Химиялық элементтерді және оның қосылыстарының химиялық жүйелеу курсында оқып үйрену әдістемесі

Жоспары:

1. Химиялық элементтерді оқ ып, ү йренудің ә дістемелік негіздері.

2. Галогендер патшасын оқ ып, ү йрену.

3. Оттегі, азот жә не кө міртегі топшаларын оқ ып, ү йрену.

4. Металдарды оқ ыту ә дістемесі.

5. Негізгі жә не қ осымша топшалардың металдарын оқ ыту.

Химиялық элементтерді оқ ып, ү йренудің ә дістемесі. Орта мектептегі химия курсы мазмұ нының маң ызды бө лігін химиялық элементтер жә не олардың қ осылыстары туралы білім қ ұ райды. Оқ ушыларды химиялық элементтермен таныстырғ анда оқ ытудың жекеден жлпығ а, белгіліден белгісізге, оң айдан қ иынғ а қ арай жылжитын аса маң ызды негіздері қ олданылады. Осы негіздерге сә йкес элементтерді жә не олардың қ осылыстарын щқ ып ү йрену бірнеше кезең де жү зеге асады: 1) жеке элемент жә не оның қ осылыстарымен таныстыру; 2) элементтердің табиғ и топтары жө нінде ұ ғ ым қ алыптастыру; 3) периодтық заң жә не периодтық жү йені оқ ыту; 4) периодты заң дылық тың негізінде элементтерді топ жә не топшалары бойынша қ арастыру; 5) химиялық элементтер туралы білімді жинақ тап қ орыту.

Алғ ашқ ы химиялық ұ ғ ымдарды кейін жеке элементтерден оттегі жә не сутегі индукциялық тә сілмен ө тіледі. Бұ л элементтер кең таралғ ан, қ осылыстары оқ ушыларғ а табиғ аттану, биология жә не физика курстарынан жақ сы таныс. Оқ ушыларғ а оттегінің ауада кездесетіні, организмдер тыныс алғ анда оттегін сің іріп, кө мірқ ышқ ыл газын шығ аратыны, ө сімдіктердің фотосинтезі кезінде кө мірқ ышқ ыл газын сің іріп, оттегін бө ліп шығ аратыны, оттегінің алынуы, жануды қ олдайтын жә не физикалық қ асиеттері белгілі. Мұ ның бә рі оттегінің жай зат тү ріндегі қ асиеттері. Оқ ушылардың осы білетіндеріне қ осымша оттегі жай затының молекуласы оттегі элементінің екі атомынан тү зілетіні, элементтің химиялық таң басы, салыстырмалы атомдық массасы, қ осылыстардағ ы валенттілігі, табиғ атта таралуы тү сіндіріледі. Ауаның, судың жер қ ыртысының қ ұ рамында, тірі организмдердің денесінде болатыны айтылады, кү рделі заттар айырылғ анда алынатыны, тотығ у реакциясына қ атысып, оксидтер тү зетіні талданады. Қ асиетіне қ арай жасанды тыныс алатын жерлерде (ғ арышта, су астында, медицинада), жануды кү шейтуді қ ажет ететін ө неркә сіпте (металлургия, химия заводтарында), пиротехникада қ олданылуы сызбанұ сқ а тү рінде кө рсетіледі. Сө йтіп химиялық элементтпен алғ ашқ ы танысу мына жоспар бойынша жү зеге асырылады: а) химиялық таң басы жә не салыстырмалы атомдық массасы; ә) табиғ атта кездесуі; б) бос кү йінде алынуы; в) жай затының қ асиеттері; г) маң ызды химиялық қ осылысының қ ұ рамы мен қ асиеттері; ғ) қ осылыстарындағ ы валенттілігі; д) халық шаруашылығ ындағ ы маң ызы.

Осы жоспарғ а сә йкес оттегі мен сутегінің элементтері оқ ылып, олар тү зетін маң ызды қ осылыстар су, оксидтер, қ ышқ ылдар, тұ здар жә не негіздер туралы білім беріледі. Бұ л білім элементтерді оқ ып-ү йренудің екінші кезең іне негіз болады. Екінші кезең де ө зара ө те ұ қ сас химиялық элементтердің ү ш тобы- галогендер, сілтілік металдар жә не инертті газдар қ арастырылады. Периодтық заң дылық ты игеруге нақ тылы ә зірлік жасалады.

Ү шінші кезең де оқ ушылар барлық элементтердің басын біріктіретін, бірімен- бірі ұ штастыратын жалпы заң дылық пен танысады. Периодтық жү йеге орналастырылғ ан химиялық элементтер арасында кө лбеу, тік жә не қ иғ аш байланыстардың мә нін тү сінеді. Элементтердің периодқ а, қ атарғ а, топқ а жә не топшағ а орналасуының негіздерін, ә рқ айсысының ерекшеліктерін игереді. Химиялық элементтерді ашу жә не зерттеу дамылсыз жү зеге асып, ақ ырында периодтық заң ның ашылғ анын біледі. Табиғ аттың ұ лы заң ын ашу ү шін танымдық ой-ө рісі кең, сің ісіп кеткен кертартпа пікірлерге батыл қ арсы шығ атын ғ алым керек болғ анын, Д.И.Менделеевтің осы талаптарғ а сай келгенін тү сінетін дә режеге келтірілді. Д.И.Менделеев ашқ ан периодтың заң, сондай-ақ периодтық жү йе химиялық элементтерді жә не оларды оқ ып-ү йренудің теориялық негізіне айналады.

Тө ртінші кезең де 8-9 сыныптарда топ жә не топшалар бойынша оқ ылады. Алдымен III-IV негізгі топшаларда орналасқ ан бейметалдар, содан соң металдардың жалпы қ асиеттері, I-III негізгі топшаның металдары, соң ында қ осымша топшаларда орналасқ ан металдар ө тіледі. Галогендердің топшасын оқ ып, ү йрену. Галогендер топшасын оқ ып, ү йренудің екі ерекшелігі бар. Біріншіден, галогендердің табиғ и тобы периодтық заң жә не периодтық жү йені ө тер алдында қ арастырылып, физикалық, сондай-ақ химиялық қ асиеттеріндегі, маң ызды қ осылыстарының қ ұ рамы мен қ асиеттеріндегі, маң ызды қ осылыстарының қ ұ рамы мен қ асиеттеріндегі, маң ызды қ осылыстарының қ ұ рамы мен қ асиеттеріндегі, маң ызды кластарының қ ұ рамы мен қ асиеттеріндегі ұ қ састық тар мен айырмашылық тары анық талатын болады. Хлорсутек, тұ з қ ышқ ылының қ асиеттері жә не тұ здары оқ ушыларғ а белгілі.

Екінші ерекшелігі - бұ л периодтық заң дылық пен заң қ ұ рлысы теорияларының негізінде оқ ылатын химиялық элементтердің алғ ашқ ы топшасы. Сондық тан периодтық заң мен атом қ ұ рлысының заң дылық тары оқ ушылардың таным ә рекеті жандандыру ү шін барынша толық пайдаланылады, оқ ушылардың ө здігінен істейтін тә жірибелік жұ мыстарына жол ашылады.

Оқ ушылар галогендердің жалпы сипаттамаларымен ө здігінен істейтін жұ мыстар арқ ылы танысады. Оқ ушыларғ а ү ш тапсырма беріледі.

1-тапсырма. Галогендердің салыстырмалы сипаттамаларын мына ү лгі бойынша кесте тү рінде жазың дар: 1) электртерістілігінің кемуі бойынша химиялық таң балары (F, CL, Br, I); 2) салыстырмалы атомдық массалары; 3) атом қ ұ рлысының электрондық жә не графикалық формулалары; 5) жай заттарының электрондық формулалары жә не химиялық байланыстарының тү рі; 6) кристалл торларының тү рі; 7) агрегаттық кү йі.

Кестені талдау арқ ылы галогендердің ұ қ састығ ы электрондық қ ұ рлысының, ә сіресе сыртқ ы энергетикалық дең гейлерінің бірдейлігімен, ал айырмашылығ ы валенттік электрондарының ядродан алыстауымен тү сіндіріледі. Жай заттар молекулаларындағ ы химиялық байланыстың тү рлерін, кристалл торларының типін салыстырып, физикалық қ асиеттерінің ө згеруіндегі заң дылық тардың беті ашылады, ол ү шін оқ улық тағ ы жә не арнайы дайындалғ ан кестелер пайдаланылады.

2-тапсырма. Галогендердің сутекті қ осылыстарын сипаттайтын кесте толтырың ыздар: 1) химиялық формуласы; 2) электрондық формула; 3) химиялық байланыстың тү рлері; 4) тұ рақ тылығ ы; 5) кристалл торының тү рі. Кесте толтыруғ а қ ажетті мә ліметтерді оқ ушылар оқ улық ты ө здігінен оқ у арқ ылы іздеп табады. Ә ң гімелесу арқ ылы жұ мыстың қ орытындысын шығ арғ анда химиялық байланыс тү зетін электрон бұ лттарының пішініне, тү зілу сызбанұ сқ асын сыздыруғ а, байланыстың сипатына, фторсутегінің иодсутегіне қ арай тұ рақ тылығ ының кему себебіне назар аударылады.

Галогендердің оттекті қ осылыстарын сипаттайтын кесте жазудың қ ажеті шамалы. Галогендердің бә рі периодтық жү йедегі орнына сә йкес жоғ арғ ы оң тотығ у дә режесін кө рсетпейтіні анық талып ө тіледі. Жалпы заң дылық қ а сә йкес оқ ушылардың F₂O₇ деген формула жазатыны жиі кездеседі. Сондық тан электртерістігі ең кү шті элемент фтордың минус бірден ө зге тотығ у дә режесін білдірмейтіні баса айтылып оттегімен қ осылысының формуласы ОҒ ₂ екеніне кө ң іл бө лінеді.

Галогендердің химиялық қ асиеттерін таң дағ анда, жаң а бағ дарламаның талаптарына сә йкес тотығ у-тотық сыздану реакцияларының электрондық табиғ аты жө нінде алғ ашқ ы тү сінік беріледі, электрондық баланс тең деулері жазылады. Бұ л арада фосфордың хлорда жануын оқ ушыларғ а бұ рыннан таныс оттегінде жануымен салыстырып, электрондық жағ ынан алғ анда бұ лардың бір-біріне ұ қ сас процесс екені тү сіндіріледі. Басқ а да бейметалдармен жә не металдармен ә рекеттескенде галогендер атомдарының тотық тырғ ыш қ асиет кө рсетіп, ө здерінің тотық сызданатыны айтылды. Оттегі, азот жә не кө міртегі топшаларын оқ ып, ү йрену. Оттегі топшасы жаң а бағ дарлама бойынша электролиттік диссоциациялану тақ ырыбында кейін ө тіледі. Оқ у-тә рбиелік мақ саттары: 1) периодтық заң жә не периодтық жү йе, химиялық байланыс, заттың қ ұ рлысы жә не иондық теория жө нінде теориялық білімді баянды етуге, сондай-ақ қ олдана білуге ү йрету; 2) пә наралық байланысты жү зеге асыру, оттегі жә не кү кірт қ осылыстарының табиғ аттағ ы жә не халық шаруашылығ ындағ ы маң ызын кө рсету; 3) галогендер топшасының элементтерімен салыстыру арқ ылы ұ қ састығ ы мен айырмашылығ ын табу; 4) химиялық қ осылыстардың жә не қ ұ былыстардың мә нін, себеп-салдарын байланыстырып, ішкі қ айшылық тарын тү сіндіру, ғ ылыми кө зқ арас қ алыптастыру. Жаң а бағ дарламада бұ л топшаның деректі материалдары едә уір қ ысқ артылды. Оқ ушылардың денсаулығ ына зиянды ә серін тигізетін кү кіртсутек жә не оның қ ышқ ылы, сульфидтер, кү кірт (IV) оксиді, кү кіртті қ ышқ ыл жә не сульфидтер бағ дарламадан шығ ып қ алды. Жай заттарды қ арастырғ анда аллотропия жә не аллотропиялық тү р ө згерістері жө нінде жаң а ұ ғ ым қ алыптастырылады. Галогендер тобының элементтерінде аллотропия қ ұ блысы байқ алмайды, ө йткені атомдардың ө зара ә рекеттесуінің бір ғ ана мү мкіндігі бар. Оттегі топшасы элементтері атомдарының сыртқ ы электрон қ абаттарының қ ұ рлысы ә ртү рлі байланысуғ а мү мкіндік береді. Бұ л пікір оттегі мен озон молекулаларын салыстыру арқ ылы нақ тыланады. Оттегі мен озонның қ ұ рамын, физикалық жә не химиялық қ асиеттерін кесте тү рінде жазып, санның сапағ а ауысуы туралы қ орытынды жасалады. Бір элементтің бірнеше жай заттар тү зу қ ұ былысы- аллотропия, ә рі заттың аллотропиялық тү р ө згерісі деп аталатыны, жай заттардың кө п тү рлілігі туралы тү сінік беріледі. Аллотропия қ ұ былысының кү кіртте, селенде, теллурда жә не полонийда орын алатыны, бұ л алтыншы негізгі топшаның элементтеріне тә н қ ұ былыс екені атап ө тіледі. Кү кірт атомдарының ө зара ашық жә не тұ йық тізбек тү зіп байланысатыны, соғ ан сә йкес кристалдық жә не пластикалық кү кірт жай заттарын тү зетіні айтылады. Кристалдық кү кіртпен пластикалық кү кірттің алыну тә жірибесі, ә рқ айсысының қ ұ рлысын кө рсететін кесте кө рнекі кө рсетіледі. Кү кірт атомының қ ұ рлысын, тотығ у дә режелерін еске тү сіру арқ ылы химиялық қ асиеттері жө нінде жорамал жасалып, сызбанұ сқ а тү рінде жазылады:

Металл + кү кірт → сульфид; сутегі + кү кірт → кү кірт сутегің; оттегі + кү кірт → кү кірт (IV) оксиді.

Азот топшасы бойынша топты, топшаны жә не жеке элементті сипаттау, ө тілген топшаның элементтерімен салыстырып, ұ қ састығ ы мен айырмашылығ ын анық тау жө нінде оқ ушылардың білімі менбілігі нығ аяды. Периодтық заң жә не жү йе, заттың қ ұ рлысы химиялық байланыс жайында ұ ғ ым қ алыптасады. Химиялық реакциялардың жү ру заң дылық тары, химиялық ә рекеттерді басқ ару жә не реттеу мә селелері нақ тылы мысалдармен толық тырылады. Ғ ылым мен ө ндіріс арасында аммиак, азот қ ышқ ылы, минералды тың айтқ ыштарды алуғ а байланысты ө ндірістік материалдарды ө ткенде оқ ушылардың политехникалық ой-ө рісі кең ейеді. Азоттың табиғ аттағ ы айналымы, ө зінің жә не қ осылыстарының қ ұ рамы мен қ асиеттеріндегі қ айшылық тар ғ ылыми қ ө зқ арастың қ алыптасуына, ө лі табиғ ат пен тірі табиғ аттың байланысын терең тү сінуге жә рдемдеседі. Оқ ушылардың аммоний ионының жә не азот қ ышқ ылының тұ здарымен, оларды анық тайтын сапалық реакциялармен танысады. Тұ здардың қ ұ рамы, қ асиеттері жә не қ олданылуына байланысты жаттығ улар орындайды, есептер шығ арады.

Кө міртегі топшасы. Бұ л топшаның элементтері: атом қ ұ рлысының электрондық жә не графикалық формулалары, тотығ у дә режелері, жай заттарының қ ұ рлысы, оксидтерінің формулалар, қ ышқ ылдарының формулалары, сутекті қ осылыстарының формулалары бойынша талданады. Осының алдындағ ы топшаның элементтерімен салыстырылады. Кө міртегі тү зетін жай заттарының қ ұ рлысы мен қ асиеттері модельдер мен кестелер арқ ылы нақ тыланады. Алмаз бен градиттің қ асиеттеріндегі айырмашылық тардың себептері ашылады. Оқ ушылардың атомдық ковалентті байланыстар, олардың кең естікте орналасуы жө нінде білімі кең ейеді. Аморфты кө міртегінің қ асиетерін талқ ылаумен байланысты жаң адан адсорбция қ ұ былысы жә не оның маң ызы туралы тү сінік алады.

Кө міртегі мен кремний қ осылыстарының сан алуандығ ы, табиғ аттағ ы жә не организмдер тіршілігіндегі мә німен танысады. Бұ л элемент атомдарының ө зара химиялық байланыстар тү зу ерекшелігін тү сінеді, олардың кең естіктегі бағ ыттаоуы туралы кө зқ арас қ алыптасады. Металдарды оқ ыту ә дістемесі. Металдар туралы оқ у материалын ө ткенде химиялық элемент жай зат жә не кү рделі зат, заттың қ ұ рлысы мен қ асиеттері, химиялық реакция, т.б.ұ ғ ымдар нығ аяды, жаң а деректермен толысады. Периодтық заң, атом қ ұ рлысы, химиялық байланыс жә не иондық теория жө ніндегі білім қ олданыс табады. Металлургия ө неркә сібі жә не металдардың халық шаруашылығ ындағ ы маң ызы туралы нақ тылы ұ ғ ым қ алыптасады. Алдымен металдардың периодтық жү йедегі орны туралы кіріспе оқ ылып, мына мә селелерге назар аударылады: “металл” термині химиялық элементтерді жә не олар тү зетін жай заттарды белгілейді; бір термин арқ ылы берілетін екі ұ ғ ымның ә рқ айсысының ө зіндік мазмұ ны жә не кө лемі нақ тыланады; периодтық жү йеде орналасуы, салыстырмалы атомдық массасы, реттік нө мірі, атом радиусы, иондану энергиясы, т.б. элементке тә н сипатталады. Металдарғ а жататын химиялық элементтер саны жағ ынан бейметалдардан гө рі кө бірек, сексеннен асады. Олар I-III негізгі топшаларда жә не барлық топшаларда периодтық жү йенің сол жағ ында орналасқ ан. Металл атомдарының негізгі ерекшелігі –сыртқ ы қ абатындағ ы электрон саны аз, атом радиустары едә уір ү лкен. Ә р период s-дең гейшесін электрондармен толтыратын сілтілік металдардан басталады. Ү лкен периодтардың ортасында орналасқ ан металл атомдары d-дең гейшесін, аса ү лкен периодтарда орналасқ ан металдар d-дең гейшесін, f-дең гейшесін толтырады.