Сравнение ведущих теорий химии. Периодический закон Д. И. Менделеева и Теория химического строения А. М. Бутлерова

Цели:

  1. Сравнить философские основы общности двух
    ведущих теорий, как шло становление этих теорий.
  2. Показать вклад русских ученых в мировую науку.
  3. Доказать, что обе теории выдержали испытание
    временем.

Метод: семинар.

Этапы семинарского занятия:

1 этап – беседа по вопросам, предложенным на слайдах.

2 этап – групповая работа, парная работа.

3 этап – защита проектов (индивидуальная работа).

4 этап – самостоятельная работа (выполнение
кроссворда, составленного учащимися).

Ход урока

Презентация к уроку

I. Организационный момент.

«…Улыбнулись, посмотрели на меня, мы все знаем и
умеем, а если, что и забыли…. мы еще учимся!»

II. Постановка проблемного вопроса:

«Благословляю все, что было,
Я лучшей доли не искал.
О, сердце, сколько ты любило!
О, разум, сколько ты пылал!»

А. Блок.

Почему слова А. Блока я взяла эпиграфом к нашему
семинарскому занятию? Ответ на поставленный вопрос дадите после рассмотрения
всех вопросов.

III. Тема и цели урока даны на слайдах.

IV. Вопросы семинарского занятия (слайды).

  1. Предпосылки возникновения теорий.
  2. Основные положения.
  3. Роль практики в становлении теорий.
  4. Значение теорий.

V. Первый этап семинара.

Беседа по вопросу о
предпосылках возникновения Периодического закона и Теории химического строения
идет с использованием ИКТ

Необходимые данные: даты, фамилии ученых, таблицы,
высказывания представлены на слайдах

а) Вопрос. Предпосылки. Накопление фактологического
материала.

Примерные ответы.

П.З. Д.И. Менделеева. Известно 63 химических
элемента, описаны состав и свойства их многочисленных соединений.

ТХС А.М. Бутлерова. Известны многие десятки и сотни
тысяч органических соединений. В 1807г. Й. Берцелиус ввел термины «органическая
химия» и «органические вещества». В конце X-VIIIв.
Французский химик А. Лавуазье показал, что вещества, получаемые из организмов
растений и животных ( органические вещества), содержат лишь немногие элементы:
углерод, водород, азот, иногда фосфор и серу.Определение органической химии по
предложению

А. Кекуле ( ХIХв.). «Органическая химия – это химия соединений углерода».
Позднее немецкий химик
К. Шорлеммер дал более точное определение этой науки: органическая химия – это
химия соединений углеводородов и их производных.

б) Вопрос. Предпосылки. Работы предшественников
Д.И. Менделеева.

Примерные ответы.

Классификация Берцелиуса. Шведский химик Й.Я.
Берцелиус разделил элементы на металлы и неметаллы на основе различий в
свойствах образованных ими простых веществ и соединений. Но групп было две, они
были велики и включали отличающиеся друг от друга элементы. Наличие амфотерных
оксидов и гидроксидов у некоторых металлов вносило путаницу. Классификация была
неудачной.

Триады Деберейнера (1816г.) Немецкий химик И.В.Деберейнер
разделил элементы на основе сходства в свойствах образуемых ими
веществ. Но ему удалось составить лишь четыре триады.

Октавы Ньюлендса ( 1865г.) Д.А. Ньюлендс пытался
расположить элементы в порядке возрастания их атомных масс и обнаружил
поразительное сходство между каждым восьмым по счету элементом, подобно строению
музыкальной октавы, состоящей из восьми звуков. Он назвал свое открытие законом
октав. Однако ему не удалось объяснить найденную закономерность , и в некоторые
вертикальные столбцы попали элементы , резко отличающиеся по своим свойствам.

Таблица Мейера. (1864г.) Немецкий исследователь Л.
Мейер расположил химические элементы также в порядке увеличения их атомных масс.
Но в таблицу он поместил всего 27 элементов.

в) Дополнительный вопрос.

В 1882г. Лондонское Королевское общество присудило
Д.И. Менделееву медаль Деви «за открытие периодических соотношений атомных
весов», а пятью годами позже, в 1887г., это же общество вручает эту же медаль
своему соотечественнику Дж. Ньюлендсу «за открытие периодического закона
химических элементов».

- Чем объяснить такую нелогичность в решениях Лондонского Королевского
общества?

г) Дополнительная информация.

  • Немецкий химик Лотар Мейер (1830-1895) – претендент на открытие П.З.
  • 1864г. – его работа « Современные теории химии», где химические элементы
    выстраивались в ряд в соответствии с их атомным весом. Он не увидел главные
    закономерности, не смог ни предсказать новых, ни исправить неверные значения
    атомного веса уже известных элементов.
  • Его заявление после открытия закона Менделеевым: « Было бы поспешно
    изменять доныне принятые атомные веса на основании столь непрочного
    исходного пункта».
  • Мейер еще раз доказал, что излишняя осторожность в науке препятствует
    совершению открытий.
  • Надо отдать должное немецкому ученому – он не стал оспаривать первенство
    Менделеева.

д) Вопрос. Предпосылки. Работы предшественников
А.М. Бутлерова.

Примерные ответы.

Теория радикалов (Й. Берцелиус, Ю. Либих, Ж. Дюма)
Считалось, что органические вещества построены из радикалов, как « подлинных
элементов органической химии».

Теория типов (Ж. Дюма, Ш. Жерар и О. Лоран)
.Органические вещества – производные простейших неорганических веществ:
водорода, хлороводорода, воды, аммиака. Строение молекул они считали
принципиально непознаваемым, что наносило вред развитию науки.

1830г. – Й Берцелиус ввел термин « изомерия»

Успехи в синтезе органических соединений , в
результате которых было развеяно учение о витализме, то есть о «жизненной силе»,
под влиянием которой в организме образуются органические вещества:

  • в 1828г. Ф. Велер синтезировал мочевину;
  • в 1845г.А. Кольбе синтезировал уксусную кислоту;
  • в 1845г. М. Бертло- жиры; в 1842г Н.Н Зинин получил
    анилин; в 1861г . А.М. Бутлеров синтезировал сахороподобное вещество;
  • ХVIIIв. – утвердилось понятие о валентности (Э. Франкланд, А. Кекуле).

е) Вопрос. Съезд химиков в г. Карлсруэ (1860г.).

Примерные ответы.

Д.И. Менделеев – наблюдатель. А.М. Бутлеров изучал
материалы съезда. В 1861г.в г. Шпейере на съезде врачей и естествоиспытателей
выступил с докладом « О химическом строении тел». В нем изложил основы,
разработанной им теории химического строения органических соединений.

ж) Все ученые, которые занимались поисками
естественной классификации химических элементов и органических веществ,
находились в равных условиях, имели одни и те же предпосылки.

Почему же ни одному из них, кроме Д.И.Менделеева и
А.М. Бутлерова, не удалось открыть Периодический закон и создать Теорию
химического строения?

Примерные ответы.

Личностные качества ученых: энциклопедичность
химических знаний, умение анализировать и обобщать факты, научное
прогнозирование, русский патриотизм.

VI. Второй этап семинарского занятия.

Основные положения теорий, 2 вопрос.

Групповая работа. Задание №1. Дать определение
основным положениям ТХС, привести примеры:

1 гр. – первое положение.

2 гр.– второе положение.

3 гр. – третье положение.

Парная работа. Задание №2. Ответить на вопросы по
теме «Периодический закон».

Карточка №1. Дайте определение понятиям: период,
группа; как изменяются свойства в периоде и в группе с возрастанием атомной
массы. Формулировка закона Д.И. Менделеевым .

Карточка №2. ПЗ и ПСХЭ Д.И.Менделеева и строение
атома.

Номер группы…, номер периода…, порядковый номер…,
атомная масса.

Привести примеры. Современная формулировка закона.

Карточка № 3.На каком основании элементы хлор и
марганец помещают в одной группе Периодической системы Д.И. Менделеева? Почему
их помещают в разных подгруппах?

3, 4 вопросы. Роль практики в становлении теорий.
Значение теорий.

Примерные ответы.

Д.И. Менделеев предсказывает, описывает неизвестные
элементы (скандий, германий, галлий). А.М. Бутлеров предсказывает и объясняет
изомерию многих органических соединений, синтезирует вещества. Теории
развиваются по спирали вместе с развитием науки. Значение теорий: обобщающее,
объясняющее, прогностическое.

Выводы по первому и второму этапу семинарского
занятия.

  • Теории сходны в своем становлении (факты, работы предшественников,
    съезд, личностные качества ученых).
  • Теории созданы гениальными русскими учеными, эти теории – большой вклад
    в мировую науку.
  • Им «… будущее не грозит разрушением, а лишь развитие и надстройки
    обещаются».

Д.И. Менделеев.

VII. Третий этап семинарского занятия – защита проектов.

Презентации работ учащихся. Индивидуальная
работа. Темы: «Жизнь и наука. Д.И. Менделеев», «А.М.Бутлеров».

VIII. Четвертый этап семинарского занятия.

Самостоятельная работа.

Работа над кроссвордами по вариантам. Составление
кроссвордов – индивидуальная работа домашняя работа учащихся (вопросы к
кроссворду см. Приложение 1).

IХ. Итог урока.

Ответ на проблемный вопрос.

«Благословляю все, что было,
Я лучшей доли не искал.
О, сердце, сколько ты любило!
О, разум, сколько ты пылал!»

А. Блок.

- Почему эпиграфом данного семинарского занятия взяты
эти слова А. Блока?

Р.S. Анализ ответов, их оценка и мнения учащихся проведены на следующем уроке.

Презентация к уроку

Следующий: