Материал: Основные понятия и законы в курсе химии учебное пособие

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ П.П. СЕМЕНОВА-ТЯН-ШАНСКОГО» ИНСТИТУТ ЕСТЕСТВЕННЫХ, МАТЕМАТИЧЕСКИХ И ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК

КАФЕДРА ГЕОГРАФИИ, БИОЛОГИИ И ХИМИИ

Е.О. Емельянова

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ЗАКОНЫ В КУРСЕ ХИМИИ

Учебное пособие

Липецк - 2018

Емельянова, Е.О.

Основные понятия и законы в курсе химии: учебное пособие /

Е.О. Емельянова. – Липецк: ЛГПУ имени П.П. Семенова-Тян-Шанского, 2018.

–31 с.

Впособии раскрывается содержание ранее изученных понятий и их определения в соответствии с программными требованиями к изучению основных понятий и законов курсе химии на разных этапах обучения.

Разнообразные задачи, тестовые задания позволят студентам подготовиться к выполнению заданий, направленных на организацию самостоятельной работы. Это поможет повысить их мотивацию к изучению основных понятий и законов химии.

Пособие предназначено для студентов, изучающих курс химии по направлениям подготовки «Ландшафтный дизайн» и «Экология».

УДК 544.01/.07

ББК 24.1я73 Е 601

Рецензенты: Г.Ю. Андреева, канд. пед. наук, доцент, ФГБОУ ВО

«ЛГПУ имени П.П. Семенова-Тян-Шанского» Н.Ф. Ельчанинова, канд. пед. наук, директор МАОУ «Лицей 44» г. Липецка

©Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Липецкий государственный педагогический университет имени П.П. Семенова-Тян-Шанского», 2018

©Е.О. Емельянова, 201

ПРЕДИСЛОВИЕ

Изучение понятий складывается из двух этапов: формирования и развития. Изученные теории позволяют расширить и углубить ранее сформированные понятия. Важно при этом уделить внимание их систематизации вокруг содержательных линий “Вещество” и “Химическая реакция”.

В теоретической части пособия материал сгруппирован с учётом названных содержательных линий. Сведения об эквиваленте, молярной массе эквивалента и закон эквивалентов вынесены в отдельный параграф.

Особое внимание уделено количественным характеристикам изучаемых понятий: количество вещества; масса молекулы, атома; молярная масса; атомная единица массы и др. Студентам необходимо уяснить размерность основных величин, уметь выразить их в единицах Международной системы единиц (СИ), узнать, какие из указанных величин являются безразмерными.

Усвоение понятий происходит более успешно при решении студентами расчётных задач, позволяющих применять теоретические знания на практике. Любая задача формулируется как задание, вопрос или проблема, требующие ответа в форме рассуждений: умозаключения и определённым образом построенного доказательства. Для успешной организации познавательной деятельности студентов при решении расчётных задач на первых порах важно выработать умение правильно записывать условие задачи в кратком виде, вводить дополнительные данные, оформлять ход решения задачи с выделением последовательности действий и формулировать ответ. Это позволит студентам перейти от решения задач по образцу к самостоятельному поиску и нахождению способа решения предложенной задачи. В связи со сказанным пособие содержит комплекты задач для самостоятельного решения. Одним из главных структурных компонентов познавательной деятельности студентов является контроль и самоконтроль, который может осуществляться с помощью различных средств. С этой целью в пособии представлен тест.

3

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ХИМИИ

Химия относится к числу естественных наук. Основными естественными науками являются физика, химия, биология, география. Между ними есть сходство и различие.

Сходство всех естественных наук в том, что они изучают окружающий мир, природу во всём многообразии форм существования материи и движения, т.е. объект изучения естественных наук один и тот же.

Но эти науки имеют различный предмет изучения. Предмет изучения химии: а) вещество (состав, строение, свойства, их взаимосвязь, применение веществ, нахождение в природе и получение); б) химические реакции, или превращения веществ (условия возникновения и протекания реакций, их признаки, закономерности, сущность и механизм, типы химических реакций и др.) (рис. 1).

Химия как естественная наука

•Нахождение в природе

•Получение

Рис. 1 Химия как естественная наука.

Химия – веществоведческая наука, т.е. это наука о веществах, их строении, свойствах и превращениях.

Химия, как и другие науки, обособленно существовать не может, тем более развиваться. Очень многие исследования идут на стыке различных наук. Важно учитывать взаимосвязь и интеграцию химии с другими науками. Так, исследования в химии невозможны без количественных методов, следовательно, без математики.

4

Очень велика связь химии с физикой: периодический закон помогает физикам в изучении строения атомов, в то же время сведения о строении атома, полученные учёными-физиками, помогают глубже понять физический смысл периодического закона. При количественных расчётах в химии используются законы, формулы зависимости, открытые в физике: газовые законы, расчёт плотности веществ, закон Кулона и др.

На стыке биологии и химии возникла новая наука – биохимия. Органическая химия позволяет понять, познать процессы, идущие в организме на клеточном уровне, установить взаимосвязь живой и неживой природы, зарождение жизни на Земле и др.

Очевидна связь химии с географией: выветривание горных пород, их разрушение, образование горных массивов, сталактитов и сталагмитов и пр.

Современная химия представляет собой систему научных дисциплин: общей и неорганической химии, физической и коллоидной химии, аналитической химии, геохимии, биохимии, космохимии, экологической химии и др.

Определение понятия “вещество” на разных этапах обучения химии формулируется по-разному.

●Вещество – это то, из чего состоит тело (гвоздь – железо, стакан – стекло, проволока – медь и др.).

Это определение не очень удачное и не очень точное. В нём не раскрывается уровень организации вещества, т.е. из совокупности каких частиц состоит вещество, изучаемое химией.

●Вещество – это любой вид материи, обладающей собственной массой, или массой покоя.

Для химии это определение является слишком широким. Массой покоя

обладают электроны, протоны, мезоны и др. элементарные частицы.

Химия изучает вещества на микроскопическом уровне, но связывает состав вещества и превращения веществ с такими частицами, как атом, молекула, ион, радикал. Т.е. в химии понятие “вещество” более узкое, чем дано в определении. Но эти и другие элементарные частицы изучает физика элементарных частиц.

● Вещество – это любая совокупность частиц (молекул, атомов, ионов, радикалов), находящаяся в определённом агрегатном состоянии.

Отдельно взятая молекула (единственная молекула) физическими свойствами вещества не обладает, но современная экспериментальная техника позволяет установить, что даже единственная молекула проявляет химические свойства вещества.

●Молекула – мельчайшая частица вещества, которая обладает его химическими свойствами.

●Атом – реальная, устойчивая (химически неделимая частица), наименьшая частица химического элемента, входящая в состав молекул простых и

сложных веществ (CO2, HCl, Cl2) и веществ немолекулярного строения (SiO2, C и др.). Это электронейтральная частица, состоящая из положительно заряженного ядра и движущихся вокруг него электронов.

5