Блок № 1: «Естественные науки»
Материалы к уроку по теме«История развития химии»
| БЛОК № 2. Происхождение слова «химия»
| | Существует более десяти версий происхождения слова «химия». Большинство учёных склоняется к трём основным версиям, которые своими корнями уходят в глубину веков: в Древний Египет, Древнюю Грецию и Древний Китай.
| | Древний Египет
| Древняя Греция
| Древний Китай
| | От слова «хем» (хеми, хёми, хам, хюми), что означает:
а) название страны Египет;
б) «тёмный или чёрный», чернозём – плодородная почва, находящаяся в долине Нила.
| От слова «хемейя» (chmeϊa), что в переводе означает искусство выплавки металлов (литьё металлов). Греческое слово «химевсис» означает «смешивание».
| От слова «ким», что означает «золото».
Первые химические знания появились здесь за 3000 лет до нашей эры.
| | Здесь были широко развиты:
а) искусство бальзамирования;
б) приготовление красок и клеев;
в) крашение тканей;
г) получение стекла и строительных материалов, например, извести;
д) изготовление золотых, серебряных, медных изделий.
Древние египтяне умели варить мыло, приготавливать вина и пиво, а также уксус. Химические знания считались «священными» и «тайными», поэтому ими владели лишь избранные, главным образом – жрецы и люди, приближенные к фараонам.
| Здесь было развито производство гончарных изделий, стекла, красителей, а также металлов и сплавов на их основе:
а) золота и серебра (способы получения, были заимствованы у древних египтян);
б) меди и бронзы (сплава меди с оловом). Из бронзы изготавливали домашнюю утварь, оружие, украшения;
в) свинца и припоя (сплава свинца с оловом). Из них изготовляли водопроводные трубы, чеканили монеты, печати и другие изделия;
г) латуни (сплава меди с цинком). Изготовляли оружие и другие изделия.
| Здесь были изобретены: фарфор, порох, бумага. Изобретение бумаги приписывается китайскому учёному и смотрителю императорского двора Чай Луню (II век н.э.).
Древними китайцами были разработаны способы получения сахара из растений, растительных красителей, лекарств, органических удобрений и других веществ.
| | Этой точки зрения придерживался французский химик Пьер Эжен Марселен Бертло, который долго и плодотворно занимался изучением истории химии.
| | Как полагают большинство ученых, занимающихся историей химии, слово «химейа» или «химия» впервые применил греческий философ и естествоиспытатель Зосима Панополитанский, который родился в египетском городе Панополисе и жил в конце IV – середине V веков нашей эры. Он обозначал этим термином процессы «настаивания и наливания».
| | БЛОК № 3. Этапы развития химии
| | История развития химии условно подразделяется на пять этапов:
| | Номер
этапа
| Название
этапа
| Хронологические рамки этапа
| События, характеризующие начало этапа
| Выдающиеся ученые
| | I
| Хаотический
| древнейшее время – IV век нашей эры
| Рождение Вселенной, Солнечной системы, планеты Земля.
| Левкипп, Демокрит, Аристотель, Архимед, Эпикур (все Древняя Греция), Ц. Лунь (Китай).
| | II
| Алхимический
| IV век – середина XVI века
| Зарождение новых представлений о веществах в странах Востока. Поиски философского камня и эликсира молодости.
| Моа-хоа (Китай), Ар-Рази, Гебер(оба Персия), Авиценна, Т. Парацельс (Германия)
| | III
| Становления химии как науки
| середина XVI века – середина XVIII века
| Сформулирована основная задача химии: исследование состава различных тел, поиск новых элементов. Развито представление о понятии «химический элемент» (Р. Бойль, 1661 год, книга «Химик-скептик»).
Сформулировано определение «химии»: искусство разделять различные вещества, содержащиеся в смешанных телах (минеральных, растительных и животных) (Н. Лемери, 1675 год, книга «Курс химии»).
| Г. Галилей (Италия), П. Гассенди, (Франция), И. Глаубер (Германия), И. Ньютон (Англия).
| | IV
| Научно-экспе-риментальный
| середина XVIII века – 1869 год
| Работы М.В. Ломоносова (Россия) по разработке основ корпускулярной (атомно-молекулярной) теории (1741–1750 годы) и по открытию закона сохранения масс веществ (1748-1756 годы).
| К. Шееле (Швеция), Д. Дальтон, (Англия), А. Лавуазье (Франция), А.М. Бутлеров (Россия).
| | V
| Современный
| 1869 год – наши дни
| Работы Д.И. Менделеева (Россия) по открытию периодического закона и составление на его основе периодической системы химических элементов (1869-1871 годы).
| С.А. Аррениус (Швеция), Д. Томсон, Э. Резерфорд, Д. Чедвик (все Англия), Л. Полинг (США), В.И. Вернадский (Россия, СССР).
| | Каждый этап подразделяется на периоды или особые течения в науке. Например: на третьем этапе развития химии был особый период иатрохимии (ятрохимии) или на границе третьего и четвёртого этапов период пневматической химии (т.е. период изучения газообразных веществ и их смесей).
| | БЛОК № 4. Важнейшие открытия в химии
| | Номер этапа
| Выдающиеся учёные этого этапа
| Важнейшие их открытия или события на этом этапе
| | I
| Левкипп (Древняя Греция)
| Заложены основы атомистики (середина V века до нашей эры).
| | Демокрит (Древняя Греция)
| Введено понятие атом (IV век до нашей эры).
| | Архимед (Древняя Греция)
| Открыл один из основных законов гидростатики (ІІІ век до н.э.).
| | II
| Зосима Панополитанский (Греция)
| Появился современный термин «химия» (около 400 года).
| | Мао-хоа (Китай)
| Установлено, что в воздух входит газ, который поддерживает горение и дыхание (середина VIII века).
| | Джабир ибн Хайян (Гебер) (Персия)
| Впервые использованы и описаны приёмы фильтрования и кристаллизации, описаны способы получения серной и азотной кислот, «царской водки», нашатырного спирта (805-812 годы).
| | Абу-Ар-Рази (Абу Бакр Мухаммед ибн Закарийна или Разес) (Персия)
| Описаны возгонка, плавление, дистилляция, обжиг металлов, очистка золота и серебра от примесей и другие процессы. Впервые классифицированы вещества на землистые (минеральные), растительные и животные (начало Х века).
| | Ибн Сина (Абу Али Хусейн ибн Абдаллах или Авицена) (родился вблизи г. Бухары (ныне Узбекистан))
| В «Книге исцеляющих средств» (1020-1030 годы) подразделяет минеральные тела на четыре класса: камни, плавкие тела, серы и соли. Отрицал превращение (трансмутацию) одного металла в другой.
| | Альберт Великий (Альберт Кельнский, Альберт фон Больштедт) (Германия)
| Впервые выделил мышьяк в чистом виде. Опубликовал «Пять книг о металлах и минералах» и «Книгу об алхимии» (середина XIII века). Ввёл в обиход европейской науки большой объём знаний, ранее недоступный и почерпнутый в сочинениях древнегреческих философов и арабских учёных.
| | Теофраст Парацельс (Филипп Ауреол Теофраст Бомбаст фон Гогенгейм) (Германия)
| В начале XVI века развивает новое направление в химии – иатрохимию (от греч. iatros – врач) или лекарственную химию. Это направление стремилось поставить химию на службу медицине (основная цель – получение лекарств). Впервые наблюдает процесс выделения водорода при взаимодействии металлов с кислотами (1520-1525 годы). Впервые применяет водяную баню (1526 год). Синтезирует концентрированную уксусную кислоту (1537 год).
| | III
| Пьер Гассенди (Франция)
| Введено понятие «молекула» (1624 год).
| | Иоганн Рудольф Глаубер (Германия)
| Синтезированы многие соли (одна из них глауберова соль – сульфат натрия). Открыты новые способы получения чистой азотной и соляной кислот. Введена дробная кристаллизация. Усовершенствована лабораторная посуда (1648 год). Впервые описан сырой бензол (1649 год).
| | Роберт Бойль (Англия)
| Введено понятие «анализ» (1654 год). Сформулирована основная задача химии. Развито представление о понятии «химический элемент» (1661 год). Впервые применены индикаторы для определения кислот и щелочей (1663 год).
| | Никола Лемери (Франция)
| В «Курсе химии» (1675 год) определил химию как «искусство разделять различные вещества, содержащиеся в смешанных телах (минеральных, растительных и животных)».
| | IV
| Михаил Васильевич Ломоносов (Россия)
| Разработаны основы корпускулярной (атомно-молекулярной) теории (1741 – 1750 годы). Сформулирован основной закон химии – закон сохранения масс веществ (1748-1756 годы).
| | Генри Кавендиш (Англия)
| Открыт водород (1766 год), выделил в чистом виде углекислый газ (1766 год). Впервые синтезированы: вода (1784 год), оксид азота (II) (1785 год).
| | Карл Вильгельм Шееле (Швеция)
| Открыты фтороводород (1768 год), кислород (1769 – 1771 годы), хлор и марганец (1774 год), сероводород (1777 год), глицерин (1779 год).
| | Антуан Лоран Лавуазье (Франция)
| Открыт состав воздуха (1774 год). Сформулирована кислородная теория горения (1777 год). Введен термин «кислород» (1779 год). Предложена «Таблица простых тел» – первая научная классификаций химических элементов (1789 год).
| | Жозеф Луи Пруст (Франция)
| Открыт закон постоянства состава веществ (1799-1806 гг.).
| | Йенс Якоб Берцелиус (Швеция)
| Введены термины «органическая химия», «органическое вещество» (1806 год). Введена современная химическая азбука (1814 год).
| | Джон Дальтон (Англия)
| Выдвинул основные положения химической атомистики. Ввел понятие «атомный вес» (1803-1804 годы).
| | Жозеф Луи Гей-Люссак (Франция)
| Открыт закон объёмных отношений в химических реакциях с участием газов (1808 год).
| | Амедео Авогадро (Италия)
| Открыт закон о газах (1811 год).
| | | | | | | | | | |
| IV
| Состоялся первый Международный конгресс химиков в немецком городе Карлсруэ, на котором были утверждены понятия «атом», «молекула», «химический элемент» (1860 год).
| | Александр Михайлович Бутлеров (Россия)
| Предложена теория строения органических веществ (1861 год).
| | Фридрих Август Кекуле (Германия)
| Предложил структурную формулу бензола (1865 год)
| | V
| Дмитрий Иванович Менделеев (Россия)
| Открыт периодический закон (1 марта (17 февраля)1869 года). Составлена периодическая система химических элементов (1869-1871 годы). Предложена гидратная теория растворов (1887 год)
| | Сванте Август Аррениус (Швеция)
| Сформулированы основные положения теории электролитической диссоциации (1887 год).
| | Принята первая Международная (Женевская) номенклатура органических соединений (1892 год)
| | Антупн Анри Беккерель (Франция)
| Открытие явления радиоактивности (1896 год)
| | Джон Томсон (Англия)
Эмиль Вихерт (Германия)
| Открыт электрон (1897 год).
| | Мария Склодовская –Кюри Польша)
| Впервые употреблён термин «радиоактивность» (1898 год). Открыт полоний (совместно с П. Кюри, 1898 год). Дважды Лауреат Нобелевской премии (1903 год – по физике, 1911 год – по химии).
| | Альфред Бернхард Нобель (Швеция)
| Учреждена Нобелевская премия (1900 год), согласно завещания, составленного 27 ноября 1895 года.
| | Якоб Хендрик Вант-Гофф (Голландия)
| Первое вручение Нобелевской премии (10 декабря 1901 года) за открытие законов химической динамики осмотического давления в растворах.
| | Эрнест Резерфорд (Англия)
| Предложена ядерная (планетарная) модель атома (1911 год). Открыт протон (1920 год).
| | Нильс Хендрик Давид Бор (Дания)
| Сформулированы основные постулаты квантовой теории строения атома (1913 год).
| | Фредерик Содди (Англия)
| Впервые ввел понятия «изотопия», «изотопы» (1913 год).
| | Генри Мозли (Англия)
| Экспериментально доказано, что атомный (порядковый) номер химического элемента равен заряду ядра атома (1913-1914 годы).
|
| V
| Владимир Иванович Вернадский (Россия, СССР)
| Основана биогеохимия. Предложено и развито учение о биосфере.
Первый президент Академии наук УССР (1919-1921 годы).
| | Сергей Васильевич Лебедев (СССР)
| Разработка промышленного метода получения синтетического каучука (1926-1928 годы)
| | Лайнус Карл Полинг (США)
| Предложена модель гибридизации электронных орбиталей атомов в молекулах (1931 год). Введено понятие «электроотрицательность», предложена шкала электроотрицательности (1932 год). Высказано предположение о спиральном строении полипептидной цепи в белках (совместно с Р. Кори (США), 1951 год). Дважды Лауреат Нобелевской премии (1954 год – по химии, 1962 год – премия мира).
| | Джеймс Чедвик (Англия)
| Открыт нейтрон (1932-1933 годы).
| |
|
| | Фредерик Сенгер (Англия)
| Расшифровано строение гормонального белка – инсулина (1949-1954 годы). Дважды Лауреат Нобелевской премии по химии (1958 и 1980 годы).
| | Эрвин Чаргафф (США, родился в г. Черновцы – Украина)
| Впервые получены чистые образцы ДНК – дезоксирибонуклеиновой кислоты (1947 год). Сформулированы закономерности структуры ДНК (1950-1953 годы).
| | Джеймс Дьюи Уотсон (США), Фрэнсис Харри Комптон Крик (Англия)
| Разработана и предложена модель ДНК – дезоксирибонуклеиновой кислоты (1953 год).
| | Александер Робертус Тодд (Англия), Д. М. Браун (Англия)
| Разработана и предложена схема строения РНК – рибонуклеиновой кислоты (1953 год).
| | Николай Николаевич Семёнов (СССР)
| Нобелевская премия за исследования в области механизма цепных реакций (1956 год).
| | Принята систематическая номенклатура IUPAC (Париж,1957 год).
| | Установлена новая Международная шкала атомных масс – за единицу принята 1/12 массы атома углерода (1961 год).
| Материалы к уроку по теме«Химия как наука. Предмет и задачи химии»
| БЛОК № 5. ХИМИЯ КАК НАУКА (делится более чем на 40 наук или её разделов)
| | общая
| неорганическая
| органическая
| аналитическая
| физическая
| биохимия
| геохимия
| | Химия– это естественная наука о веществах, изучающая их состав, строение, получение, свойства и применение, а также превращения веществ друг в друга, которые не сопровождаются изменением состава атомных ядер.
| | Общая химия– это раздел химии, который изучает основные понятия, законы и теоретические положения.
| | Неорганическая химия– это наука о химических элементах и их соединениях (кроме соединений углерода), которая изучает их состав, строение, получение, свойства и применение, а также превращения веществ друг в друга. Это наиболее древняя отрасль химии, середина XVII века. Устаревшее название – минеральная химия.
| | Органическая химия – это наука о соединениях углерода и их производных, которая изучает их состав, строение, получение, свойства и применение, а также превращения веществ друг в друга. Основоположником органической химии является Й.Я. Берцелиус (Швеция). Термин «органическая химия» появился в 1806 году, а в 1827 году органическая химия стала самостоятельной наукой.
| | Аналитическая химия –это наука о способах изучения качественного и количественного состава веществ.
Возникла примерно в середине XVII века, её основоположником является Роберт Бойль (Англия). Аналитическая химия подразделяется на качественный и количественный анализ.
| | Физическая химия –это наука, которая изучает химические явления на основе физических законов и с использованием физических методов. Возникла примерно в середине XVIII века, её основоположником является М.В. Ломоносов (Россия). Физическая химия включает: химическую термодинамику, химическую кинетику, электрохимию, коллоидную химию, фотохимию, радиационную химию и другие разделы.
| | Биохимия –это наука о химическом составе, биологических функциях и химических превращениях веществ, из которых состоит живая материя. Возникла примерно в конце XIX века. Биохимия подразделяется на биохимию микроорганизмов, растений, животных и человека. На современном этапе развития химической науки, от биохимии отделились две новые науки: бионеорганическая химия и биоорганическая химия.
| | Геохимия –это наука, которая изучает химический состав земной коры, а также законы распространения, сочетания и миграции химических элементов в земной коре и глубинах Земли. Возникла примерно в начале XХ века, её основоположниками являются В.И. Вернадский и А.Е. Ферсман (Россия, СССР).
| | Кроме этих наук выделяют также: стереохимию, термохимию, космохимию, коксохимию, химию высокомолекулярных соединений (или химию полимеров), ядерную химию, квантовую химию и др.
| | БЛОК № 6. ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ ХИМИИ
| | | Предмет химии
| Задачи химии
| | | а) химические элементы, вещества и всё, что с ними связано;
б) превращения одних веществ в другие, а также явления, сопровождающие эти превращения, происходящие на атомно-молекулярном уровне.
Вещества изучаются по плану:
1. Качественный и количественный состав.
2. Номенклатура. Принадлежность к классу соединений.
3. Строение.
4. Нахождение в природе.
5. Способы получения: а) в промышленности;
б) в лаборатории.
6. Физические свойства.
7. Химические свойства.
8. Применение.
9. Генетическая связь с другими веществами.
| 1. Изучение закономерностей между строением, свойствами и реакционной способностью веществ, прогнозирование использования их в народном хозяйстве.
2. Разработка методов получения веществ с нужными и заданными свойствами, а также в необходимых количествах.
3. Интенсификация промышленных производств, создание безотходных технологий.
4. Разработка новейших технологий по использованию энергии химических превращений и других новых источников.
| | | Экологические проблемы химии
| | | 1. Химический мониторинг – наблюдение, оценка и прогноз состояния окружающей среды: атмосферы, Мирового океана, почв, источников пресной воды.
2. Токсикологические исследования, оценка канцерогенной и мутагенной активности веществ.
3. Создание мало- и безотходных производств, энерго- и ресурсосберегающих технологий.
4. Обеззараживание, очистка и переработка сточных вод, выхлопных газов и твёрдых отходов.
5. Конверсия (переработка) химического оружия.
6. Защита, восстановление и охрана озонового слоя Земли.
7. Просвещение и воспитание: экологическое – химиков, химическое – экологов, химико-экологическое – учащихся, студентов и всего населения.
| | | Связь химии с другими науками
|
| | Химия связана со всеми другими естественными науками, а также математикой, историей, медициной и фармакологией, сельским хозяйством, металлургией и другими отраслями промышленности. На современном этапе развития естествознания между химией и другими науками возникли новые научные дисциплины:
· химия + биология ® биохимия, бионеорганика, биоорганика;
· химия + физика ® физическая химия, химическая физика;
· химия + география ® геохимия;
· химия + астрономия ® космохимия;
· химия + история ® история химии.
|
| | БЛОК № 7. Значение и метология изучения химии
|
| | Значение химии
| Методология изучения химии
|
| | В 1751 году М.В. Ломоносов написал: «…Широко простирает химия руки свои в дела человеческие…». Эти слова и сегодня являются актуальными, ведь химия проникает во все области народного хозяйства. Химия обеспечивает переработку полезных ископаемых в ценные продукты: металлы, их сплавы, топливо, различные продукты органического синтеза.
Благодаря успехам химии получают новые материалы:
а) сверхпроводники, полупроводники, изоляторы, которые обеспечивают развитие электротехники и радиоэлектроники;
б) разнообразные полимерные материалы – пластмассы, каучуки, искусственные кожа, мех, волокна и ткани – благодаря чему развивается производство различных деталей, шин, покрышек, изоляционных материалов, одежды и т.д.;
в) продукты органического синтеза используются для производства лекарств, синтетических моющих средств, красителей, клеев, эмалей, лаков и других продуктов.
Химия глубоко вошла в быт людей. Они постоянно используют пищевые добавки, парфюмерные и косметические средства, мыло, моющие, чистящие и отбеливающие препараты, стекло, хрусталь, лаки, краски, ядохимикаты и удобрения для растений, автокосметику и т.д.
Химия имеет огромное значение для научного понимания картины мира. Она изучает явления и объекты природы на атомно-молекулярном уровне.
| Термин (от лат. terminus — предел, граница) – слово или словосочетание, являющееся точным обозначением понятия и его соотношением с другими понятиями в пределах данной науки.
Понятие – форма научных знаний, имеющее относительно ясное и устойчивое содержание и сравнительно четко очерченный объем. Бывает абстрактным, конкретным, а также теоретическим и эмпирическим.
Закон – форма научных знаний, фактологически доказанное утверждение (в рамках теории, концепции, гипотезы), объясняющее объективные факты; либо некие явления, обладающее общностью и повторяемостью, которые зафиксированы и описаны (Или - устойчивая повторяющаяся связь между явлениями, процессами и состояниями тел).
Гипотеза (греч. hypothesis – основание, предположение, от hypó – под, внизу и thésis – положение) – выраженное в форме суждения (или суждений) предположение или предугадывание чего-либо. Научная гипотеза выражает предположительное суждение о закономерной (или причинной) связи явлений или чего-либо.
Теория (от греч. theoria – исследование) – это высшая, самая развитая форма организации научного знания, дающая целостное представление о закономерностях и существующих связях определённой области действительности (объекта данной теории).
Наблюдение – метод научного исследования, заключающийся в активном, систематическом, целенаправленном, планомерном и преднамеренном восприятии объекта, в ходе которого получается знание о внешних сторонах, свойствах и отношениях изучаемого объекта.
Эксперимент (от лат. experimentum – опыт) – это научно поставленный опыт, позволяющий наблюдать исследуемое явление в точно учитываемых условиях.
| | | | | |
|
|
Поиск по сайту:
|