Химическая модель что это

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Химическая модель

Химическая модель ( схема) представлена основными реакциями ( химическими уравнениями), описывающими осуществление переработки сырья в продукт. [1]

Химические модели отличаются от ВВВ-моделей главным образом тем, что учитывают различие между растворителем, находящимся в непосредственном окружении растворенных молекул, и всей массой растворителя. Модели, предполагающие образование стехиометрических сольватных комплексов, представляют собой крайний случай такого подхода. Сольватные комплексы должны, естественно, обсуждаться с учетом представлений координационной химии. И все же химическую модель можно использовать в том случае, если разделять сферу растворителя, окружающего растворенные ионы, от остальной массы растворителя, даже если стехиометрические условия и неизвестны. [2]

Химическая модель ( схема) представлена основными реакциями ( химическими уравнениями), которые обеспечивают переработку сырья в продукт. [3]

Химическая модель ( схема) представляет основные реакции ( химические уравнения), за счет которых происходит переработка сырья в продукт. [5]

Химическая модель неидеальной плазмы сложного состава / / Докл. [7]

Построение химических моделей атомар частично ионизованной плазмы на основе точных асимптотических разложений / / Физика плазмы. [9]

Рассмотрим химическую модель плазмы содержащую электроны, ионы и атомы во всех состояниях во буждения, широко применяемую в астрофизике. [10]

При этом химические модели обнаруживают интересную особенность: диапазон их действия несравненно шире, чем у ферментов, хотя оно и не так строго стереоспецифично. [11]

Источник

Химические модели объектов природы

В 1860 году в Германии состоялся Международный съезд химиков, где ученые пришли к выводу о том, что все вещества состоят из молекул, молекулы состоят из атомов, атомы и молекулы находятся в непрерывном тепловом движении. Химическая связь между атомами осуществляется электронами, расположенными во внешней оболочке атомов. Их называют валентными электронами.

Роль моделирования в химии необычайно высока, поэтому химическая теория состоит из множества моделей. Среди них можно выделить модели с очень широкой областью применимости, создающие основу современной химической науки. К этим моделям относятся: стехиометрическая, атомно-молекулярная, геометрическая и электронная модель. Появление каждой из них произвело в свое время переворот во взглядах химиков.

Стехиометрическая модель определяет использование химических формул и уравнений. Стехиометрическое уравнение дает точное описание любой реакции.

Атомно-молекулярная модель показывает как внутримолекулярные, так и межмолекулярные перегруппировки атомов. Эта модель показывает химические реакции, в ходе которых происходит перераспределение атомов.

Геометрическая модель определяет структуру химических формул и геометрию молекулярных параметров. Эта модель дает возможность пространственно представить структуру соединения, понять причину появления веществ изомеров. Любое химическое превращение это непрерывный переход от одной геометрической конфигурации атомов к другой. Геометрическая модель является классической теорией строения молекул, т.к. все атомы обладают координатами и траекториями движения. Атомно-молекулярная и геометрическая модели стали мощными средствами систематизации огромного экспериментального материала.

Электронная модель показывает реакционную способность веществ через электронное строение молекул. Эта модель относится к неклассической химии, т.к. поведение электронов в атомах подчиняется законам квантовой физики. Химические реакции, протекающие при определенных условиях: давлениях и температурах относятся к классической химии, а реакции, протекающие с участием катализаторов, ингибиторов и ферментов относятся к квантовой химии. Все эти модели дополняют друг друга. Каждая последующая модель использует и детализирует постулаты предыдущей модели.

Вопросы для самоконтроля

1. Что за наука химия?

2. Какое определение дал Менделеев химии?

3. В чём главная задача химии?

4. Что изучает химии?

5. Где происходил Международный съезд химиков в 1860 году?

6. Что утвердили участники Международного съезда химиков в 1860 году?

7. Какие электроны называют валентными электронами?

8. Какие модели широко используются в химии?

9. Что определяет стехиометрическая модель?

10. Что показывает атомно-молекулярная модель?

Источник

СТАРТ В ХИМИЮ

7 класс

Продолжение. Начало см. в № 1, 2/2006

Глава 1.
Химия в центре естествознания

§ 3. Моделирование

Кроме наблюдения и эксперимента в познании естественного мира и химии большую роль играет моделирование.

Мы уже говорили о том, что одна из главных целей наблюдения – поиск закономерностей в результатах экспериментов.

Однако некоторые наблюдения неудобно или невозможно проводить непосредственно в природе. Естественную среду воссоздают в лабораторных условиях с помощью особых приборов, установок, предметов, т.е. моделей. В моделях копируются только самые важные признаки и свойства объекта и опускаются несущественные для изучения. Слово «модель» имеет франко-итальянские корни и переводится на русский как «образец». Моделирование – это изучение некоторого явления с помощью его моделей, т.е. заменителей, аналогов.

Например, для того чтобы изучить молнию (природное явление), ученым не нужно было дожидаться непогоды. Молнию можно смоделировать на уроке физики и в школьной лаборатории. Двум металлическим шарикам нужно сообщить противоположные электрические заряды – положительный и отрицательный. При сближении шариков до определенного расстояния между ними проскакивает искра – это и есть молния в миниатюре. Чем больше заряд на шариках, тем раньше при сближении проскакивает искра, тем длиннее искусственная молния. Такую молнию получают с помощью специального прибора, который называется электрофорной машиной.

Изучение модели позволило ученым определить, что природная молния – это гигантский электрический разряд между двумя грозовыми облаками или между облаками и землей. Однако настоящий ученый стремится найти практическое применение каждому изучаемому явлению. Чем мощнее электрическая молния, тем выше ее температура. А ведь превращение электрической энергии в теплоту можно «укротить» и использовать, например, для сварки и резки металлов. Так родился знакомый сегодня каждому процесс электросварки.

Каждая естественная наука использует свои модели, которые помогают зримо представить себе реальное природное явление или объект.

Самая известная географическая модель – глобус. Это миниатюрное объемное изображение нашей планеты, с помощью которой вы можете изучать расположение материков и океанов, стран и континентов, гор и морей. Если же изображение земной поверхности нанести на лист бумаги, то такая модель называется картой.

Моделирование в физике используется особенно широко. На уроках по этому предмету вы будете знакомиться с самыми разными моделями, которые помогут вам изучить электрические и магнитные явления, закономерности движения тел, оптические явления.

При изучении биологии модели также широко используются. Достаточно упомянуть, например, модели – муляжи цветка, органов человека и т.д.

Не менее важно моделирование и в химии. Условно химические модели можно разделить на две группы: материальные и знаковые (или символьные).

Материальные модели атомов, молекул, кристаллов, химических производств химики используют для большей наглядности.

Вы, наверное, видели изображение модели атома, напоминающее строение Солнечной системы (рис. 30).

Рис. 30.
Модель строения атома

Для моделирования молекул химических веществ используют шаростержневые или объемные модели. Их собирают из шариков, символизирующих отдельные атомы. Различие состоит в том, в шаростержневых моделях шарики-атомы расположены друг от друга на некотором расстоянии и скреплены друг с другом стерженьками. Например, шаростержневая и объемная модели молекул воды показаны на рис. 31.

Рис. 31.
Шаростержневая и объемная
модели молекулы воды

Модели кристаллов напоминают шаростержневые модели молекул, однако изображают не отдельные молекулы вещества, а показывают взаимное расположение частиц вещества в кристаллическом состоянии (рис. 32).

Рис. 32.
Модель кристалла меди

Однако чаще всего химики пользуются не материальными, а знаковыми моделями – это химические символы, химические формулы, уравнения химических реакций.

Разговаривать на химическом языке, языке знаков и формул, вы начнете уже со следующего урока.

1. Что такое модель и что – моделирование?

2. Приведите примеры: а) географических моделей; б) физических моделей; в) биологических моделей.

3. Какие модели используют в химии?

4. Изготовьте из пластилина шаростержневые и объемные модели молекул воды. Какую форму имеют эти молекулы?

5. Запишите формулу цветка крестоцветных, если вы изучали это семейство растений на уроках биологии. Можно ли назвать эту формулу моделью?

6. Запишите уравнение для расчета скорости движения тела, если известны путь и время, за которое он пройден телом. Можно ли назвать это уравнение моделью?

§ 4. Химические знаки и формулы

К символьным моделям в химии относят знаки или символы химических элементов, формулы веществ и уравнения химических реакций, которые лежат в основе «химической письменности». Ее основоположником является шведский химик Йенс Якоб Берцелиус. Письменность Берцелиуса строится на важнейшем из химических понятий – «химический элемент». Химическим элементом называют вид одинаковых атомов.

Берцелиус предложил обозначать химические элементы первой буквой их латинских названий. Так символом кислорода стала первая буква его латинского названия: кислород – О (читается «о», т.к. латинское название этого элемента oxygenium). Соответственно водород получил символ H (читается «аш», т.к. латинское название этого элемента hydrogenium), углерод – С (читается «цэ», т.к. латинское название этого элемента carboneum). Однако латинские названия хрома (chromium), хлора (chlorum) и меди (cuprum) так же, как и углерода, начинаются на «С». Как же быть? Берцелиус предложил гениальное решение: такие символы записывать первой и одной из последующих букв, чаще всего второй. Так, хром обозначается Сr (читается «хром»), хлор – Cl (читается «хлор»), медь – Cu (читается «купрум»).

Й.Я.Берцелиус
(1779–1848)

Русские и латинские названия, знаки 20 химических элементов и их произношения приведены в табл. 2.

В нашей таблице уместилось всего 20 элементов. Чтобы увидеть все 110 элементов, известных на сегодняшний день, нужно посмотреть в таблицу химических элементов Д.И.Менделеева.

Названия и символы некоторых химических элементов

Чаще всего в состав веществ входят атомы нескольких химических элементов. Изобразить мельчайшую частицу вещества, например молекулу, можно с помощью моделей-шариков так, как вы это делали на предыдущем уроке. На рис. 33 изображены объемные модели молекул воды (а), сернистого газа (б), метана (в) и углекислого газа (г).

Рис. 33.
Объемные модели молекул воды (а),
сернистого газа (б), метана (в)
и углекислого газа (г)

Чаще для обозначения веществ химики пользуются не материальными моделями, а знаковыми. С помощью символов химических элементов и индексов записываются формулы веществ. Индекс показывает, сколько атомов данного элемента входит в состав молекулы вещества. Он записывается внизу справа от знака химического элемента. Например, формулы упомянутых выше веществ записывают так: Н₂О, SO₂, CH₄, CO₂.

Химическая формула – основная знаковая модель в нашей науке. Она несет очень важную для химика информацию. Химическая формула показывает: конкретное вещество; одну частицу этого вещества, например одну молекулу; качественный состав вещества, т.е. атомы каких элементов входят в состав данного вещества; количественный состав, т.е. сколько атомов каждого элемента входит в состав молекулы вещества.

По формуле вещества можно определить также, простое оно или сложное.

Простыми веществами называют вещества, состоящие из атомов одного элемента. Сложные вещества образованы атомами двух или более различных элементов.

Например, водород Н₂, железо Fe, кислород О₂ – простые вещества, а вода Н₂О, углекислый газ СО₂ и серная кислота H₂SO₄ – сложные.

1. Знаки каких химических элементов содержат заглавную букву С? Запишите их и произнесите.

2. Из табл. 2 выпишите отдельно знаки элементов-металлов и элементов-неметаллов. Произнесите их названия.

3. Что такое химическая формула? Запишите формулы следующих веществ:

а) серной кислоты, если известно, что в состав ее молекулы входят два атома водорода, один атом серы и четыре атома кислорода;

б) сероводорода, молекула которого состоит из двух атомов водорода и одного атома серы;

в) сернистого газа, молекула которого содержит один атом серы и два атома кислорода.

4. Что объединяет все эти вещества?

Изготовьте из пластилина объемные модели молекул следующих веществ:

а) аммиака, молекула которого содержит один атом азота и три атома водорода;

б) хлороводорода, молекула которого состоит из одного атома водорода и одного атома хлора;

в) хлора, молекула которого состоит из двух атомов хлора.

Напишите формулы этих веществ и прочитайте их.

5. Приведите примеры превращений, когда известковая вода является определяемым веществом, а когда – реактивом.

6. Проведите домашний эксперимент по определению крахмала в продуктах питания. Какой реактив вы использовали при этом?

7. На рис. 33 изображены модели молекул четырех химических веществ. Сколько химических элементов образуют эти вещества? Запишите их символы и произнесите их названия.

8. Возьмите пластилин четырех цветов. Скатайте самые маленькие шарики белого цвета – это модели атомов водорода, синие шарики побольше – модели атомов кислорода, черные шарики – модели атомов углерода и, наконец, самые большие шарики желтого цвета – модели атомов серы. (Конечно, цвет атомов мы выбрали условно, для наглядности.) С помощью шариков-атомов изготовьте объемные модели молекул, показанных на рис. 33.

Источник

Моделирование на уроках химии

Разделы: Химия

Одно из направлений работы школы в настоящее время состоит в модернизации содержания образования, адекватного потребностям общества. Основное внимание в этой работе уделено профилизации обучения на старшей ступени общеобразовательной школы.

Профильное обучение в настоящее время рассматривается как “…средство дифференциации и индивидуализации обучения, когда за счёт изменений в структуре, содержании и организации образовательного процесса более полно учитываются интересы и склонности учащихся, создаются условия для образования старшеклассников в соответствии с их профессиональными интересами и намерениями в отношении продолжения образования”. [1].

В соответствии с Федеральной программой развития образования профильное образование введено с 2006-2007 учебного года во всех регионах России. В МОУ “Корниловская средняя школа” в 2006-2007 учебном году был открыт 10 химико-биологический профильный класс, а также в 2008-2009, 2009-2010 учебных годах.

Переход к профильному обучению преследует несколько целей. Среди них – обеспечение углублённого изучения отдельных предметов, расширение возможностей социализации учащихся, обеспечение преемственности между общим и профессиональным образованием, а также более эффективная подготовка выпускников школы к освоению программ высшего профессионального образования. [3].

Инновация (от лат. in – в, novus- новый) означает нововведение, новшество. Главным показателем инновации является прогрессивное начало в развитии школы. Поэтому инновации в системе образования могут внести изменения, например в цели, содержание, методы и технологии, формы организации, в стили педагогической деятельности и организацию учебно-познавательного процесса, в систему контроля и оценки уровня образования, в деятельность учителя и ученика и т.п. Нововведения могут быть также в средствах педагогического процесса. По признаку масштабности (объёму) нововведения могут быть локальными и единичными, комплексными, системными; по признаку инновационного потенциала выделяют радикальные преобразования, комбинаторные, модификации известного, связанные с усовершенствованием, рационализацией, видоизменением уже принятого. [2].

Мой инновационный опыт методической работы заключается в выборе метода обучения – моделирование, где в качестве средства педагогического процесса выбрано моделирование углеродного скелета молекул веществ в виде фишек. Несомненно, данное нововведение является единичным, модификацией известного, видоизменением уже принятого. Источником идеи обновления послужило творчество и интуиция, педагогический опыт, как путь проб и ошибок.

Для школьного курса химии наибольшее значение имеют те понятия, которые составляют теорию строения, так как они позволяют объяснить различные химические явления, процессы. В ходе анализа выполненных учащимися контрольных работ на уроках, задач и упражнений на занятиях элективного предмета, заданий контрольно-измерительных материалов при подготовке к ЕГЭ приходишь к выводу, что ошибки школьники допускают однотипные. Например, переносят признаки одного химического понятия на другое, смешивают понятия, свойства веществ, затрудняются объяснить особенностями строения, не умеют переносить знания на новые факты (применение знаний в новой ситуации), неглубоко используют теорию для объяснения фактов.

Причины ошибок могут быть в следующем: не каждое химическое понятие удаётся раскрыть полностью из-за большого их количества на отдельном уроке; отсутствует систематическое развитие некоторых химических понятий в процессе преподавания; редко применяется моделирование молекул веществ, химических процессов, производств; не всегда удаётся использовать приёмы систематизации и обобщения знаний учащихся по причине большого объёма теоретического материала и ряд других причин. Выявить типичные ошибки и найти причины их проявления, это одно, а главное найти пути предотвращения ошибок учащимися, повысить качество знаний, умений, навыков.

Курс органической химии в старшей профильной школе начинается с изучения строения органических веществ, теории строении А.М.Бутлерова. Так как основным вопросом является зависимость свойств вещества от его строения, для школьного курса химии этот материал имеет первостепенное значение. Для его понимания учащиеся должны получить знания о теориях химического, электронного и пространственного строения органических веществ.

Молекула вещества характеризуется химическим, пространственным строением. Не зная одного – химического строения, невозможно узнать другое – расположение атомов молекулы в пространстве. Химическое строение – это базис для установления пространственного строения. Установление пространственного строения – более высокий этап познания строения. Для понимания закономерностей химических реакций необходимы знания о составе, химическом и пространственном строении и электронной теории химической связи. Понятия химии высокомолекулярных соединений непосредственно связаны с составом и строением. Все эти понятия находятся во взаимосвязи и взаимозависимости.

В курсе органической химии в отличие от неорганической меняется соотношение конкретного и абстрактного материала в сторону усиления абстрактного. Многие понятия связаны с познанием явлений микромира, где в основном отсутствует возможность использования химического эксперимента.

Возрастание абстрактной мыслительной деятельности учащихся в связи с повышением теоретического уровня курса органической химии приводит к повышению роли различных средств наглядности (моделирования, химического эксперимента, технических средств и других) в процессе формирования понятий. Всё больше возрастает гносеологическая роль моделей, так как современное научное знание становится всё опосредованнее, абстрактнее. Модели в учебном процессе облегчают задачу учащимся в познании абстрактных понятий курса органической химии. [5].

Моделирование – один из методов научного познания.

Учащимся поясняют, что модель (от лат. modulus – образец, эталон, мера) – это искусственно созданный объект (образец) в виде конструкции или условного изображения его с помощью схемы, чертежа, графика, карты, рисунков, знаков, формул и др.

С моделями учащиеся знакомились с детства (игрушки, конструкторы, заводные машины и др.). В школе учащиеся используют глобус – модель Земли, географическую карту – модель поверхности Земли. Им знакомы биологические модели в виде муляжей внутренних органов человека и животных; математические модели в виде чертежей, систем математических уравнений. В химии используют модели строения атома, вещества, шаростержневые и сферические модели молекул, модели химических производств.

Моделирование – это метод исследования, при котором объект замещается другим объектом, находящимся в отношении подобия к первому объекту. В химии моделирование занимает одно из ведущих мест, потому что непосредственное наблюдение внутреннего мира веществ невозможно.

Способность к моделированию во многом определяет способность учащихся к познанию. Для выпускника школы умение моделировать социально значимо. Моделирование – процесс, требующий построения образных представлений о реальности, логической проработки созданной модели и её перестроения, если появляются противоречащие факты. Формирование у школьников способностей к моделированию представляется важным направлением обучения познанию. [1].

Модель позволяет выделить наиболее существенные стороны объекта, обратить на них особое внимание. Например, при рассмотрении моделей строения молекул предельных углеводородов акцент делается на тетраэдрическое строение атома углерода. Модели можно использовать для проблемного изложения. Например, выяснив вопрос о тетраэдрическом строении молекулы метана, можно будет поставить перед учащимися проблему о пространственном строении его гомологов.

В процессе моделирования ученику необходимо проделывать логические операции – сравнение и аналогию, анализ и синтез, систематизацию и обобщение. В основе выполнения моделей лежат умственные действия. Составление моделей способствует у ученика развитию мотивационной сферы, интеллекта, способности контролировать и управлять своей учебно-познавательной деятельностью. [1]. В этом и есть смысл личностно ориентированного подхода в образовательном процессе. Так, например, в процессе моделирования учеником углеродного скелета молекулы вещества, пространственного расположения атомов в молекуле, главной является деятельность познания химии; ученик является на уроке центральной фигурой; приоритетными становятся самостоятельное приобретение учащимися химических знаний и применение полученных знаний о веществах. Работа ученика по конструированию углеродного скелета молекул совместно с одноклассниками является активной формой обучения, нежели просмотр слайда или видеоролика по данной теме. В процессе общения учитель – ученик, ученик – ученик проявляется взаимное уважение к личности. Во главу угла ставится не сама химия с её основными понятиями, а ученик, который эти понятия должен усвоить в процессе индивидуальной учебной деятельности (человекоцентрический подход).

В процессе моделирования у школьника успешно формируется предметная химическая компетентность. Компетентность заключается в развитии представления о том, что окружающий мир состоит из веществ, которые характеризуются определённой структурой и способны к взаимным превращениям; существует связь между структурой, свойствами и применением веществ; в формировании химического мышления, умения анализировать явления окружающего мира в химических терминах, способности говорить и думать на химическом языке. [3].

Вместе с тем учащиеся должны понимать, что модели упрощают объект, так как в них отражаются лишь определённые существенные стороны объекта. Модели отражают современное знание об объекте, они не отходят от истины, а приближаются к ней. Модель сама нуждается в теоретическом истолковании. [1].

В процессе обучения химии я использую различные модели: знаковые (молекулярные и структурные формулы); шаростержневые модели молекул, применяя комплект лабораторного оборудования “Моделирование молекул” (3053RМ и 3054RМ); модели гибридных облаков с помощью воздушных шаров, а также модели углеродного скелета молекул в виде фишек (см. приложение-фото 17)

Фишки (кружочки) вырезаются учащимися из цветного картона диаметром 15-20мм, стерженьки – шириной 5мм, длиной 30-35мм. Количество фишек и стерженьков определяет сам учитель, их число можно увеличить. Во время работы на уроке по моделированию у каждого ученика имеется конверт с фишками.

Так как органические вещества – это соединения элемента углерода, то фишка будет символизировать атом углерода, а стержень – химические связи между атомами в молекуле. Фишки следует вырезать из картона одного цвета. Для атомов углерода используем картон черного цвета, по аналогии окраски шариков в шаростержневых моделях. Если потребуется показать наличие заместителя, например, атом галогена или функциональную группу, необходимо применить фишку другого цвета: для атома галогена – зелёный цвет, для функциональной гидроксогруппы – красный, аминогруппы – синий. Так как моделирование рассчитано только на изображение углеродного скелета молекулы вещества, атомы водорода показывать не обязательно (на усмотрение учителя).

Моделирование углеродного скелета молекул органических веществ ориентировано на формирование знаний, умений, навыков учащихся по теме “Химическое строение вещества”. Но оно никоим образом не заменяет работу по моделированию молекул веществ с помощью шаростержневых моделей, способствующих формированию понятия “пространственное строение вещества”.

Понятие “строение органического вещества” изучается в логической цепочке в курсе химии: химическое – электронное – пространственное строение. Моделирование углеродного скелета молекул веществ с помощью фишек я использую при объяснении химического строения вещества. Воздушные шары как модели гибридных облаков углеродных атомов применяю для формирования у школьников понятия “электронное строение вещества”. Шаростержневые модели молекул позволяют объяснить ученикам расположение атомов в молекуле в пространстве. Данные средства обучения применяю широко в течение всего учебного года.

Моделирование углеродного скелета молекул веществ можно использовать при объяснении нового материала, при повторении, закреплении пройденного, возможно организовать домашнюю работу по выполнению упражнений. Формы обучения могут быть также различными: с фишками работает один ученик, работа в паре или в малокомплектной группе. Ученик не только слушает учителя, моделирует углеродный скелет молекулы по его указанию, но и выполняет самостоятельно, “живёт” своими мыслями, конструируя модель, ждёт одобрения учителя, поддержки одноклассников. Такой вид деятельности связан с созданием коммуникативной среды, расширением пространства сотрудничества на уровне “учитель – ученик”, “ученик – ученик”, “учитель – автор”, “ученик – автор” в ходе постановке и решения учебно-познавательных задач.

Комплекты лабораторного оборудования “Моделирование молекул” (3053RМ и 3054RМ) позволяют организовать естественнонаучный практикум по моделированию молекул веществ в курсе химии. Наборы предназначены для индивидуальной работы учащихся или работы в малых группах. Молекулярные модели наглядно демонстрируют стехиометрическую валентность и пространственное расположение атомов, входящих в молекулы. С помощью данного комплекта можно смоделировать молекулы веществ разных классов, рассмотреть явление гомологии и изомерии, прояснить механизмы многих химических реакций, познакомить с валентными состояниями атома углерода, облегчить выведение структурных формул, как в неорганической, так и в органической химии.

По программе курса химии для 8-11 классов общеобразовательных учреждений О.С.Габриеляна (профильный уровень) тематическое планирование составляю по 102 учебных часа в 10 и 11 классах. Курс органической химии 10 класса начинается с Введения, на который предусмотрено 5 часов, и 10 часов даётся на изучение темы 1 “Строение и классификация органических соединений”. Полученные в начале учебного года теоретические знания учащихся закрепляются и развиваются на богатом фактическом материале химии классов органических соединений, которые рассматриваются в порядке усложнения от более простых (углеводородов) до наиболее сложных (биополимеров). Для школьного курса органической химии, построенного на определённых дидактических принципах (научность, доказательность, доступность, историчность и др.), основой является теория химического строения.

Классическая теория химического строения даёт возможность судить о порядке соединения атомов в молекулах, позволяет отражать строение в виде структурных формул, по строению предсказывать их свойства. Структурные формулы – основа научного языка органической химии, с их помощью формируются многие химические понятия. [5]. Уже с первого урока учащиеся должны уметь составлять молекулярные и структурные формулы веществ, знать причины многообразия органических соединений. Применяя моделирование углеродного скелета молекул веществ, этих требований к уровню подготовки обучающихся можно добиться легко и быстро. При моделировании важно проследить за тем, чтобы школьники могли отразить на бумаге графическое строение вещества, изображая полные или сокращенные структурные формулы.

Можно познакомить учащихся, прибегая к моделированию, с четырехвалентностью углерода, свойством его атомов образовывать одинарные и кратные связи (смотри приложение, фото 1).

Учащиеся должны знать о свойстве атомов углерода образовывать прямые, разветвленные и замкнутые цепи (смотри приложение, фото 2).

При моделировании углеродного скелета молекул веществ учащиеся легко понимают и запоминают, что такое первичные, вторичные, третичные, четвертичные атомы углерода (смотри приложение, фото 8).

Во многих сборниках заданий на повторение, закрепление пройденного учебного материала предлагаются упражнения на определение количества изображенных веществ в виде структурных формул. Не каждый ученик уже на первых уроках сможет правильно выполнить такое задание. Надо научить его видеть углеродный скелет молекулы вещества, определённый порядок соединения атомов углерода, научить нумеровать углеродную цепь (смотри приложение, фото 9). На моделях можно сохранить химические связи только между углеродными атомами.

Для закрепления основных положений номенклатуры ИЮПАК как системы названий веществ выполняются различные упражнения. Например: составьте углеродный скелет молекулы любого предельного одноатомного спирта и назовите его или по названию вещества составьте углеродный скелет молекулы (смотри приложение, фото 13).

Формирование понятия изомерии слагается из трех этапов: первый включает выделение существенных признаков понятия и его определение; второй связан с выявлением связи между изомерами и гомологами; третий включает различные формы проявления существенных признаков изомерии при изучении последующих классов органических веществ, а также изомерию между веществами различных классов[5]. В процессе моделирования отрабатываем все признаки понятия изомерии на примере предельных углеводородов: состав – химическое строение – свойства. Строим углеродные скелеты молекул гомологов и рядом изомеров, сравниваем, в тетрадь заносим структурные формулы веществ, делаем выводы. При выполнении упражнений при моделировании указываем существенные признаки структурной изомерии (смотри приложение, фото 14), выясняем характерные черты межклассовой изомерии (смотри приложение, фото 15). При изучении разных классов органических веществ закрепляем данное явление изомерии как одно из причин многообразия веществ.

Моделирование углеродного скелета даёт возможность познакомиться с особенностями классификации веществ одного класса: например, выполнить упражнение по моделированию кумулированного, сопряженного и изолированного алкадиена (смотри приложение, фото 16) и другие.

В конце изучения темы “Теория химического строения органических веществ”, на уроках обобщения и систематизации знаний учащихся по рассмотрению учебного материала конкретного класса или группы веществ в качестве закрепления изученного применяю метод моделирования, используя фишки или шаростержневые модели (смотри приложение, фото 17).

Чем шире используются в учебном процессе модели, тем более глубоки знания учащихся о строении органических веществ. У школьников повышается теоретический уровень знаний по курсу органической химии, возрастает абстрактная мыслительная деятельность, расширяется объём и углубляется содержание формируемого понятия, развиваются познавательные способности, самостоятельность.

В процессе моделирования у учителя появляется возможность поддержать инициативу своих учеников, стимулировать их к творчеству в познавательной деятельности, которая носит частично-поисковый, поисковый, проблемный и даже исследовательский характер. Поведение учителя заключается в умении поставить учебно-познавательные проблемы так, чтобы вызвать интерес к размышлению, анализу и сравнению известных фактов, событий, явлений; в стимулировании к поиску новых знаний и нестандартных способов решения задач; в поддержке ученика на пути к самостоятельным обобщениям и выводам. Метод моделирования эффективно развивает образное мышление ученика, эмоционально-нравственную сферу его личности, стимулирует к саморефлексии и самопознанию, самораскрытию творческих способностей и ценностного отношения к миру; учит эмоциональному и диалогическому стилю общения с человеком, сотрудничеству и взаимоуважению, признанию его самоценности.

Источник

• ← Химическая металлизация что это
• Химическая переработка органических веществ что за профессия →