Магическая наука. Химия

Ни одна наука не нуждается в эксперименте в такой степени, как химия

Майкл Фарадей

Иллюстратор Гелена Анатольевна Жукова

© Яна Геннадьевна Агафонова, 2023

© Гелена Анатольевна Жукова, иллюстрации, 2023

ISBN 978-5-0060-4089-2

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

Одной из важнейших составляющих процесса обучения химии, являются занимательные опыты. Именно эксперименты формируют у детей интерес к изучению предмета, прививают любовь к науке.

Выполняя практические действия, дети получают дополнительные навыки в области работы с веществами, обращением с техникой и оборудованием. Эти знания помогают «приобретению опыта химически грамотного использования веществ и материалов, применяемых в быту», что обозначено в концепции учебного предмета «химия», как первостепенное.

В процессе экспериментального обучения у ребят происходит развитие мотивации, что, в свою очередь, формирует осознанную научную грамотность. Изучение теоретических основ опыта способствует более осмысленному восприятию полученных результатов. Раскрываются творческие способности, познавательная активность и самостоятельность.

Актуальность

Данная книга сочетает в себе научность и занимательность, имеет познавательную и практическую ценность. Предназначена для проведения совместного досуга родителей и детей от 6 до 12 лет, а также для организации внеклассных мероприятий в школе, или во время внеурочной кружковой деятельности. Каждая глава книги – это отдельное «занятие», проходя которое, ребёнок знакомится с веществами, их строением, свойствами и применением. В каждой главе есть портреты учёных, иллюстрации, загадки, головоломки, викторины. Дети узнают, как устроен окружающий мир, какие интересные явления могут происходить с веществами, узнают о практической значимости веществ. А помогут в знакомстве с магической наукой – книга и, конечно, взрослые! Пусть каждый ребёнок почувствует себя настоящим магом и волшебником!

Уникальность

Отличительная особенность книги – структурированность подачи материала. Все эксперименты проводятся в рамках рассмотрения определенной темы, по составленному плану освоения науки, и направлены на знакомство со всеми веществами, процессами и явлениями, которые будут изучаться в школьном курсе химии.

Опыты безопасны и разнообразны по своей природе и способам их выполнения. Все вещества для опытов можно найти на кухне, позаимствовать в ванной, купить в аптеке или в магазине для садовода. Для развития интереса к предмету и повышения уровня мотивационной деятельности, материал дополнен игровыми заданиями, интересными фактами о веществах и их открытиях, сведениями о жизни и деятельности великих ученых.

Цель:

С помощью захватывающих опытов показать ребёнку, что наука химия может быть очень интересной. Сделаем мы это эффективно – предложим самостоятельно провести массу интересных, познавательных и увлекательных экспериментов. Дети никогда не забудут занятия, на которых они сами проведут опыты и увидят результат!

Задачи:

– Сформировать интерес к миру веществ и химических превращений

– Расширить у учащихся кругозор представлений о значимости химических знаний

– Подготовить школьников к изучению учебного предмета «Химия» в 8 классе

При изучении химии:

– Дети увидят красочные опыты и узнают, как устроен окружающий мир

– Смогут овладеть навыками лабораторных исследований, выполнять несложные химические опыты, соблюдая технику безопасности

– Научатся использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни.

– Познакомятся со строением веществ, их свойствами и превращениями.

– Все опыты, проводимые на «занятиях», безопасны, могут проводиться детьми самостоятельно, под руководством родителей. В каждом опыте есть подробное объяснение происходящим процессам и явлениям.

– На каждом «занятии» ребёнок ведет «Лабораторный журнал», где может записывать формулы веществ, зарисовывать опыты.

– В «Лабораторный журнал» можно вклеивать карточки с формулами и названиями химических элементов и веществ, которые обозначены пунктирными линиями.

– Иллюстрации к «занятию» можно распечатывать и магнитом прикреплять к холодильнику, создавая дома настоящую лабораторию!

– Ребята узнают о великих ученых, внёсших огромный вклад в развитие науки химии.

– По окончании «занятий», в конце книги есть диплом, который можно распечатать, подписать, и вручить каждому юному химику, освоившему курс!

Дополнительно, в программу знакомства с наукой включены:

– Разгадывание кроссвордов, головоломок, загадок по химии

– Викторины по химии

* – значком обозначаются дополнительные опыты или информация, которые будут интересны детям старшей возрастной группы

** – значком обозначаются вещества и оборудование, которые возможно приобрести через интернет или купить в специализированном магазине

Детям на занятиях понадобятся:

– Папка для хранения материалов занятия

– Таблица Д. И. Менделеева, находить и разукрашивать изученные элементы (распечатать из 1 главы).

– Цветные карандаши/ручки

– Зубочистки

– Картон формата А4 (плотная бумага)

– Пластилин

– Тетрадь в клетку 48 л. – «Лабораторный журнал» (для записи темы, формул веществ и выполнения рисунков)

1. Начало химии. Чудеса вокруг нас

Ребята, наше занятие – Ваш первый в жизни урок химии

Сегодня мы узнаем, что такое химия?

И какими удивительными способностями может обладать эта интересная наука!

Начнём с мира веществ, в котором живём, это и кислород, которым мы дышим, и вода, которую пьём. Все физические тела, которые мы используем в повседневной жизни, они тоже состоят из веществ.

Например: салфетка бумажная, ложка железная, стакан стеклянный, тарелка пластмассовая

Все эти вещества изучает наука химия. Химия – это и лекарства, которые помогают нам выздоравливать, и удобрения, благодаря которым мы выращиваем растения, это и пищевые добавки, которые улучшают вкус любимых нам блюд. Человек в повседневной жизни постоянно использует все эти вещества, а для того, чтобы правильно их применять, важно знать о свойствах этих веществ.

Например:

сахар – это твёрдое вещество, прозрачное, сладкое на вкус

вода – жидкость, прозрачная и безвкусная

Все эти свойства – это признаки веществ, их тоже изучает наука химия. Чтобы правильно использовать вещества, кроме состава и свойств важно знать, что может происходить с веществами?

Например: бумага горит, молоко прокисает, листья осенью желтеют.

Всё это превращения веществ.

Таким образом,

Химия – это наука о веществах, их свойствах и превращениях.

Теперь перейдем к самому интересному, какими способностями обладает наука химия?

«Химическая змея»

«Пенный фонтан»

Важная информация! *

!!! Обычная медицинская перекись имеет концентрацию 3%, а содержание перекиси в гидроперите составляет 35%. При разбавлении у нас она получается около 7—10% в зависимости от количества воды. Исходя из этих данных, надо понимать, что мы работаем с достаточно едким раствором.

Необходимо соблюдать меры безопасности при работе с веществами из опыта! Не допускать попадание раствора в глаза и на кожу. К тому же, реакция взаимодействия перекиси и марганцовки экзотермическая, выделяется тепло и можно обжечься.

«Пенный фонтанчик»

«Необычные мыльные пузыри»

Все вещества, которые мы использовали в наших экспериментах, все вещества, которые нас окружают, состоят из химических элементов. Кто же такие эти химические элементы и где они «живут»?

Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева

Таблицу можно представить в виде многоэтажного дома, где «живут» все химические элементы. У каждого «жильца» есть своя «квартира», т.е. клетка, с определённым порядковым номером. Например, P (фосфор), расположенный в клетке №15, «живёт» в «квартире» №15

Горизонтальные ряды дома – это «этажи», их всего 7. В химии они называются – периоды. На первом этаже живут всего два химических элемента, на втором и третьем – по восемь. Эти периоды называются малыми. Начиная с 4 периода, на каждом этаже «проживает» больше «жителей». Например, в 4—5 их 18, а в 6 периоде – 32. Эти периоды называют большими, они состоят из двух рядов и вмещают уже больше химических элементов. 7 период – заполнен не полностью, не все «жители» еще заселили этот этаж.

В доме есть «подвальные этажи», где живут по 14 элементов-близнецов, похожих по своим свойствам. Одни похожи на лантан (La⁵⁷), поэтому называются лантаноиды, другие похожи на актиний (Ac⁸⁹) – актиноиды.

Вертикальные ряды дома – подъезды, их всего 8. В химии они называются – группы. В этих вертикальных столбцах химические элементы имеют схожие свойства. Каждая группа состоит из двух подгрупп – главная и побочная. Главную подгруппу еще обозначают подгруппой А, в нее входят элементы и малых и больших периодов. Побочную подгруппу называют подгруппой В, в неё входят элементы только больших периодов.

1 марта 1869 г. – опубликован первый вариант таблицы, имевший название: «Опыт системы элементов», основанный на атомном весе и химическом сходстве элементов. Для её разработки было приложено много усилий. Следует отметить, что гениальная мысль не пришла учёному в один вечер во время работы. Менделеев трудился около 20 лет, снова и снова перебирал карточки с элементами, изучая их характеристики.

На момент открытия таблицы было известно 63 элемента. В настоящее время – 118 (94 из них обнаружены в природе, 24 – получены искусственно, в лабораториях, в результате ядерных реакций). Еще 8 элементов являются лишь гипотетическими вариантами. Их пытаются изобрести, или получить.

В 1955 году американские физики, во главе с Г. Сиборгом синтезировали химический элемент №101 и назвали его «Менделевий» – в знак признания заслуг великого русского учёного.

Среди 118 элементов, образующих простые вещества, неметаллов насчитывается – 22, остальные— металлы.

По физическим свойствам: 11 – газообразные вещества, 2- жидкости (Br, Hg), остальные – твёрдые вещества.

Дмитрий Иванович Менделеев (1834 – 1907)

Дмитрий Иванович Менделеев родился 8 февраля 1834 года в городе Тобольске – первой столице Сибирского края. Отец Дмитрия – Иван Павлович, занимал должность директора Тобольской Гимназии. Все заботы о семье легли на маму – Марию Дмитриевну, она приложила немало усилий, чтобы ее дети получили хорошее образование. Благодаря маме, Дмитрий поступил в Главный педагогический институт (Санкт-Петербургский государственный университет)

Дмитрий Иванович имел большой педагогический опыт, работал в лицеях, гимназиях, преподавал в институте, в котором проработал около 30 лет. Свою последнюю лекцию, которую ученый прочитал 22 марта 1890 года, он завершил такими словами: «Покорнейше прошу не сопровождать моего ухода аплодисментами по множеству различных причин».

Существует мнение, что однажды Менделеев во сне увидел периодическую таблицу, после чего он её и составил. Однако ученый опроверг эту легенду, сказав следующее: «Я над ней, может быть, двадцать лет думал, а Вы говорите: сидел и вдруг… готово». Первый вариант таблицы Менделеев сделал, начертив набросок на обратной стороне письма, в котором его приглашали приехать и помочь производству.

Выдающийся учёный занимался не только научной работой и педагогической деятельностью. В свободное время он любил изготавливать чемоданы. Это ремесло Менделеев освоил, когда из-за войны закрылась гимназия, в которой он работал. Однажды на рынке, во время покупки кожи, один из покупателей спросил у купца, кто это, на что получил ответ: «Это известный, знаменитый чемоданных дел мастер Менделеев!»

Менделеев также работал над конструкцией летательных аппаратов, с помощью которых он планировал исследовать температуру, давление и влажность в верхних слоях атмосферы.

РУБРИКА «Занимательная химия»

Лабиринт

Ребята, лаборатория нашего волшебника, который помогает нам в магических опытах, переехала на другой этаж. Помоги магу найти путь среди бесчисленных коридоров большого здания.

Дмитрий Иванович Менделеев (1834 – 1907)

Д. И. Менделеев. Рукопись «Опыта системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве».