Несколько десятков тысяч важнейших химических веществ плотно вошли в нашу жизнь, одевая и обувая, снабжая наш организм полезными элементами, обеспечивая нам оптимальные условия для жизнедеятельности. Масла, щелочи, кислоты, газы, минеральные удобрения, краски, пластмассы - лишь малая часть продукции, созданной на основе химических элементов.

Не знали?

Просыпаясь утром, мы умываемся и чистим зубы. Мыло, зубная паста, шампунь, лосьоны, кремы - средства, созданные на основе химии. Завариваем чай, опускаем в стакан кусочек лимона - и наблюдаем, как жидкость становится светлее. На наших глазах происходит химическая реакция - кислотно-основное взаимодействие нескольких продуктов. Ванная и кухня - каждая, в своем роде, мини-лаборатория дома или квартиры, где в емкости или пузырьке что-то хранится. Какое вещество, название их узнаем с этикетки: соль, сода, белизна и т. д.

Особенно много химических процессов происходит на кухне в период приготовления пищи. Сковородки и кастрюли успешно заменяют здесь колбы и реторты, а каждый новый отправленный в них продукт осуществляет свою отдельную химическую реакцию, взаимодействуя с находящимся там составом. Далее человек, употребляя приготовленные им блюда, запускает механизм переваривания еды. Это тоже И так во всем. Вся наша жизнь предопределена элементами из периодической таблицы Менделеева.

Открытая таблица

Изначально таблица, созданная Дмитрием Ивановичем, состояла из 63 элементов. Именно столько их к тому времени было открыто. Ученый понимал, что он классифицировал далеко не полный список существующих и открытых в разные годы его предшественниками в природе элементов. И оказался прав. Более чем через сто лет его таблица состояла уже из 103 наименований, к началу нулевых - из 109, и открытия продолжаются. Ученые всего мира бьются над вычислением новых элементов, опираясь на основу - таблицу, созданную русским ученым.

Периодический закон Менделеева - основа химии. Взаимодействия между собой атомов тех или иных элементов породили в природе основные вещества. Те, в свою очередь, - ранее неизвестные и более сложные их производные. Все существующие на сегодня названия веществ происходят от элементов, вступивших во взаимосвязь между собой в процессе химических реакций. Молекулы веществ отражают состав этих элементов в них, а также количество атомов.

Каждому элементу - свой буквенный символ

В периодической таблице название элементов дается как в буквенном, так и в символическом выражении. Одни мы произносим, другие используем при написании формул. Выпишите отдельно названия веществ и посмотрите на ряд их символов. Он показывает, из каких элементов состоит продукт, сколько атомов того или иного составляющего смогло синтезировать в процессе химической реакции каждое конкретное вещество. Все довольно просто и наглядно, благодаря наличию символов.

Основой символического выражения элементов стала начальная, а, в большинстве случаях, и одна из последующих букв из латинского названия элемента. Система была предложена в начале 19 века Берцелиусом - химиком из Швеции. Одной буквой на сегодня выражены названия двух десятков элементов. Остальные - двухбуквенные. Примеры таких названий: медь - Cu (cuprum), железо - Fe (ferrum), магний - Mg (magnium) и так далее. В названии веществ даны продукты реакции тех или иных элементов, а в формулы - их символический ряд.

Продукт безопасный и не очень

Химии вокруг нас гораздо больше, чем может предположить среднестатистический индивид. Не занимаясь наукой профессионально, нам все равно приходится с нею сталкиваться в своей повседневной жизни. Все, что стоит на нашем столе, - состоит из химических элементов. Даже человеческий организм соткан из десятков химических веществ.

Названия химических веществ, существующих в природе, можно разделить на две группы: используемых в повседневности или нет. Сложные и опасные соли, кислоты, эфирные соединения являются узко специфическими и применяемыми исключительно в профессиональной деятельности. Они требуют осторожности и точности в их использовании, а в отдельных случаях и специального разрешения. Вещества, незаменимые в быту, менее безобидные, но их неправильное применение может привести к тяжелым последствиям. Отсюда можно сделать вывод, что безобидной химии не бывает. Разберем основные вещества, с которыми связана жизнедеятельность человека.

Биополимер как строительный материал организма

Основным фундаментальным компонентом организма является белок - состоящий из аминокислот и воды полимер. Он отвечает за формирование клеток, гормональной и иммунной систем, мышечной массы, костей, связок, внутренних органов. Тело человека состоит из более одного миллиарда клеток, и для каждой нужен белок или, как его еще называют - протеин. На основании вышеизложенного приведите названия веществ, более незаменимых для живого организма. Основа тела - клетка, основа клетки - белок. Другого не дано. Недостаток протеина, как и его переизбыток, приводит к нарушению всех жизненно важных функций организма.

В построении белков участвуют порядка создающих макромолекулы пептидными связями. Те, в свою очередь, возникают в результате взаимодействия веществ СООН - карбоксильных и NH 2 - аминогрупп. Самый известный из белков - коллаген. Он относится к классу фибриллярных белков. Самый первый, строение которого удалось установить, - инсулин. Даже для далекого от химии человека эти названия говорят о многом. Но не все знают, что эти вещества - белки.

Незаменимые аминокислоты

Клетка белка состоит из аминокислот - название веществ, имеющих боковую цепь в строении молекул. Их образуют: C - углерод, N - азот, O - кислород и H - водород. Из двадцати стандартных аминокислот девять попадают в клетки исключительно с пищей. Остальные синтезируются организмом в процессе взаимодействия различных соединений. С возрастом или при наличии заболеваний список из девяти незаменимых аминокислот значительно расширяется и пополняется условно незаменимыми.

Всего известно более пятисот различных аминокислот. Их классифицируют многими способами, один из которых разделяет их на две группы: протеиногенные и непротеиногенные. Некоторые из них играют незаменимую роль в процессе функционирования организма, не связанную с формированием белка. Названия органических веществ в этих группах, являющихся ключевыми: глутамат, глицин, карнитин. Последний служит транспортером по организму липидов.

Жиры: и просто, и сложно

Все жироподобные вещества в организме мы привыкли называть липидами или жирами. Их основное физическое свойство - нерастворимость в воде. Однако во взаимодействии с другими веществами, такими как бензол, спирт, хлороформ и другие, эти органические соединения расщепляются довольно легко. Основное химическое отличие жиров - похожие свойства, но различные строения. В жизнедеятельности живого организма эти вещества отвечают за его энергию. Так, один грамм липидов способен выделить около сорока кДж.

Большое количество входящих в молекулы жиров веществ не позволяют произвести их удобную и доступную классификацию. Основное, что их объединяет, - отношение к процессу гидролиза. В этом отношении жиры бывают омыляемые и неомыляемые. Названия веществ, создающих первую группу, подразделяют на простые и сложные липиды. К простым относятся некоторые виды воска, хорестерольные эфиры. Ко вторым - сфинголипиды, фосфолипиды и ряд других веществ.

Углеводы как третий тип питательных веществ

Третий тип основных питательных веществ живой клетки наравне с белками и жирами - углеводы. Это состоящие из H (водорода), O (кислорода) и C (углерода) органические соединения. и их функции схожи со свойствами жиров. Они также являются источниками энергии организма, но в отличие от липидов, в основном, попадают туда с пищей растительного происхождения. Исключение составляет молоко.

Углеводы подразделяются на полисахариды, моносахариды и олигосахариды. Одни не растворяются в воде, другие - наоборот. Далее даны названия веществ нерастворимых. К ним относятся такие сложные углеводы из группы полисахаридов, как крахмал и целлюлоза. Их расщепление на более простые вещества происходит под воздействием соков, выделяемых системой пищеварения.

Полезные вещества двух других групп содержатся в ягодах и фруктах в виде растворимых в воде сахаров, отлично усваиваемых организмом. Олигосахариды - лактоза и сахароза, моносахариды - фруктоза и глюкоза.

Глюкоза и клетчатка

Такие названия веществ, как глюкоза и клетчатка в повседневной жизни человека встречается часто. Оба - углеводы. Один - из моносахаридов, содержащийся в крови любого живого организма и соке растений. Второй - из полисахаридов, отвечающий за процесс пищеварения, в остальных функциях клетчатка используется редко, но также является незаменимым веществом. Их строение и синтез довольно сложные. Но человеку достаточно знать основные функции, принимаемые в жизнедеятельности организма, чтобы не пренебрегать их употреблением.

Глюкоза обеспечивает клетки таким веществом, как виноградный сахар, дающий энергию для их ритмичного бесперебойного функционирования. Около 70 процентов глюкозы попадает в клетки с питанием, остальные тридцать - организм вырабатывает самостоятельно. В глюкозе пищевого происхождения крайне нуждается головной мозг человека, так как этот орган не способен самостоятельно синтезировать глюкозу. В меде она содержится в наибольшем количестве.

Не так проста аскорбинка

Знакомый каждому с детства источник витамина C - сложное химическое вещество, состоящее из атомов водорода и кислорода. Их взаимодействие с другими элементами может привести даже к созданию солей - достаточно в соединении поменять всего лишь один атом. В этом случае название и класс вещества изменятся. Опыты, проведенные с аскорбиновой кислотой, открыли ее незаменимые свойства в функции восстановления кожи человека.

Кроме того, она укрепляет иммунную систему кожного покрова, помогает противостоять негативным воздействиям атмосферы. Обладает омолаживающим, отбеливающим свойством, предупреждает старение, нейтрализует свободные радикалы. Содержится в цитрусах, болгарском перце, целебных травах, клубнике. Около ста миллиграмм аскорбинки - оптимальную суточную дозу - можно получить с шиповником, облепихой, а также киви.

Вещества вокруг нас

Мы убедились, что вся наша жизнь - химия, так как человека сам целиком состоит из ее элементов. Пища, обувь и одежда, средства гигиены - лишь малая толика того, где мы встречаем плоды науки в быту. Предназначение многих элементов мы знаем и используем для собственного блага. В редком доме не встретишь борную кислоту, или гашеную известь, как мы ее называем, или гидроксид кальция, как она известна науке. Широко используется человеком медный купорос - сульфат меди. Название вещества произошло от названия ее главного компонента.

Гидрокарбонат натрия - привычная в быту сода. Эта новая кислота - уксусная кислота. И так с любым или животного происхождения. Все они состоят из соединений химических элементов. Их молекулярное строение может объяснить далеко не каждый, достаточно знать название, предназначение вещества и правильно его использовать.

Назад Вперёд

Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.

Цель: показать тесную связь химиис нашей повседневной жизнью.

Оборудование: мультимедийный проектор; три вида мыла – хозяйственное, туалетное, жидкое; два вида стирального порошка – для хлопчатобумажных и шерстяных тканей; фенолфталеин; сода; раствор уксусной кислоты; лимонная кислота кристаллическая; мука; вода; пробирки; стаканы химические; шпатель.

ХОД МЕРОПРИЯТИЯ

(Cлайд 2)

Учитель. В начале было слово. И слово было – Бог. За семь дней и ночей создателем был сотворен материальный мир, который состоит из вещества. А вещество – это объект изучения науки ХИМИИ.

(Слайд 3)

– Итак, давайте вместе очаруемся этой божественной наукой, и убедимся в том, что все наше окружение – это химические вещества. И мы с вами, наше тело и даже наши чувства – это тоже химия.
Начнем с самого начала. Вот рождается малыш. (Слайд 4) С первым его криком расправляются легкие, малыш делает первый вдох. И этот процесс сопровождает нас всю жизнь.

Вопросы к аудитории:

– А какой газ нам при этом необходим? (Кислород)

– Как называется вещество переносящее кислород? (Гемоглобин)

– Давайте вместе полюбуемся на эту замечательную молекулу. (Слайд 5) Кислород, присоединившись, к иону железа, расположенного посередине гемоглобина, как в карете проезжает ко всем органам нашего тела. Наши ткани наполняются живительным кислородом, благодаря которому идут процессы окисления.

– А теперь другой момент. Скажите, испытывали ли вы стресс? Конечно! Я полагаю, стресс знаком многим.

Вопрос к аудитории:

– Знаете ли вы, какой гормон вырабатывается при этом? (Адреналин)

– А сегодня вы испытывали волнение?

– Конечно, в школе без волнения не обойтись! И вновь у вас выброс адреналина. (Слайд 6) Мудрая природа создала адреналин для действия. Следовательно, при выбросе адреналина человеку нужно активно двигаться, бегать, прыгать, размахивать руками. Что мы с вами сейчас и сделаем. Встали. Подняли руки, активно потряхиваем руками. Одновременно потопаем ногами.

– Молодцы! Весь накопившейся адреналин выработали.

– Оказывается, стрессоустойчивость зависит от белка, к которому прикрепляется адреналин. Если молекула белка крупная, человек устойчив к стрессу, если мелкая – устойчивость к стрессу мала. Давайте полюбуемся на замечательную структуру белковой молекулы. (Слайд 7) Восхитимся мудрой природой, создавшей такую красоту.

Вопрос к аудитории:

– Что же определяет структуру белка? Где зашифрована наследственная информация? (ДНК)

– Конечно же, в молекуле ДНК. Обратимся к структуре ДНК. (Слайд 8) Посмотрите, какая красавица! Слева представлен вид сверху, справа – двойная спираль, состоящая из двух комплиментарных цепей. Не зря они так названы, одна цепь делает комплимент другой. А полное название ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота. Звучит как песня!

– Давайте проведем мысленный эксперимент – перенесемся к себе домой. Нас дома всегда ждут.

Вопрос к аудитории:

– Кто вас встречает первым у порога? Какие чувства испытываете вы при этом?

– Замечательно! Всех нас ждут дома мамы и папы, бабушки и дедушки, котики и собачки, хомячки и попугайчики. А мы рады встрече с ними. (Слайд 9)

– А теперь представьте – перед вами тарелка с пельменями, заправленная сметаной. Или на столе дымится пирог с румяной корочкой. Дом наполнен изумительным ароматом. Вы подносите ко рту желанный кусок. Что вы испытываете при этом?
Всего этого блаженства вы бы не испытали, если бы не образовался в организме гормон радости – серотонин. Полюбуйтесь на виновника торжества! (Слайд 10) Хорош! Выработаем его здесь и сейчас. Нет, к сожалению, вы не будете сейчас держать в руке увесистый кусок пирога. Вы не погладите любимого питомца. Мы поступим проще – вспомним детство. Каждый из нас, будучи ребенком, улыбался и задорно смеялся около 360 раз в день. Улыбнитесь, найдите на лице бугорки радости рядом со скулами. Кончиками пальцев активно потрите их. Посмотрите на своих соседей слева и справа, подарите им свою улыбку! Вот и выработали серотонин!

– Итак, мы дома. Первым делом посетим домашнюю лабораторию под названием – ванная. (Слайд 11) Моем руки, заодно не теряя время, включаем стиральную машину. Какое мыло выбрать? Какой порошок? Для проведения эксперимента нужны, пять химиков. С ними мы проверим щелочные свойства трех видов мыла – хозяйственного, туалетного, жидкого и двух сортов порошка – для шерсти и для хлопчатобумажных тканей. (В пяти пробирках находятся образцы вышеперечисленных моющих средств. В каждую наливают несколько миллилитров воды, встряхивают. Затем в растворы капают по капле раствора фенолфталеина, наблюдают за интенсивностью малинового окрашивания и делают выводы.)

Выводы. Наиболее яркая окраска в растворе хозяйственного мыла, среда сильнощелочная, следовательно, этим мылом необходимо пользоваться для стирки сильно загрязненных изделий. Раствор туалетного мыла также изменил окраску индикатора – им пользуемся для мытья грязных рук и тела. А вот жидким мылом можно пользоваться часто, так как его раствор не изменил цвета индикатора, среда нейтральная.
Наиболее щелочная среда в растворе стирального порошка для хлопчатобумажных тканей, следовательно, этим видом моющего средства нужно стирать изделия из тканей выдерживающих агрессивную среду. В другом виде порошка раствор фенолфталеина только порозовел, т. е. он годится для стирки изделий из натуральных шелковых и шерстяных тканей.

– Переходим на кухню – главную домашнюю лабораторию. Здесь происходят основные таинства приготовления. Чем оснащена главная лаборатория дома? (Слайд 12)
Знакомьтесь, «Горячее Величество» – плита.

Вопросы к аудитории:

– Для чего нужна плита? Что в ней горит?

– А теперь, пожалуйста, желающий запишет на доске реакцию горения метана, и сравнит ее с записью на экране.

– Сделаем выводы. Метан взаимодействует с кислородом, при этом выделяется углекислый газ и пары воды. Поэтому при зажигании конфорок необходимо открыть форточку. А для чего затеваем реакцию горения? Конечно, нам нужна энергия, выделяющаяся в результате реакции. Поэтому реакция записана в термохимическом виде, в конце уравнения +Q, что означает выделение тепла – реакции экзотермическая.

– На очереди «Морозное Величество» – холодильник.

Вопрос к аудитории:

– Для чего нужен холодильник?

– Вы правы, он необходим для замедления процессов порчи пищи – реакций окисления и разложения. Холодильник олицетворяет сложнейший раздел химии – химическую кинетику. Отнесемся к «Морозному Величеству» с почтением.

– Переходим к «Высочествам» – шкафам. Чего тут только нет – ложки, поварешки, кастрюли, сковородки, крупы, мука, соль, сахар, специи и много еще чего вкусного и интересного. Будем готовить пирог из песочного теста, причем химически грамотно. В кулинарных книгах рекомендуется для приготовления теста добавить соду погашенную уксусом.

Вопрос к аудитории:

– С какой целью в тесто добавляется сода с уксусом?

– Верно, чтобы пирог был пышным. А теперь посмотрите на эту реакцию. (Демонстрация взаимодействия соды с уксусной кислотой) . Наблюдаем «вскипание» за счет выделения углекислого газа. Итак, основная масса углекислого газа улетучилась в атмосферу, для поднятия теста газа осталось немного. Поэтому соду уксусом не гасим, а добавляем в муку соду и сухую кристаллическую лимонную кислоту. Замешиваем тесто, добавляя необходимые ингредиенты.

(Демонстрация. В глубоком стакане смешать соду, кристаллическую лимонную кислоту, муку, добавить воду. Наблюдается медленное поднятие пышного теста. В другом стакане муку смешать с водой, туда же добавить соду погашенную уксусом. В этом случае тесто поднимается намного меньше и быстро оседает.)

– Мы с вами убедились в том, что и пироги нужно готовить химически грамотно. Углекислый газ должен выделяться в процессе выпечки – результат пышный пирог, вот такой как наш! (Слайд 13)

– Думаю, я убедила вас в том, что химия – поэма вещества! (Слайд 14)

В предыдущей главе было сказано, что образовывать связи друг с другом могут не только атомы одного химического элемента, но также атомы разных элементов. Вещества, образованные атомами одного химического элемента, называют простыми веществами, а вещества, образованные атомами разных химических элементов, — сложными. Некоторые простые вещества имеют молекулярное строение, т.е. состоят из молекул. Например, молекулярное строение имеют такие вещества, как кислород, азот, водород, фтор, хлор, бром, йод. Каждое из этих веществ образовано двухатомными молекулами, поэтому их формулы можно записать как O 2 , N 2 , H 2 , F 2 , Cl 2 , Br 2 и I 2 соответственно. Как можно заметить, простые вещества могут иметь одинаковое название с элементами, их образующими. Поэтому следует четко различать ситуации, когда речь идет о химическом элементе, а когда о простом веществе.

Нередко простые вещества имеют не молекулярное, а атомное строение. В таких веществах атомы могут образовывать друг с другом связи различных типов, которые подробно будут рассмотрены чуть позже. Веществами подобного строения являются все металлы, например, железо, медь, никель, а также некоторые неметаллы — алмаз, кремний, графит и т.д. Для данных веществ обычно характерно не только совпадение названия химического элемента с названием им образованного вещества, но также идентичны запись формулы вещества и обозначения химического элемента. Например, химические элементы железо, медь и кремний, имеющие обозначения Fe, Cu и Si, образуют простые вещества, формулы которых Fe, Cu и Si соответственно. Существует также небольшая группа простых веществ, состоящих из разрозненных атомов, никак не связанных между собой. Такие вещества являются газами, которые называют, ввиду их крайне низкой химической активности, благородными. К ним относятся гелий (Не), неон (Ne), аргон (Аr), криптон (Кr), ксенон (Хе), радон (Rn).

Поскольку только известных простых веществ насчитывается около 500, то логично вытекает вывод о том, что для многих химических элементов характерно явление, называемое аллотропией.

Аллотропия – явление, когда один химический элемент может образовывать несколько простых веществ. Разные химические вещества, образованные одним химическим элементом, называют аллотропными модификациями или аллотропами.

Так, например, химический элемент кислород может образовывать два простых вещества, одно и которых имеет название химического элемента – кислород. Кислород как вещество состоит из двухатомных молекул, т.е. формула его O 2 . Именно данное соединение входит в состав жизненно необходимого нам воздуха. Другой аллотропной модификацией кислорода является трехатомный газ озон, формула которого O 3 . Несмотря на то что и озон, и кислород образованы одним химическим элементом, их химическое поведение весьма различно: озон отличается намного большей активностью по сравнению с кислородом в реакциях с теми же веществами. Кроме того, данные вещества отличаются друг от друга по физическим свойствам уже как минимум из-за того, что молекулярная масса озона больше, чем у кислорода в 1,5 раза. Это приводит к тому, что его плотность в газообразном состоянии также больше в 1,5 раза.

Многие химические элементы склонны образовывать аллотропные модификации, отличающиеся друг от друга особенностями строения кристаллической решетки. Так, например, на рисунке 5, вы можете видеть схематичные изображения фрагментов кристаллических решеток алмаза и графита, которые являются аллотропными модификациями углерода.

Рисунок 5. Фрагменты кристаллических решеток алмаза (а) и графита (б)

Кроме того, углерод может иметь и молекулярное строение: такая структура наблюдается у такого типа веществ, как фуллерены. Вещества данного типа образованы молекулами углерода сферической формы. На рисунке 6 представлены 3D модели молекулы фуллерена с60 и футбольного мяча для сравнения. Обратите внимание на их интересное сходство.

Рисунок 6. Молекула фуллерена С60 (а) и футбольный мяч (б)

Сложные вещества - это вещества, которые состоят из атомов разных элементов. Они так же, как и простые вещества, могут иметь молекулярное и немолекулярное строение. Немолекулярный тип строения сложных веществ может быть более разнообразен, нежели у простых. Любые сложные химические вещества могут быть получены либо прямым взаимодействием простых веществ, либо последовательностью их взаимодействий друг с другом. Важно осознавать один факт, который заключается в том, что свойства сложных вещества как физические, так и химические сильно отличаются от свойств простых веществ, из которых они получены. Например, поваренная соль, имеющая форуму NaCl и представляющая собой бесцветные прозрачные кристаллы, может быть получена взаимодействием натрия, являющегося металлом с характерными для металлов свойствами (блеск и электропроводность), с хлором Cl 2 — газом желто-зеленого цвета.

Серная кислота H 2 SO 4 может быть образована серией последовательных превращений из простых веществ — водорода H 2 , серы S и кислорода O 2 . Водород — газ легче воздуха, образующий с воздухом взрывчатые смеси, сера — твердое вещество желтого цвета, способное гореть, и кислород — газ чуть тяжелее воздуха, в котором могут гореть многие вещества. Серная кислота, которая может быть получена из данных простых веществ, представляет собой тяжелую маслянистую жидкость, обладающая сильными водоотнимающими свойствами, из-за которых обугливает многие вещества органического происхождения.

Очевидно, что помимо индивидуальных химических веществ, бывают также и их смеси. Преимущественно именно смесями различных веществ образован мир вокруг нас: сплавы металлов, продукты питания, напитки, различные материалы, из которых состоят окружающие нас предметы.

Например, воздух, которым мы дышим, состоит в основном из азота N 2 (78%), жизненно необходимого нам кислорода (21%), оставшийся же 1% приходится на примеси других газов (углекислый газ, благородные газы и др.).

Смеси веществ разделяют на гомогенные и гетерогенные. Гомогенными смесями называют такие смеси, у которых нет границ раздела фаз. Гомогенными смесями являются смесь спирта и воды, сплавы металлов, раствор соли и сахара в воде, смеси газов и т.д. Гетерогенными смесями называют такие смеси, у которых имеется граница раздела фаз. К смесям такого типа можно отнести смесь песка и воды, сахара и соли, смесь масла и воды и др.

Вещества, из которых состоят смеси, называют компонентами.

Смеси простых веществ в отличие от химических соединений, которые могут быть получены из этих простых веществ, сохраняют свойства каждого компонента.

Окружающий мир материален. Материя бывает двух видов: вещество и поле. Объект химии – вещество (в том числе и влияние на вещество различных полей – звуковых, магнитных, электромагнитных и др.)

Вещество - все, что имеет массу покоя (т.е. характеризуется наличием массы тогда, когда не движется) . Так, хотя масса покоя одного электрона (масса не движущегося электрона) очень мала – около 10 -27 г, но даже один электрон – это вещество.

Вещество бывает в трех агрегатных состояниях – газообразном, жидком и твердом. Есть еще одно состояние вещества – плазма (например, плазма есть в грозовой и шаровой молнии), но в школьном курсе химию плазмы почти не рассматривают.

Вещества могут быть чистыми, очень чистыми (нужными, например, для создания волоконной оптики), могут содержать заметные количества примесей, могут быть смесями.

Все вещества состоят из мельчайших частиц – атомов. Вещества, состоящие из атомов одного вида (из атомов одного элемента), называют простыми (например, древесный уголь, кислород, азот, серебро и др.). Вещества, которые содержат связанные между собой атомы разных элементов, называют сложными.

Если в веществе (например, в воздухе) присутствуют два или большее число простых веществ, и их атомы не связаны между собой, то его называют не сложным, а смесью простых веществ. Число простых веществ сравнительно невелико (около пятисот), а число сложных веществ огромно. К настоящему времени известны десятки миллионов разных сложных веществ.

Химические превращения

Вещества способны вступать между собой во взаимодействие, причем возникают новые вещества. Такие превращения называют химическими . Например, простое вещество уголь взаимодействует (химики говорят – реагирует) с другим простым веществом – кислородом, в результате образуется сложное вещество – углекислый газ, в котором атомы углерода и кислорода связаны между собой. Такие превращения одних веществ в другие называют химическими. Химические превращения – это химические реакции. Так, при нагревании сахара на воздухе сложное сладкое вещество – сахароза (из которого состоит сахар) – превращается в простое вещество – уголь и сложное вещество – воду.

Химия изучает превращения одних веществ в другие. Задача химии – выяснить, с какими именно веществами может при данных условиях взаимодействовать (реагировать) то или иное вещество, что при этом образуется. Кроме того, важно выяснить, при каких именно условиях может протекать то или иное превращение и можно получить нужное вещество.

Физические свойства веществ

Каждое вещество характеризуется совокупностью физических и химических свойств. Физические свойства – это свойства, которые можно охарактеризовать с помощью физических приборов . Например, с помощью термометра можно определить температуру плавления и кипения воды. Физическими методами можно охарактеризовать способность вещества проводить электрический ток, определить плотность вещества, его твердость и т.д. При физических процессах вещества остаются неизменными по составу.

Физические свойства веществ подразделяют на счислимые (те, которые можно охарактеризовать с помощью тех или иных физических приборов числом, например, указанием плотности, температур плавления и кипения, растворимости в воде и др.) и несчислимые (те, которые охарактеризовать числом нельзя или очень трудно – такие, как цвет, запах, вкус и др.).

Химические свойства веществ

Химические свойства вещества – это совокупность сведений о том, с какими другими веществами и при каких условиях вступает в химические взаимодействия данное вещество . Важнейшая задача химии – выявление химических свойств веществ.

В химических превращениях участвуют мельчайшие частицы веществ – атомы. При химических превращениях из одних веществ образуются другие вещества, и исходные вещества исчезают, а вместо них образуются новые вещества (продукты реакции). А атомы при всех химических превращениях сохраняются . Происходит их перегруппировка, при химических превращениях старые связи между атомами разрушаются и возникают новые связи.

Химический элемент

Число различных веществ огромно (и у каждого из них своя совокупность физических и химических свойств). Атомов, отличающихся друг от друга по важнейшим характеристикам, в окружающем нас материальном мире сравнительно невелико – около ста. Каждому виду атомов отвечает свой химический элемент. Химический элемент – это совокупность атомов с одинаковыми или близкими характеристиками . В природе встречается около 90 различных химических элементов. К настоящему времени физики научились создавать новые, отсутствующие на Земле виды атомов. Такие атомы (и, соответственно, такие химические элементы) называют искусственными (по-английски – man-made elements). Искусственно полученных элементов к настоящему времени синтезировано более двух десятков.

Каждый элемент имеет латинское название и одно- или двух-буквенный символ. В русскоязычной химической литературе нет четких правил произношения символов химических элементов. Одни произносят так: называют элемент по-русски (символы натрия, магния и др.), другие – по латинским буквам (символы углерода, фосфора, серы), третьи – как звучит название элемента по-латыни (железо, серебро, золото, ртуть). Символ элемента водорода Н у нас принято произносить так, как эту букву произносят по-французски.

Сравнение важнейших характеристик химических элементов и простых веществ приведено в таблице ниже. Одному элементу может отвечать несколько простых веществ (явление аллотропии: углерод, кислород и др.), а может – и одно (аргон и др. инертные газы).

Реферат: Элективный курс по химии для учащихся 9 классов. Вещества вокруг нас

Элективный курс по химии для учащихся 9 классов.

Вещества вокруг нас.

Одним из направлений модернизации современного образования является переход к профильному обучению в старшей школе. Введение предпрофильной подготовки через организацию элективных курсов является необходимым условием создания образовательного пространства основной школы.

В данном пособии представлена программа элективного курса по химии «Вещества вокруг нас», предназначенная для учащихся 9 классов.

В курсе представлены сведения, которые позволяют осознать процессы в окружающем нас мире, информация о необычных свойствах известных веществ, затрагивается проблема экологии, химический практикум.

Курс направлен на расширение и углубление знаний по химии, на развитие общеучебных умений и навыков, расширения кругозора.

Данная программа построена по общей схеме. В пояснительной записке охарактеризованы особенности курса, конкретизированы его цели и задачи. Приведено поурочное планирование. Сформулированы требования к уровню достижений ученика по окончании изучения курса, предложен список рекомендуемой учителю литературы и мультимедийных средств обучения. Приложение содержит пример конспекта проведения урока, практической работы.

Пояснительная записка.

Курс является несистематическим и может изучаться параллельно с традиционным школьным курсом химии (любая программа). Базируется на знаниях, получаемых при изучении основного курса химии, и не требует знаний теоретических вопросов, выходящих за рамки стандарта.

Цели курса:

Ориентирование учащихся на продолжение образования в классах естественнонаучного профиля, расширение и углубление знаний по химии, расширение кругозора, формирование экологического мышления.

Задачи курса:

• Развитие и укрепление интереса к предмету
• Раскрытие химизма окружающего мира
• Ознакомление учащихся с действием химических веществ на организм человека
• Углубление, расширение и систематизация знаний о строении, свойствах, применении веществ
• Совершенствование умений обращения с химическими приборами, посудой, веществами; решения экспериментальных задач
• Сформировать представление о профессиях, связанных с химией

Введение (1 час). Ознакомление учащихся с целями и задачами данного курса. Краткий экскурс по программе.

Простые вещества.(3 часа)

Кислород, озон, азот. Получение, применение, круговорот в природе, биологическая роль. Углерод, его аллотропные видоизменения: алмаз, графит, фуллерены. Воздух. Экология воздушного бассейна. Инертные газы.

Вода. (8 часов)

Состав. Строение молекулы воды. Свойства воды. Изотопы водорода. Тяжелая вода. Роль тяжелой воды. Биологическая роль тяжелой воды.

Аномалии воды: высокая температура кипения, расширение при замерзании, лед, изменение плотности в зависимости от температуры. Живая вода.

Вода в живых организмах. Биологическая роль воды и ее функции в организме человека, животных и растений.

Вода – универсальный растворитель. Кривая растворимости. Способы выражения концентрации растворенного вещества: процентная, молярная, нормальная. Приготовление растворов с заданной концентрацией. Жесткость воды и способы ее устранения.

Оксиды и их роль (7 часов)

Оксид углерода (IV).Получение углекислого газа, его свойства и применение. Физиологическое значение. Явление кашля и зевоты. Вред курения, состав сигареты. Химический состав растений. Фотосинтез. Сущность, продукты фотосинтеза: глюкоза, крахмал, кислород.

Оксид углерода (II), способы получения, свойства. Физиологическая активность угарного газа. Оксид углерода (II) как химическое сырье в органическом синтезе. Оксид кремния (IV). Распространенность в природе, биологическое значение кремния: эпителиальные клетки, эластин. Применение оксида кремния (IV). Оксиды азота.

Основания и их роль (3 часа)

Основания в быту. Гашеная известь, применение. Щелочи: гидроксид натрия, гидроксид калия. Мыла. Водородный показатель среды раствора. Кислотно-щелочной баланс.

Кислоты и их роль (4 часа)

Соляная кислота. Открытие соляной кислоты. Соляная кислота как составляющая желудочного сока человека и млекопитающих. Синтез соляной кислоты. Соединения серы: сероводород, серная кислота. Образование в природе, действие на организмы, применение. Качественные реакции на соляную, серную, сероводородную кислоты.

Уксусная кислота. Уксусная кислота как одно из снадобий в древние времена. Получение в настоящее время. Применение. Приготовление столового уксуса из уксусной эссенции.

Соли и их биологическая роль (5 часов)

Хлорид натрия. Поваренная соль в истории развития цивилизаций. Нахождение в природе, добыча. Биологическое значение поваренной соли. Пищевая сода, получение, применение. Глауберова соль, открытие, значение в медицине. Карбонат кальция. Нахождение в природе, добыча, применение.

Гидролиз солей. Качественные реакции на соли.

Вещества в домашней аптечке (2 часа)

Активированный уголь. Адсорбция угля.

Йод. История открытия, строение, физические и химические свойства, применение.

Пероксид водорода. Строение, свойства, получение. Противомикробное и обесцвечивающее действие пероксида водорода.

Перманганат калия. Состав, свойства, применение в медицине.

Витамины. Виды, необходимость применения витаминов.

Ртуть. Токсичность паров ртути.

Опасность самолечения.

Требования к результатам обучения.

После изучения элективного курса «Вещества вокруг нас» учащиеся должны:

Знать строение и свойства простых и сложных веществ, которые окружают нас в природе и быту, знать их биологическое значение, основные способы их получения, обработки, использование человеком; знать правила работы и обращения с лабораторным оборудованием;

Уметь производить простейшие измерения (массы, плотности, объема); готовить растворы с заданной массовой долей растворенного вещества; определять процентную концентрацию растворов кислот, щелочей, солей по табличным значениям плотностей; сравнивать, выделять главное, делать выводы и обобщения; организовывать свой учебный труд, пользоваться дополнительной литературой, использовать в процессе обучения ИКТ; работать с лабораторным оборудованием; составлять уравнения химических реакций и производить расчеты по ним (количества вещества, массы, объема); использовать полученные знания в повседневной жизни и в практической деятельности.

Планирование уроков элективного курса «Вещества вокруг нас».

Тема урока	Изучаемые вопросы
1. Введение
2. Простые вещества. Кислород, озон, азот.	Получение, применение, круговорот в природе, биологическая роль.
3. Углерод.	Аллотропные видоизменения углерода: алмаз, графит, карбин, фуллерены.
4. Воздух.	Состав воздуха. Инертные газы, история открытия, применение. Источники загрязнения воздушного бассейна, способы очистки.
5-6. Вода. Состав воды.	Состав молекулы воды, строение, свойства. Изотопы водорода. Тяжелая вода. Биологическая роль тяжелой воды.
7. Аномалии воды.	Высокая температура кипения, расширение при замерзании, лед, изменение плотности в зависимости от температуры. Живая вода.
8. Вода в живых организмах.	Биологическая роль воды и ее функции в организме животных, человека и растений.
9-10. Вода как растворитель.	Водные растворы. Кривая растворимости. Способы выражения концентрации растворенного вещества. Процентная концентрация растворов. Молярная концентрация растворов. Нормальная концентрация.
11. Практическая работа. Приготовление растворов заданной концентрации.
12. Жесткость воды и способы ее устранения.	Практическая работа. Способы устранения жесткости воды.
13. Оксиды и их роль. Оксид углерода (IV).	Получение, свойства и применение углекислого газа.
14. Вред курения.	Состав сигареты. Явление кашля и зевоты. Физиологическое значение углекислого газа.
15. Фотосинтез.	Химический состав растений. Сущность процесса фотосинтеза. Продукты фотосинтеза: глюкоза, крахмал, кислород.
16. Практическая работа. Получение и свойства углекислого газа.
17. Оксид углерода (II).	Способы получения, свойства, физиологическая активность угарного газа. Оксид углерода (II) как химическое сырье в органическом синтезе.
18. Оксид кремния (IV).	Распространенность в природе, свойства, применение. Биологическое значение кремния, эпителиальные клетки, эластин.
19. Оксиды азота.	Закись азота, окись азота, азотистый ангидрид, двуокись азота, азотный ангидрид. История открытия, состав, применение.
20. Основания и их роль. Основания в быту.	Гашеная известь, получение, применение. Щелочи: гидроксид калия, гидроксид натрия. Мыла.
21. Водородный показатель среды раствора.	рН среды раствора. Кислотно-щелочной баланс.
22. Практическая работа. Определение рН некоторых бытовых растворов.
23. Кислоты и их роль. Соляная кислота.	Многообразие кислот. Соляная кислота, открытие. Соляная кислота как составляющая желудочного сока человека и млекопитающих. Синтез соляной кислоты.
24. Соединения серы.	Сероводород, серная кислота. Образование в природе, действие на организмы, применение.
25. Лабораторная работа.	Качественные реакции на соляную, серную, сероводородную кислоты.
26. Уксусная кислота.	Уксусная кислота как одно из снадобий в древние времена. Получение уксусной кислоты в настоящее время. Применение. Приготовление столового уксуса из уксусной эссенции.
27. Соли и их биологическая роль. Хлорид натрия. Карбонат натрия.	Поваренная соль в истории развития цивилизаций. Нахождение в природе, добыча. Биологическое значение поваренной соли. Пищевая сода, получение и применение.
28. Глауберова соль. Карбонат кальция.	Нахождение в природе, добыча, применение.
29. Практическая работа. Качественные реакции на соли.
30-31. Гидролиз солей.	Соли, подвергающиеся гидролизу. Гидролиз по катиону, по аниону. Уравнения гидролиза.
32-33. Вещества в домашней аптечке.	Активированный уголь. Адсорбция угля. Йод, история открытия, свойства, применение. Пероксид водорода, строение, свойства, применение. Противомикробное и обесцвечивающее действие перекиси водорода. Перманганат калия, состав, применение в медицине. Витамины, их виды, необходимость применения витаминов. Ртуть, токсичность паров ртути. Опасность самолечения.
34. Конкурс творческих работ. (Презентации учеников)

Литература

1. Ахметов Н.С. Химия 10-11-М.: Просвещение 1998.
2. Гольдфельд М.Г. Химия и общество-М.: Мир 1995.
3. Гроссе Э. Химия для любознательных-Л.: Химия 1987.
4. Кнуньянц И.Л. Химический энциклопедический словарь-М.: Советская энциклопедия 1983.
5. Крицман В.А. Книга для чтения по неорганической химии (в двух частях)-М.: Просвещение 1993.
6. Трифонов Д.Н. Как были открыты химические элементы-М.: Просвещение 1980.
7. Учебное электронное издание. Химия для школьников. Базовый курс 8-9 класс-МарГТУ 2002
8. Харлампович Г.Д., Семенов А.С., Попов В.А. Многоликая химия-М.: Просвещение 1992.
9. Химия: Методика преподавания №2,4-М.: Школьная пресса 2005.
10. Ходаков Ю.В. Неорганическая химия. Методическая библиотека школы.-М.: Просвещение 1982.
11. Электронное издание: 1С: Репетитор. Химия-М.: Фирма «1С» 1997.

Приложение. Урок 22. Пример практической работы.

Определение рН некоторых бытовых растворов.

Цель работы : Закрепить понятие о водородном показателе растворов. Установить рН предложенных растворов.

Даны реактивы: дистиллированная вода, лимонный сок, раствор питьевой соды, раствор мыла Dove, раствор хозяйственного мыла, раствор СМС, раствор шампуня Pantene, известковая вода, универсальная индикаторная бумага. Индикаторы: лакмус, метиловый оранжевый, фенолфталеин.

Ход работы :

Опыт 1. Изменение окраски кислотно-основных индикаторов в зависимости от рН растворов.

Несколько капель каждого из растворов поместите в чашку для микрореакций. Добавьте в каждый раствор по одной капле лакмуса, метилового оранжевого и фенолфталеина.

Результаты наблюдений о характере среды оформите в виде таблицы:

Для определения рН воспользуйтесь следующими данными:

Опыт 2 . Определение рН раствора с помощью универсальной индикаторной бумаги.

Для приближенного определения рН раствора используйте универсальную индикаторную бумагу, пропитанную смесью нескольких индикаторов с различными областями перехода. На прилагаемой к ней цветной шкале указано, при каких значениях рН индикаторная бумага окрашивается в тот или иной цвет.

Стеклянной палочкой перенесите 2-3 капли исследуемого раствора на универсальную индикаторную бумагу. Сравните окраску еще сырого пятна с цветной шкалой. Сделайте вывод о приближенном значении рН раствора.