płomienia świecy, gdyż opiera się na tym samym procesie – spalaniu; 2) struktura płomienia będzie inna, ponieważ powstaje w wyniku spalania różnych substancji. Aby potwierdzić lub obalić jedną z tych hipotez, przejdźmy do eksperymentu - przeprowadźmy eksperyment.

Za pomocą zapałki lub drzazgi badamy strukturę płomienia lampy alkoholowej.

Pomimo różnic w kształcie, wielkości, a nawet kolorze, w obu przypadkach płomień ma tę samą strukturę - te same trzy strefy: wewnętrzna ciemna (najzimniejsza), środkowa świetlista (gorąca) i zewnętrzna bezbarwna (najgorętsza).

Dlatego na podstawie eksperymentu możemy stwierdzić, że struktura dowolnego płomienia jest taka sama. Praktyczne znaczenie tego wniosku jest następujące: aby ogrzać jakikolwiek przedmiot w płomieniu, należy go doprowadzić do górnej, tj. najgorętszej części płomienia.

Zwyczajowo dokumentuje się dane eksperymentalne w specjalnym dzienniku laboratoryjnym, do którego nadaje się zwykły notatnik, ale wpisy w nim są ściśle określone. Notuje się datę przeprowadzenia eksperymentu, jego nazwę oraz przebieg eksperymentu, co często przedstawia się w formie tabeli.

Spróbuj opisać w ten sposób doświadczenie mające na celu zbadanie struktury płomienia.

Wszystkie nauki przyrodnicze mają charakter eksperymentalny. Przygotowanie eksperymentu często wymaga specjalnego sprzętu. Na przykład w biologii szeroko stosowane są przyrządy optyczne, które pozwalają na wielokrotne powiększenie obrazu obserwowanego obiektu: szkło powiększające, mikroskop.

Fizycy używają przyrządów do pomiaru napięcia, prądu i rezystancji elektrycznej podczas badania obwodów elektrycznych.

Naukowcy i geografowie wyposażeni są w specjalne instrumenty - od najprostszych (kompas, balony pogodowe) po statki badawcze, unikalne kosmiczne stacje orbitalne.

Chemicy w swoich badaniach korzystają także ze specjalnego sprzętu. Najprostszym z nich jest na przykład znane już urządzenie grzewcze - lampa alkoholowa i różne naczynia chemiczne, w których przeprowadzane są przemiany substancji, czyli reakcje chemiczne.

IV Uogólnianie i systematyzacja zdobytej wiedzy.

Czego więc uczy się chemia? (Podczas lekcji nauczyciel zwracał uwagę na poprawność lub niepoprawność założeń dzieci na temat chemii. A teraz przyszedł czas na uogólnienie i podanie ostatecznej odpowiedzi. Wyprowadzamy definicję chemii).

Jaką rolę odgrywa chemia w życiu człowieka i społeczeństwa?

Jakie metody zdobywania wiedzy w chemii już znasz?

Co to jest obserwacja? Jakie warunki muszą być spełnione, aby obserwacja była skuteczna?

Jaka jest różnica między hipotezą a wnioskiem?

Co to jest eksperyment?

Jaka jest budowa płomienia?

Jak powinno odbywać się ogrzewanie?

V Refleksja, podsumowanie lekcji, ocena.

VI Sprawozdanie z zadania domowego, instrukcja jego wykonania.

Nauczyciel: Musisz:

Zapoznaj się z notatkami wprowadzającymi do tej lekcji.

Opisz doświadczenie mające na celu badanie struktury płomienia, korzystając z poniższej tabeli.

Chemia jako nauka

Chemia- nauka badająca strukturę substancji i ich przemiany, którym towarzyszą zmiany składu i (lub) struktury. Współczesna chemia stoi przed trzema głównymi wyzwaniami:

• po pierwsze, zasadniczym kierunkiem rozwoju chemii jest badanie struktury materii, rozwój teorii struktury i właściwości cząsteczek i materiałów. Ważne jest ustalenie powiązania pomiędzy budową a różnymi właściwościami substancji i na tej podstawie konstruowanie teorii reaktywności substancji, kinetyki i mechanizmu reakcji chemicznych oraz zjawisk katalitycznych. O realizacji przemian chemicznych w tym czy innym kierunku decyduje skład i struktura cząsteczek, jonów, rodników i innych krótkotrwałych formacji. Wiedza o tym pozwala nam znaleźć sposoby na uzyskanie nowych produktów, które mają jakościowo lub ilościowo odmienne właściwości od dotychczasowych.
• po drugie, wdrożenie ukierunkowanej syntezy nowych substancji o określonych właściwościach. Tutaj również ważne jest znalezienie nowych reakcji i katalizatorów dla wydajniejszej syntezy już znanych i ważnych przemysłowo związków.
• po trzecie – analiza. To tradycyjne zadanie chemii nabrało szczególnego znaczenia. Wiąże się to zarówno ze wzrostem liczby badanych obiektów i właściwości chemicznych, jak i koniecznością określenia i ograniczenia skutków oddziaływania człowieka na przyrodę.

Właściwości chemiczne substancji zależą głównie od stanu zewnętrznych powłok elektronicznych atomów i cząsteczek tworzących substancję; stany jąder i elektronów wewnętrznych prawie nie zmieniają się w procesach chemicznych. Przedmiotem badań chemicznych są pierwiastki chemiczne i ich połączenia, tj. atomy, proste (jednoelementowe) i złożone (cząsteczki, jony, jony rodnikowe, węglowodany, wolne rodniki), związki chemiczne, ich asocjacje (towarzysze, klastry, solwaty, klatraty itp.), materiały itp.

Współczesna chemia osiągnęła taki poziom rozwoju, że istnieje wiele jej działów specjalnych, które są naukami niezależnymi. W zależności od charakteru atomowego badanej substancji i rodzaju wiązań chemicznych między atomami wyróżnia się chemię nieorganiczną, organiczną i pierwiastkową. Przedmiotem chemii nieorganicznej są wszystkie pierwiastki chemiczne i ich związki oraz inne substancje na ich bazie. Chemia organiczna bada właściwości szerokiej klasy związków powstałych w wyniku wiązań chemicznych węgla z węglem i innymi pierwiastkami organogennymi: wodorem, azotem, tlenem, siarką, chlorem, bromem i jodem. Chemia pierwiastków organicznych leży na styku chemii nieorganicznej i organicznej. Ta „trzecia” chemia odnosi się do związków obejmujących wiązania chemiczne węgla z innymi pierwiastkami układu okresowego, które nie są organogenami. Budowa molekularna, stopień skupienia (unifikacji) atomów w cząsteczkach oraz duże cząsteczki – makrocząsteczki, wprowadzają swoje charakterystyczne cechy do chemicznej formy ruchu materii. Istnieje zatem chemia związków wielkocząsteczkowych, chemia krystaliczna, geochemia, biochemia i inne nauki. Badają duże asocjacje atomów i gigantyczne formacje polimerowe o różnym charakterze. Wszędzie centralnym pytaniem w chemii jest kwestia właściwości chemicznych. Przedmiotem badań są także właściwości fizyczne, fizykochemiczne i biochemiczne substancji. Dlatego też intensywnie rozwijane są nie tylko nasze własne metody, ale badaniem substancji zajmują się także inne nauki. Tak ważnymi składnikami chemii są chemia fizyczna i fizyka chemiczna, które badają obiekty chemiczne, procesy i zjawiska towarzyszące za pomocą aparatu obliczeniowego fizyki i fizycznych metod eksperymentalnych. Dziś nauki te łączą szereg innych: chemię kwantową, termodynamikę chemiczną (termochemię), kinetykę chemiczną, elektrochemię, fotochemię, chemię wysokich energii, chemię komputerową itp. Dopiero lista nauk podstawowych na kierunku chemicznym mówi już o wyjątkowa różnorodność przejawów chemicznej formy ruchu materii i jej wpływu na nasze codzienne życie. Istnieje wiele obszarów rozwoju chemii stosowanej, mających na celu rozwiązanie konkretnych problemów praktycznej działalności człowieka. Nauka chemiczna osiągnęła taki poziom rozwoju, że zaczęła generować nowe gałęzie przemysłu i technologie.

Chemia jako system wiedzy

Chemia jako system wiedzy o substancjach i ich przemianach zawarta jest w zasobie faktów - rzetelnie ustalonych i zweryfikowanych informacji o pierwiastkach i związkach chemicznych, ich reakcjach oraz zachowaniu w środowisku naturalnym i sztucznym. Kryteria wiarygodności faktów i metody ich systematyzacji podlegają ciągłej ewolucji. Duże uogólnienia, które niezawodnie łączą duże zbiory faktów, stają się prawami naukowymi, których sformułowanie otwiera nowe etapy chemii (na przykład prawa zachowania masy i energii, prawa Daltona, prawo okresowe Mendelejewa). Teorie, wykorzystując określone pojęcia, wyjaśniają i przewidują fakty z bardziej szczegółowego obszaru tematycznego. Tak naprawdę wiedza eksperymentalna staje się faktem dopiero wtedy, gdy otrzymuje teoretyczną interpretację. Tym samym pierwsza teoria chemiczna – teoria flogistonu, choć błędna, przyczyniła się do rozwoju chemii, ponieważ połączył fakty w system i umożliwił formułowanie nowych pytań. Teoria strukturalna (Butlerov, Kekule) uporządkowała i wyjaśniła rozległy materiał chemii organicznej i doprowadziła do szybkiego rozwoju syntezy chemicznej i badania struktury związków organicznych.

Chemia jako wiedza jest systemem bardzo dynamicznym. Ewolucyjne gromadzenie wiedzy przerywają rewolucje - głęboka przebudowa systemu faktów, teorii i metod, wraz z pojawieniem się nowego zestawu pojęć, a nawet nowego stylu myślenia. Rewolucję wywołały więc prace Lavoisiera (materialistyczna teoria utleniania, wprowadzenie wielkości, metody eksperymentalne, rozwój nomenklatury chemicznej), odkrycie prawa okresowości Mendelejewa i stworzenie nowych metod analitycznych (mikroanaliza, chromatografia) na początku XX wieku. Za rewolucję można uznać także pojawienie się nowych dziedzin, które wypracowują nową wizję przedmiotu chemii i wpływają na wszystkie jej obszary (przykładowo pojawienie się chemii fizycznej w oparciu o termodynamikę chemiczną i kinetykę chemiczną).

Chemia jako dyscyplina naukowa

Chemia jest ogólną dyscypliną teoretyczną. Ma na celu przekazanie studentom współczesnego naukowego zrozumienia materii jako jednego z rodzajów poruszającej się materii, sposobów, mechanizmów i metod przekształcania jednych substancji w inne. Znajomość podstawowych praw chemicznych, opanowanie technik obliczeń chemicznych, zrozumienie możliwości, jakie daje chemia przy pomocy innych specjalistów pracujących w jej poszczególnych i wąskich dziedzinach, znacznie przyspiesza uzyskanie pożądanego rezultatu w różnych dziedzinach inżynierii i działalności naukowej. Chemia zapoznaje przyszłego specjalistę z konkretnymi przejawami substancji, pozwala za pomocą eksperymentu laboratoryjnego „poczuć” substancję, poznać jej nowe rodzaje i właściwości. Osobliwością chemii jako dyscypliny dla studentów specjalności niechemicznych jest to, że na małym kursie konieczne jest posiadanie informacji z prawie wszystkich dziedzin chemii, które ukształtowały się jako niezależne nauki i są badane przez chemików i technologów chemicznych w specjalnych dyscypliny. Ponadto różnorodność zainteresowań różnych specjalności często prowadzi do tworzenia specjalistycznych kursów chemii. Przy wszystkich pozytywnych aspektach tej orientacji istnieje również poważna wada - światopogląd specjalisty zawęża się, zmniejsza się jego swoboda orientacji we właściwościach substancji oraz metodach jej wytwarzania i stosowania. Dlatego kurs chemii dla przyszłych specjalistów nie związanych z chemią i technologią chemiczną powinien być na tyle obszerny i w niezbędnym zakresie dokładny, aby dać całościowe wyobrażenie o możliwościach chemii jako nauki, jako gałęzi przemysłu oraz jako podstawa postępu naukowo-technicznego. Chemia ogólna kładzie teoretyczne podstawy do zrozumienia różnorodnego i złożonego obrazu zjawisk chemicznych. Chemia pierwiastków wprowadza w konkretny świat substancji powstałych z pierwiastków chemicznych. Współczesny inżynier, który nie ma specjalnego wykształcenia chemicznego, musi rozumieć właściwości różnego rodzaju materiałów, składów i związków. Często w takim czy innym stopniu ma do czynienia z paliwami, olejami, smarami, detergentami, spoiwami, materiałami ceramicznymi, konstrukcyjnymi, elektrycznymi, włóknami, tkaninami, obiektami biologicznymi, nawozami mineralnymi i wieloma innymi. Inne kursy nie zawsze zapewniają wstępne zrozumienie tego. Tę lukę trzeba wypełnić. Dział ten należy do najdynamiczniej zmieniającej się części chemii i oczywiście dość szybko się dezaktualizuje. Dlatego terminowy i staranny dobór materiału jest tutaj niezwykle niezbędny do regularnej aktualizacji dyscypliny. Wszystko to prowadzi do celowości wprowadzenia odrębnego działu chemii stosowanej na kursie chemii dla studentów kierunków niechemicznych.

Chemia jako system społeczny

Chemia jako system społeczny stanowi największą część całej społeczności naukowców. Na kształtowanie się chemika jako typu naukowca wpływ miały cechy przedmiotu jego nauki i metoda działania (eksperyment chemiczny). Trudności matematycznego formalizacji przedmiotu (w porównaniu z fizyką), a jednocześnie różnorodność przejawów zmysłowych (zapach, kolor, aktywność biologiczna i inna) od samego początku ograniczały dominację mechanizmu w myśleniu chemika i, pozostawił zatem pole dla intuicji i artyzmu. Ponadto chemik zawsze posługiwał się niemechanicznym narzędziem natury - ogniem. Z drugiej strony, w przeciwieństwie do stabilnych, danych od natury obiektów biologa, świat chemika charakteryzuje się niewyczerpaną i szybko rosnącą różnorodnością. Nieredukowalna tajemnica nowej substancji nadawała światopoglądowi chemika odpowiedzialność i ostrożność (chemik jako typ społeczny jest konserwatywny). Laboratorium chemiczne wypracowało ścisły mechanizm „doboru naturalnego”, odrzucającego ludzi aroganckich i skłonnych do błędów. Daje to oryginalność nie tylko stylowi myślenia, ale także duchowej i moralnej organizacji chemika.

Społeczność chemików tworzą ludzie, którzy zawodowo zajmują się chemią i uważają się za zajmujących się tą dziedziną. Około połowa z nich pracuje jednak w innych dziedzinach, dostarczając im wiedzy chemicznej. Dodatkowo przyłącza się do nich wielu naukowców i technologów – w dużej mierze chemików, choć za chemików już nie uważają się (opanowanie umiejętności i zdolności chemika przez naukowców z innych dziedzin jest trudne ze względu na wspomniane wyżej cechy chemika) temat).

Jak każda inna zwarta społeczność, chemicy mają swój własny język zawodowy, system reprodukcji personelu, system komunikacji [czasopisma, kongresy itp.], własną historię, własne normy kulturowe i styl zachowania.

Chemia jako branża

Współczesny poziom życia ludzkości jest po prostu niemożliwy bez produktów i metod chemicznych. Decydują w decydujący sposób o współczesnym obliczu otaczającego nas świata. Potrzebnych jest tak wiele produktów chemicznych, że w krajach rozwiniętych istnieje przemysł chemiczny. Przemysł chemiczny jest jedną z najważniejszych gałęzi przemysłu w naszym kraju. Związki chemiczne, różne składy i materiały, które wytwarza, mają zastosowanie wszędzie: w budowie maszyn, metalurgii, rolnictwie, budownictwie, przemyśle elektrycznym i elektronicznym, komunikacji, transporcie, technologii kosmicznej, medycynie, życiu codziennym itp. Wykorzystuje się około tysiąca różnych produktów wyłącznie do wytwarzania produktów spożywczych, związki chemiczne, a łącznie ponad milion substancji, przemysł wytwarza na potrzeby praktyczne. Dobrobyt gospodarczy i możliwości obronne kraju zależą w dużej mierze od chemii. Dlatego, aby nie utrudniać rozwoju innych gałęzi przemysłu i w odpowiednim czasie dostarczać im nowe związki i materiały o wymaganym zestawie właściwości, nauka chemiczna i przemysł chemiczny muszą rozwijać się w przyspieszonym tempie, poszerzając gamę produktów , poprawiając ich jakość i zwiększając wolumen produkcji. W naszym kraju istnieją:

• produkcja chemii nieorganicznej, produkcja kwasów, zasad, soli i innych związków, nawozów;
• produkcja petrochemiczna: produkcja paliw, olejów, rozpuszczalników, monomerów chemii organicznej (węglowodory, alkohole, aldehydy, kwasy), różnych polimerów i materiałów na ich bazie, kauczuku syntetycznego, włókien chemicznych, środków ochrony roślin, pasz i dodatków paszowych, artykułów gospodarstwa domowego chemia;
• mała chemia, gdy wolumen wytwarzanych produktów jest niewielki, ale jej asortyment jest bardzo szeroki. Do produktów tych zaliczają się substancje pomocnicze do produkcji materiałów polimerowych (katalizatory, stabilizatory, plastyfikatory, uniepalniacze), barwniki, leki, środki dezynfekcyjne i inne produkty sanitarno-higieniczne, chemia rolnicza – herbicydy, insektycydy, grzybobójcze, defolianty itp.

Głównymi kierunkami rozwoju współczesnego przemysłu chemicznego są: produkcja nowych związków i materiałów oraz zwiększanie wydajności istniejącej produkcji. Aby tego dokonać, ważne jest znalezienie nowych reakcji i katalizatorów, poznanie mechanizmów zachodzących procesów. Determinuje to chemiczne podejście do rozwiązywania problemów inżynieryjnych zwiększania wydajności produkcji. Cechą charakterystyczną przemysłu chemicznego jest stosunkowo niewielka liczba pracowników i wysokie wymagania co do ich kwalifikacji, a względna liczba specjalistów chemicznych jest niewielka, a jest więcej przedstawicieli innych specjalności (mechanika, elektroenergetyka, automatyka produkcji, itp.). Charakteryzuje się dużym zużyciem energii i wody, wysokimi wymaganiami środowiskowymi przy produkcji. W branżach niechemicznych wiele operacji technologicznych wiąże się z przygotowaniem i oczyszczaniem surowców, malowaniem, klejeniem i innymi procesami chemicznymi.

Chemia jest podstawą postępu naukowo-technicznego

Związki, kompozycje i materiały powstałe na drodze chemii odgrywają istotną rolę w zwiększaniu wydajności pracy, obniżaniu kosztów energii do wytworzenia niezbędnych produktów oraz opanowywaniu nowych technologii i sprzętu. Istnieje wiele przykładów udanego wpływu chemii na metody technologii inżynierii mechanicznej, metody obsługi maszyn i urządzeń, rozwój przemysłu elektronicznego, technologii kosmicznej i lotnictwa odrzutowego oraz wiele innych dziedzin postępu naukowo-technicznego:

• wprowadzenie chemicznych i elektrochemicznych metod obróbki metali znacznie zmniejsza ilość odpadów, które są nieuniknione podczas obróbki metali metodą cięcia. Jednocześnie usuwane są ograniczenia dotyczące wytrzymałości i twardości metali i stopów oraz kształtu części, a osiągana jest wysoka czystość powierzchni i dokładność wymiarowa części.
• materiały takie jak syntetyczny grafit (który jest mocniejszy od metali w wysokich temperaturach), korund (na bazie tlenku glinu) i kwarc (na bazie dwutlenku krzemu), ceramika, syntetyczne materiały polimerowe i szkło mogą wykazywać unikalne właściwości.
• szkła krystalizowane (ceramikę) uzyskuje się poprzez wprowadzenie do stopionego szkła substancji, które sprzyjają powstawaniu centrów krystalizacji i późniejszemu wzrostowi kryształów. Szkło takie jak „pyrokeram” jest dziewięciokrotnie mocniejsze od szkła laminowanego, twardsze od stali wysokowęglowej, lżejsze od aluminium i podobne pod względem odporności cieplnej do kwarcu.
• Nowoczesne smary mogą znacznie obniżyć współczynnik tarcia i zwiększyć odporność materiałów na zużycie. Stosowanie olejów i smarów zawierających dwusiarczek molibdenu zwiększa żywotność podzespołów i części pojazdu 1,5-krotnie, poszczególnych części nawet dwukrotnie, a współczynnik tarcia można zmniejszyć ponad 5-krotnie.
• Substancje organoelementowe – poliorganosiloksany – wyróżniają się elastycznością i spiralną budową cząsteczek, które w miarę spadku temperatury tworzą kulki. Dzięki temu zachowują nieznacznie zmienną lepkość w szerokim zakresie temperatur. Dzięki temu można je stosować jako płyn hydrauliczny w różnorodnych warunkach.
• ochrona metali przed korozją stała się celem po stworzeniu elektrochemicznej teorii korozji i pozwala uniknąć znacznych kosztów ekonomicznych związanych z odnawianiem wyrobów metalowych.

Obecnie chemia wraz z innymi naukami, technologią i przemysłem stoi przed wieloma palącymi i złożonymi zadaniami. Synteza i praktyczne zastosowanie odpowiednich nadprzewodników wysokotemperaturowych, a co za tym idzie gorących, znacząco zmienią sposoby magazynowania i przesyłania energii. Potrzebne są nowe materiały, w tym materiały na bazie metali, polimery, ceramika i kompozyty. Zatem problem stworzenia silnika przyjaznego dla środowiska, który opiera się na reakcji spalania wodoru w tlenie, polega na stworzeniu materiałów lub procesów zapobiegających przenikaniu wodoru przez ścianki zbiorników magazynujących wodór. Tworzenie nowych technologii chemicznych to także ważny obszar postępu naukowo-technologicznego. Tym samym zadaniem jest dostarczenie nowych rodzajów paliw ciekłych i gazowych, otrzymywanych z przeróbki węgla, łupków, torfu i drewna. Jest to możliwe dzięki nowym procesom katalitycznym.

Temat: Chemia jest nauką przyrodniczą. Chemia w otaczającym świecie.

Cel: zainteresowanie uczniów nowym dla nich przedmiotem - chemią;

ujawnić rolę chemii w życiu człowieka; edukować dzieci

odpowiedzialne podejście do natury.

Zadania: 1. rozważ znaczenie słowa chemia jako jednego z naturalnych

2. określić znaczenie i związek chemii z innymi

3. dowiedzieć się, jaki wpływ ma chemia na człowieka i

Sprzęt i materiały:„Chemia w Księdze Rekordów Guinnessa”;

Rynek chemiczny: artykuły na ten temat; wypowiedzi naukowców na temat

chemia; woda mineralna; chleb, jod; szampon, tabletki, stomatologia

pasta, lakier itp.

Terminy i koncepcje: chemia; substancje: proste i złożone; chemiczny

element; atom, cząsteczka.

Typ lekcji: nauka nowego materiału.

Podczas zajęć

I. Etap organizacyjny.

Zadzwonił dzwonek

Lekcja się rozpoczęła. Przyjechaliśmy tu się uczyć

Nie bądź leniwy, ale pracuj.

Pracujemy pilnie

Słuchajmy uważnie.

cześć chłopaki

II. Aktualizacja i motywacja działań edukacyjnych. Dziś zaczynasz uczyć się nowego przedmiotu - chemii.

Zapoznałeś się już z niektórymi pojęciami z chemii na lekcjach historii naturalnej. . Daj przykłady

(Ciało, substancja, pierwiastek chemiczny, cząsteczka, atom).Jakich substancji używasz w domu??(woda, cukier, sól, ocet, napoje gazowane, alkohol itp.) Z czym kojarzy Ci się słowo chemia??(Jedzenie, ubrania, woda, kosmetyki, dom). Nie wyobrażamy sobie życia bez takich produktów: pasty do zębów, szamponów, pudrów, środków higienicznych utrzymujących nasze ciało i ubrania w czystości i porządku.Otaczające nas przedmioty składają się z substancji: prostych lub złożonych, a one z kolei z jednej lub wielu pierwiastki chemiczne. Nasze ciało obejmuje również prawie cały układ okresowy, na przykład: krew zawiera pierwiastek chemiczny Ferum (żelazo), który w połączeniu z tlenem tworzy część hemoglobiny, tworząc czerwone krwinki - erytrocyty; żołądek zawiera kwas solny, który przyczynia się do szybszego rozkładu pożywienia, nasz organizm składa się w 70% z wody, bez której życie człowieka nie jest możliwe. Z tą i innymi substancjami poznamy się w trakcie chemii.

Oczywiście w chemii, jak w każdej nauce, oprócz rozrywki, nie zabraknie też rzeczy trudnych. Ale trudne i interesujące jest to, że myślący człowiek potrzebuje, aby jego umysł nie był w bezczynności i lenistwie, ale aby stale pracował i pracował. Dlatego tematem pierwszej lekcji jest wprowadzenie do chemii jako jednej z nauk przyrodniczych.

W zeszycie piszemy:

Praca klasowa.

Temat: Chemia - nauki przyrodnicze. Chemia w otaczającym świecie.

III. Nauka nowego materiału.

Epigraf:

O, szczęśliwe nauki!

Wyciągnij pilnie ręce

I spójrz w najbardziej odległe miejsca.

Przemierz ziemię i otchłań,

I stepy i głęboki las,

I sama wysokość nieba.

Eksploruj wszędzie i przez cały czas,

Co jest wielkie i piękne

Czego świat nie widział...

Do wnętrzności ziemi ty, chemio,

Przeniknięty ostrością spojrzenia,

A co w tym kryje się Rosja,

Pogłębiarki otwierają skarby...

M.V. Łomonosow „Oda dziękczynna”

Fizyczna minuta

Ręce wyciągnięte ku niebu (podciągnięcie w górę)

Kręgosłup jest rozciągnięty (rozłożony na boki)

Wszyscy mieliśmy czas na odpoczynek (uścisnąć dłoń)

I znów usiedli przy biurku.

Słowo „chemia” pochodzi od słowa „himi” lub „huma” ze starożytnego Egiptu, oznaczającego czarną glebę, czyli czarną jak ziemia, która zajmuje się różnymi minerałami.

W życiu codziennym często spotykasz się z reakcjami chemicznymi. Na przykład:

Doświadczenie: 1. Upuść kroplę jodu na chleb i ziemniaki - kolor niebieski, co jest jakościową reakcją na skrobię. Możesz sprawdzić na innych obiektach zawartość skrobi w nich.

2. Otwórz butelkę wody gazowanej. Następuje reakcja rozkładu kwasu węglowego lub węglanowego na dwutlenek węgla i wodę.

H2CO3 CO2 +H2O

3. Kwas octowy + dwutlenek węgla sodowego + octan sodu. Babcie i mamy pieką dla Was ciasta. Aby ciasto było miękkie i puszyste, dodaje się do niego sodę gaszoną octem.

Wszystkie te zjawiska wyjaśnia chemia.

Kilka interesujących faktów związanych z chemią:

Dlaczego mimozę tak nieśmiało nazwano?

Roślina Mimosa pudica znana jest z tego, że jej liście pod wpływem dotyku zwijają się, a po chwili ponownie prostują. Mechanizm ten wynika z faktu, że określone obszary łodygi rośliny podrażnione zewnętrznie uwalniają substancje chemiczne, w tym jony potasu. Wpływają na komórki liści, z których rozpoczyna się wypływ wody. Z tego powodu ciśnienie wewnętrzne w komórkach spada, w wyniku czego ogonki i płatki liści zwijają się, a efekt ten może być przenoszony wzdłuż łańcucha i innych liści.

Stosowanie pasty do zębów: usuwa plamy po herbacie z filiżanki, gdyż zawiera sodę, która ją czyści.

Śledztwo w sprawie śmierci cesarza Napoleona .

Schwytany Napoleon w towarzystwie swojej eskorty przybył na wyspę św. Heleny w 1815 r. w dobrym zdrowiu, godnym pozazdroszczenia, ale w 1821 r. zmarł. Zdiagnozowano u niego raka żołądka. Loki włosów zmarłego obcięto i rozdano wiernym zwolennikom cesarza. Zatem dotarli do naszych czasów. W 1961 roku opublikowano badania włosów Napoleona na zawartość arsenu. Okazało się, że we włosach występowała zwiększona zawartość arsenu i antymonu, które stopniowo dodawały się do pożywienia, co powodowało stopniowe zatrucie. W ten sposób chemia półtora wieku po śmierci pomogła rozwiązać niektóre przestępstwa.

Praca z podręcznikiem str. 5 znajdź i zapisz definicję pojęcia chemia.

Chemia to nauka o substancjach i ich przemianach. Jako nauka jest dokładna i eksperymentalna, ponieważ towarzyszą jej eksperymenty lub eksperymenty, przeprowadzane są niezbędne obliczenia, a następnie wyciągane są jedynie wnioski.

Chemicy badają różnorodność substancji i ich właściwości; zjawiska zachodzące w przypadku substancji; skład substancji; Struktura; nieruchomości; warunki transformacji; możliwości wykorzystania.

Rozmieszczenie substancji w przyrodzie. Rozważ rysunek 1. Jakie wnioski można z tego wyciągnąć.(Substancje istnieją nie tylko na Ziemi, ale także poza nią.) Ale wszystkie substancje składają się z pierwiastków chemicznych. Zawarte są pewne informacje na temat pierwiastków i substancji chemicznych w Księdze Rekordów Guinnessa: na przykład

Najpowszechniejszym pierwiastkiem: w litosferze jest tlen (47%), w atmosferze azot (78%), poza Ziemią wodór (90%), najdroższy jest kalifornijski.

Najbardziej plastycznym metalem jest złoto, z 1 g można wyciągnąć drut o długości 2,4 km (2400 m), najtwardszy jest chrom, najcieplejsze i przewodzące prąd elektryczny jest srebro. Najdroższą substancją jest interferon: jedna milionowa mikrograma czystego leku kosztuje 10 dolarów.

Chemia jest ściśle powiązana z innymi naukami przyrodniczymi. Jakie nauki przyrodnicze możesz wymienić?

Rozważmy diagram 1 s. 6

Ekologia Rolnictwo Agrochemia

Chemia fizyczna

Fizyka Chemia Biologia Biochemia Medycyna

Matematyka Geografia Astronomia Kosmochemia

Chemia farmaceutyczna

Ale poza tym możesz także sklasyfikować samą chemię:

Klasyfikacja chemii

Nieorganiczne organiczne analityczne

chemia ogólna

Tego wszystkiego będziesz się uczyć przez cały szkolny kurs chemii.

Człowiek musi istnieć w harmonii z naturą, ale jednocześnie sam ją niszczy. Każdy z Was może zarówno chronić, jak i zanieczyszczać przyrodę. Papier, polietylen, plastik należy wrzucać wyłącznie do specjalnych pojemników, a nie rozrzucać tam, gdzie się znajdujemy, gdyż nie ulegają rozkładowi. Podczas spalania tworzyw sztucznych i polietylenu uwalniają się bardzo toksyczne substancje, które wpływają na ludzi. Jesienią podczas wypalania liści powstają również substancje toksyczne, które można jednak magazynować do procesu gnicia, a następnie wykorzystać jako nawóz biologiczny. Używanie chemii gospodarczej prowadzi do zanieczyszczenia wody. Dlatego też zachowanie przyrody dla przyszłych pokoleń zależy od uważnego podejścia do niej każdego z nas, poziomu kultury i wiedzy chemicznej.

IV. Generalizacja i systematyzacja wiedzy.

1. Kontynuuj definicję:

Chemia to…………………………………………………………………..

2. Wybierz prawidłowe stwierdzenia:

A. Chemia - nauki humanistyczne

B. Chemia jest nauką przyrodniczą.

V. Znajomość chemii jest konieczna tylko dla biologów.

d. Substancje chemiczne występują tylko na Ziemi.

d. Do życia i oddychania człowiek potrzebuje dwutlenku węgla.

e. Bez tlenu życie na Planecie nie jest możliwe.

3. Spośród podanych nauk powiązanych z chemią wybierz te, które wiążą się z definicjami.

Biochemia, Ekologia, Chemia fizyczna, Geologia, Agrochemia

1. Procesy chemiczne zachodzące w organizmie człowieka bada nauka - biochemia.

2. Nauka o ochronie środowiska nazywa się ekologią

3. Poszukiwanie minerałów - Geologia

4. Przekształceniu niektórych substancji w inne towarzyszy absorpcja lub uwalnianie ciepła, badane przez naukę chemii fizycznej

5. Nauka agrochemia bada wpływ nawozów na glebę i rośliny.

4. Jaki wpływ ma chemia na przyrodę?

V. Podsumowanie lekcji.

Z zaprezentowanego materiału wynika, że ​​chemia jest nauką o substancjach i ich przemianach. We współczesnym świecie ludzie nie wyobrażają sobie życia bez chemii. Praktycznie nie ma branży, w której wiedza chemiczna nie byłaby potrzebna. Wpływ chemii i środków chemicznych na ludzi i środowisko jest zarówno pozytywny, jak i negatywny. Każdy z nas może zachować kawałek natury taką, jaka jest. Chroń środowisko.

VI. Praca domowa.

2. Odpowiedz na pytania na s. 23. 10 . 1-ustnie, 2-4 pisemnie.

3. Przygotuj raporty na temat: „Historia rozwoju chemii jako nauki”