Дипломная работа: Исследование возможности наполнения темы "Элементы II группы периодической системы Д.И. Менделеева" прикладным и экологическим содержанием посредством проведения интегрированных уроков
—раскрытие экологических проблем;
—возможности для самостоятельного изучения учащимися отдельных вопросов;
—использование современных способов изложения материала;
—условия для контроля и самоконтроля;
—плотность введения понятий.
Учебник под редакцией Р.Г. Ивановой, А.А. Кавериной «Химия-9» [5] полностью отвечает этим требованиям. Курс начинается с изложения периодического закона и периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, дано определение понятий «закон» и «система». Для ознакомления учащихся с эмпирическим методом познания в учебнике прослеживаются этапы открытия закона от накопления эмпирических фактов к выявлению закономерностей, от менделеевского этапа (химического) до современного (физического). Такая логика подачи материала способствует осознанию роли теории, пониманию значения периодического закона и изменения его функций – от обобщающей до объясняющей и прогнозирующей.
Возможность применения теоретических знаний предоставляется учащимся при характеристике металлов в зависимости от их положения в периодической системе и особенностей строения атомов.
Далее следует раздел, посвященный общим и особенным свойствам металлов, которые также рассматриваются на основе теоретических представлений о строении атомов, химической связи, процессов окисления-восстановления, ионного обмена в реакциях соединения металлов в растворах.
Особенностью этого учебного издания является то, что знания о веществах (неметаллах и металлах) позволяют рассмотреть в учебнике промышленные способы получения важнейших веществ, подвести учащихся к пониманию сущности сырьевой, природосберегающей и экологической проблем, осознанию роли химии в их решении.
Заканчивается учебник разделом, цель которого — обобщение и систематизация знаний по неорганической химии.
В учебнике есть Приложение 1 «Лабораторные опыты и практические работы и Приложение 2 «Для любознательных».
В приложении для любознательных помещен материал, расширяющий знания о строении металлов, об аллотропии олова, об электрохимических свойствах металлов (ряд напряжений), о токсичности ртути и способах устранения загрязнений окружающей среды, о минералах, комплексных соединениях, истории металлургии, металлах в окружающей среде, проблеме защиты окружающей среды [4].
В некоторых учебниках вместо познавательной задачи ставятся вопросы для актуализации знаний, полученных ранее. Такой прием тоже полезен, потому что способствует осознанию связей между параграфами, восприятию содержания предмета как единого целого, т. е. системности. Такой прием мы находим у Н. С. Ахметова [4], Н. Е. Кузнецовой, И. М. Титовой, Н. Н. Тары, А. Ю. Жегина [6].
В учебнике под редакцией Ахметова Н.С. [4]в каждой главе и параграфе цели конкретизированы в форме познавательных задач, которые могут носить проблемный характер, но, к сожалению, это пособиерассматривает только вопросы получения щелочноземельных металлов, их физические и химические свойства, применение, содержит материал для углубленного изучения, но не затрагивает экологические проблемы. Отличительностью особенностью этого учебника является высокий уровень упражнений и задач для закрепления изученного материала. Задания рассчитаны на самостоятельную работу учащихся и носят поисковый характер.
В настоящее время делаются попытки создать учебники, обеспечивающие дифференцированный подход к учащимся, так называемые двухуровневые и даже трехуровневые учебники. Примером могут служить учебники Л. С. Гузея, Р. П. Суровцевой и В. В. Сорокина [7], а также Е. Е. Минченкова и Л. С. Зазнобиной [8]. В них наряду с текстом, предназначенным для каждого ученика, специально отчеркнуты вертикальной чертой слева абзацы, в которых изложен материал для более глубокого изучения химии. Этот текст будут читать ученики, заинтересовавшиеся химией. Он значительно превышает обязательный минимум содержания. Такая же дифференциация предусмотрена и в системе заданий.
Учебник под редакцией Фельдмана Ф.Г., Рудзитиса Г.Е. представляет собой своего рода справочник, где приводится характеристика, свойства элементов, применение, способы получения. Задания и упражнения носят классический характер. Вопросы производства освещены слабо, экологические проблемы, связанные с элементами и их соединениями приводятся в общих чертах.
Таким образом, рассмотрение основных школьных пособий по химии позволяет сделать вывод, что в условиях экологизации химического образования возрастает роль теоретического и практического материала экологической направленности. Эта проблема должна решаться через экологизацию школьных учебников по химии, где должны рассматриваться сущности экологических проблем и способы их решения, что будет способствовать формированию экологического мировоззрения учащихся.
Глава II . ЭЛЕМЕНТЫ II ГРУППЫ ТАБЛИЦЫ Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА. ХИМИЯ И ЭКОЛОГИЯ
2.1 Общая характеристика
К щелочноземельным металлам относятся следующие элементы главной подгруппы II группы Периодической системы: кальций, стронций, барий и радий. Магний имеет ряд сходных со щелочными металлами свойств, бериллий по химическим свойствам ближе к алюминию. Щелочноземельные металлы являются электронными аналогами, внешний электронный уровень имеет строение ns2 , в соединениях наиболее характерная степень окисления +2. В соединениях с неметаллами основой тип связи – ионный. Соединения щелочноземельных металлов окрашивают бесцветное пламя газовой горелки: кальция – в оранжево-красный, стронция – в темно-красный, бария – в светло-зеленый цвет. В природе щелочноземельные металлы встречаются только в виде соединений, основные минералы кальция – кальцит (известковый шпат, известняк, мрамор, мел) СаСО3 , доломит CaMg(CO3 )2 , гипс CaSO4 2H2 O, флюорит CaF2 , гидроксиапатит (фосфорит) Ca5 (PO4 )3 (OH), апатит Ca5 (PO4 )3 F,Cl. Основные минералы стронция – стронцианит SrCO3 и целестин SrSO4 , бария – витерит BaCO3 и барит BaSO4 .
Физические свойства. Внешне – серебристо-белые блестящие металлы, твердость значительно выше, чем у щелочных металлов. Твердость по группе уменьшается сверху вниз, барий по твердости близок к свинцу. Температуры плавления щелочноземельных металлов выше, чем у щелочных и составляют: для кальция 851о С, стронция 770о С, бария 710о С. Плотности щелочноземельных металлов в подгруппе сверху вниз увеличиваются и равны для Са, Sr и Ва, соответственно 1,54, 2,63 и 3,76 г/см3 .
Химические свойства щелочноземельных металлов
Щелочноземельные металлы химически весьма активны, в реакциях проявляют свойства восстановителей. Взаимодействуют с
1. Кислородом (горят на воздухе)
2Са + О2 = 2СаО
2Sr + O2 = 2SrO
2Ba + O2 = 2BaO
При этом образуются и нитриды состава Me3 N2 . При контакте щелочноземельных металлов с воздухом при комнатной температуре на поверхности металлов образуетсяжелтоватая пленка, состоящая из оксидов, гидроксидов и нитридов.
Оксид бария при нагреваии до 500о С образуeт пероксид:
2BaO + O2 = 2BaO2
который разлагается при температуре выше 800о С:
2BaO2 = 2BaO + O2
2. С водородом при нагревании образуют гидриды
Ca + H2 = CaH2
Ba + H2 = BaH2
3. С серой реагируют в обычных условиях, образуя сульфиды
Ca + S = CaS
иполисульфиды
CaS + nS = CaSn+1
4. С азотом – при нагревании образуют нитриды
3Ca + N2 = Ca3 N2
5. C фосфором – фосфиды
3Ca + 2Р = Ca3 Р2