Ý nghĩa các thuyết và định luật trong Hóa học phổ thông

Ý nghĩa các thuyết và định luật trong Hóa học phổ thông. Ý nghĩa các thuyết và định luật trong Hóa học phổ thông. Ý nghĩa các thuyết và định luật trong Hóa học phổ thông. Ý nghĩa các thuyết và định luật trong Hóa học phổ thông.

Ý nghĩa thuyết định luật chương trình hóa học phổ thơng Thứ Hai, 06/09/2010, 09:54 CH | Lượt xem: 65 Các thuyết định luật sở lý thuyết chủ đạo việc nghiên cứu chất biến đổi chúng I Thuyết hóa học Các lý thuyết quan trọng chương trình hóa học phổ thông lựa chọn tương ứng với ngun tắc xây dựng chương trình phân bớ sắp xếp liên tục chương trình Sự phấn bớ thuyết –định luật đầu chương trình hoặc phần đầu lớp cấp học đã thể phát triển liên tục thuyết vai trò chủ đạo chúng Mỗi lý thuyết sau, dựa sở kiến thức lý thuyết trước ngày phát triển giúp khám phá sâu sắc cấu trúc chất mối liên hệ nhân quả giữa thành phần cấu tạo tính chất chất Thuyết nguyên tử – phân tử: Đây sở lý thuyết giai đoạn đầu nghiên cưú Hóa học Nợi dung bản học thuyết cũng đã hình thành chương trình vật lý (lớp 7) Trong Hóa học khái niệm nền tảng, bản học thuyết khẳng định hình thành mợt cách chắc chắn sở thực nghiệm khoa học Khi đưa vào chương trình nợi dung học thuyết ngun tử –phân tử cổ điển đã bổ sung bằng yếu tố khái niệm đại về cấu tạo chất Đây tiền đề cho việc trình bày lý thuyết chủ đạo chương trình phổ thơng trung học Ví dụ 1: *Vận dụng thuyết nguyên tử lớp có thể hình thành cho học sinh khái niệm ngun tớ hóa học Ví dụ 2: * Vận dụng thuyết cấu tạo nguyên tử lớp 10 hình thành khái niệm đờng vị Cho ngun tử có kí hiệu :   a/ Xác định số e, p, n, ngun tử ngun tớ b/ Các ngun tử cùng mợt ngun tớ có sớ khới giớng khơng? Vì sao? c/ Về mặt cấu tạo, ngun tử cùng mợt ngun tớ có đặc điểm giống, khác nhau? d/ Các nguyên tử nguyên tố gọi đồng vị với Vậy đồng vị ? Thuyết electron: phân bớ phần đầu chương trình lớp 10 phổ thơng trung học để nghiên cứu học thuyết cấu tạo nguyên tử – liên kết hóa học Cơ sở lý thuyết electron về cấu tạo chất nghiên cứu một cách chi tiết đầy đủ Các vấn đề về liên kết hóa học nghiên cứu sở thuyết cấu tạo nguyên tử với khái niệm lượng tử làm rõ trạng thái electron nguyên tử chế tạo thành liên kết hóa học Nội dung bản học thuyết electron vận dụng để nghiên cứu phụ thuộc tính chất chất vào cấu tạo đơn chất hợp chất hóa học Các bước nghiên cứu cũng vận dụng việc nghiên cứu chất hữu Ví dụ 1: Vì Haloghen coi phi kim điển hình? - Các nguyên tử haloghen có 7e lớp ngồi cùng ns 2np5 dễ nhận thêm e tạo ion Xcó cấu hình bền vững khí - Các nguyên tử halogen dễ tạo liên kết cợng hố trị : Vỏ e gần bão hòa Độ âm điện lớn → Halogen phi kim điển hình Ví dụ 2: Nguyên nhân làm cho halogen có tính chất lý học giống ? - Do tơng tự về cấu tạo nguyên tử halogen : có e lớp ngồi cùng - Ở cả trạng thái rắn, lỏng, khí halogen đều gồm những phần tử X , nguyên tử liên kết với bằng liên kết Ví dụ 3: Vì ngồi mức oxi hóa -1 , halogen (trừ F) còn thể mức oh +1, +3 , +5, +7 - Do Flo có đợ âm điện lớn khơng có phân lớp nd nên Flo chỉ thể sớ oxi hóa -1 hợp chất - Còn nguyên tố còn lại đều có phân lớp nd trớng, bị kích thích, những electron cặp đôi nguyên tử Cl, Br, I lên mức nd, làm số electron tham gia tạo thành liên kết cợng hố trị đến 3,5 hoặc → có sớ oxi hố dương lẻ Lý thút về phản ứng hóa học: Đây lý thuyết về q trình hóa học nghiên cứu học kì lớp 10 phổ thơng trung học: bản chất phản ứng hóa học nghiên cứu sâu giái thích bằng phá vỡ liên kết giữa nguyên tử phân tử chất tham gia phản ứng tạo thành liên kết mới để tạo phân tử chất mới Các qui luật nhiệt hóa nghiên cứu về mặt lượng phản ứng hóa học Đợng học phản ứng hóa học nghiên cứu mức độ kinh nghiệm Ví dụ : Khi giảng dạy phản ứng: H2 + O2 → 2H2O - Giáo viên dựa vào thuyết phản ứng hoá học chỉ rõ cho học sinh thấy bản chất phản ứng phá huỷ liên kết phân tử H O2 tạo thành nguyên tử H O sau hình thành liên kết mới : Liên kết giữa một nguyên tử O kết hợp với hai nguyên tử H tạo thành phân tử H2O →Giáo dục giới quan cho học sinh : “vật chất không tự sinh cũng không tự mà chỉ chuyển hoá từ dạng sang dạng khác” Thuyết cấu tạo các hợp chất hữu : Thuyết cấu tạo hóa học hữu bắt đầu từ nội dung bản thuyết Bút lê rốp mở rộng bằng quan điểm thuyết electron cấu trúc không gian Nội dung học thuyết giúp nghiên cứu cấu trúc loại hợp chất hữu sở để giải thích chất hữu cơ, ảnh hưởng giữa nguyên tử phân tử Thuyết cấu tạo gồm hợp chất hữa nghiên cứu phần đầu hóa học hữu lớp 11 học kỳ Dựa luận điểm thuyết cấu tạo hợp chất hữu Bút lê rớp có thể giải thích vấn đề Ví dụ 1: Ứng với công thức phân tử C 2H6O ta có chất có cấu tạo khác => tính chất hoá học khác Ví dụ 2: Thành phần phân tử khác cấu tạo hoá học khác => tính chất hoá học khác : + Phụ thuộc vào số lượng nguyên tử C4H10 : Chất khí C5H12 : Chất lỏng + Phụ thuộc vào bản chất nguyên tử CH4 : Chất khí, dễ cháy CCl4 : Chất lỏng, không cháy Ví dụ 3: Vận dụng ảnh hưởng qua lại nguyên tử phân tử phenol Giải thích phenol phản ứng với NaOH còn C2H5OH thìng phản ứng Do gớc _C6H5 rút điện tử làm cho nguyên tử H nhóm –OH C 6H5OH linh đợng dễ tách C6H5OH có tính axít phản ứng với NaOH Ví dụ 4: Vận dụng khác về cấu tạo để giải thích một số tính chất vật lý như: So sánh nhiệt độ sôi C2H5OH CH3COOH Nhiệt độ sôi CH3COOH > C2H5OH Lý thuyết sự điện ly : Lý thuyết điện li có đóng góp thực vào việc nghiên cứu chất điện li về mặt chế qui luật phản ứng Nó cho phép khám phá bản chất chất điện li, trình điện li ,phát triển khái quát kiến thức về loại chất axit, bazơ lưỡng tính chứng minh tính tương đối phân loại Lý thuyết đưa khả giải thích phụ thuộc tính chất điện li vào thành phần cấu tạo chúng theo quan điểm thuyết Prôton Ví dụ 1: Dựa vào thuyết về điện ly, dự đoán tờn nhóm ion dung dịch a) HCO3- , K+ , Ca2+ , H+ b) HCO3 , Na+ , Ba2+ , OH- c) Fe2+ , Cl- , NO3- , S2Trong dung dịch a) Ion H+ nhiều khơng thể tờn cùng với HCO3- xảy phản ứng H+ + HCO3- → CO2 + H2O b) OH- không thể tồn cùng với HCO32 - OH- + HCO3- → H2O + CO3 c) Fe+ khơng thể tờn cùng với S2 - Fe+ + S2 - → FeS ! Ví dụ 2: Dự đoán phản ứng hoá học xảy Về nguyên tắc Ag không phản ứng với dung dịch axít loãng Ag có khả đẩy H2 khỏi axít HI tạo AgI khó tan 2Ag + 2HI → 2AgI¯ + H2 Ví dụ 3: Vì HF tan vơ hạn nước tính axít lại axít yếu Trong dung dịch nước HF + H2O → H3O+ + FKa = 7,2 x 10-5 Ngoài trình phân li kém HF gây nên chủ yếu lượng liên kết H – F lớn còn có thêm q trình kết hợp ion F- với phân tử HF F- + HF → HF2 K=5 → Hàm lượng tương đối H 3O+ không đáng kể → tác dụng với NaOH hay KOH HF tạo ḿi NaHF2 hay KHF2 Ví dụ 4:Tính axit dãy từ HF → HI thay đổi ? Nguyên nhân - Dung dịch nước Hidrô Halogenua những axít gọi axít halogen hidric HX + H2O → H3O+ + XTính axít dãy tăng HF < HCl < HBr < HI nguyên nhân từ F → I bán kính nguyên tử tăng, độ xen phủ e nguyên tử H halogen giảm, vùng xen phủ nằm khoảng cách xa hạt nhân nguyên tử halogen bị chặn mạnh số lớp e trung gian tăng → lượng liên kết H – X giảm → khả tách H+ HX tan vào H2O tăng → tính axít tăng II Các định luật hóa học bản : Các định luật hóa học đưa vào chương trình để giúp cho trình nghiên cứu qui luật chung riêng biệt về cấu tạo chất biến đổi chất Định luật thành phần không đổi : nghiên cứu thành phần định lượng về cấu trúc phân tử chất , làm sở dể xác định nguyên tớ hóa học tạo nên phân tử chất từ sớ ngun tử ngun tớ có thành phần chất sở để biểu diễn, mơ tả chất bằng kí hiệu, cơng thức hóa học chất Định luật nghiên cứu chương II lớp PTTHCS Định luật bảo toàn khối lượng : Nghiên cứu qui luật bảo tồn khới lượng chất phản ứng hóa học q trình biến đỏi , vận động vật chất : khối lượng chất bảả̀o tồn chỉ có “thay đổi lại cấu tạo , sấp xếp lại nguyên tử để tạo chất mới” Định luật làm sở cho việc tính tốn định lượng chất phản ứng hóa học Áp dụng định luật bảo tồn khới lượng giải tốn định lượng Ví dụ 1: Để đớt cháy hoàn toàn 4,45g chất hữu A, người ta phải dùng hết 4,2 lít O Sản phẩm cháy gờm có 3,15g H2O 3,92 lít hỡn hợp N2 CO2 Các thể tích đo đktc Xác định CTPT chất A biết tỉ khối A đối với H2 44,5 Theo định luật bảo tồn khới lượng ta có : mA + mO2 - mH2O = mN2 + mCO2 Từ đặt phương trình theo CO2 = 7,3 Tiếp tục sử dụng dữ kiện còn lại giải tiếp toán Định luật Avôgađgo : Xác định thể tích một phân tử chất khí điều kiện chuẩn Định luật giúp cho việc nghiên cứu định lượng trình biến đổi chất khí điều kiện chuẩn mở rộng điều kiện khác theo phương trình trạng thái chất khí Ví dụ 1: làm bay 15g chất B chiếm thể tích bằng thể tích 7g khí N (đo cùng điều kiện) Tìm khối lượng mol phân tử khí B Để giải toán giáo viên hướng dẫn học sinh áp dụng hệ quả định luật Avơgadrơ, cùng điều kiện tỉ lệ thể tích tương ứng với tỉ lệ số mol > số mol 15g B bằng số mol 7g N2 > giải tiếp toán m N2 + m Định luật tuần hoàn các nguyên tố hóa học : Nghiên cứu qui luật biến đổi t̀n hồn tính chất ngun tớ , hợp chất chu kỳ , nhóm ngun tớ hóa học Cùng với thuyết electron xác định mối liên hệ giữa vị trí nguyên tố HTTH qui luật biến đổi tính chất chất với cấu tạo nguyên tử , dạng liên kết hóa học chất Trên sở mà dự đoán tính chất chất, định hướng cao nghiên cứu thực nghiệm chất hình thành kĩ dự đóan khoa học học tập hóa học cho học sinh III Kết luận Các thuyết – định luật hóa học giữ vai trò sở lý thuyết cho tồn bợ chương tư(nh , giúp cho việc nghiên cứu vấn đề cụ thể chương trình hóa học Sự nghiên cứu lý thuyết – định luật có giá trị phương pháp luận quan trọng tất cả giai đoạn tổng kết, khái quát hóa kiến thức Sự tổng kết vấn đề sở lý thuyết chủ đạo tạo điều kiện phát triễn tư lí thuyết, một phương pháp nhận thức , học tập bản bộ môn hóa học Các thuyết làm sở cho nghiên cứu hóa học đều đặt đầu chương trình để giúp cho việc nghiên cứu vấn đề cụ thể dễ dàng Một số định luật, qui tắc học xen kẽ với phần cụ thể nghiên cứu về chất vẫn đảm bảo vai trò chủ đạo lí thuyết : nghiên cứu trước một bước làm sở cho việc giải thích , hiểu sâu về chất biến đổi chúng Thông qua việc nghiên cứu thuyết, định luật hóa học mà hình thành giới quan khoa học, sở phép biện chứng (Tổng hợp) Nguyên tắc chung dạy về thuyết định luật chương trình Hóa học phổ thơng Phương pháp D3H, Phương pháp dạy học | Chemistry Express | Tháng Tám 15, 2010 at 20:32 Các thuyết – định luật Hóa học giữ vai trò sở lý thuyết cho tồn bợ chương trình , giúp cho việc nghiên cứu vấn đề cụ thể chương trình hóa học Tuy nhiên, để học sinh nắm nội dung thuyết định luật thật không hề đơn giản Vì vậy, dạy về thuyết định luật, cần thực nguyên tắc sau Nguyên tắc Khi dạy học về thuyết định luật Hóa học bản cần xuất phát từ kiện cụ thể, riêng lẻ có liên quan đến nợi dung học thuyết, định luật để khái qt hóa, tìm bản chất chung hoặc quy luật nêu nợi dung bản học thuyết Năm 1897 – Từ thí nghiệm Tôm-xơn đã phát tia âm cực mà bản chất chùm hạt nhỏ bé mang điện tích âm gọi electron Năm 1911 – Rơ-dơ-pho cộng đã cho hạt a bắn phá một vàng mỏng dùng huỳnh quang đặt sau vàng để theo dõi đường hạt α Từ đến kết luận ngun tử có cấu tạo rỡng, e chuyển động tạo vỏ electron bao quanh hạt mang điện tích dương có kích thước nhỏ bé so với kích thước nguyên tử, nằm tâm nguyên tử Đó hạt nhân nguyên tử Năm 1916 – Rơ-dơ-pho phát một loại hạt mang điện tích gọi proton chính ion dương H+ ký hiệu bằng chữ P Năm 1932 – Chat-vich cộng tác viên Rơ-dơ-pho dùng hạt a bắn phá kim loại Beri mỏng phát một loại hạt mới có khới lượng xấp xỉ khới lượng proton không mang điện, gọi hạt nơtron (ký hiệu chữ n) Từ kiện những thí nghiệm nhà bác học dần dần dẫn đến khái qt tìm bản chất nợi dung thuyết cấu tạo nguyên tử: Thành phần cấu tạo nguyên tử gồm: - Hạt nhân nằm tâm nguyên tử gồm hạt p, n - Vỏ electron nguyên tử gồm e chuyển động xung quanh hạt nhân - Các đặc điểm loại hạt (kích thước, khối lượng, điện tích…) Nguyên tắc Cần phải nêu rõ (phát biểu) một cách chính xác, khoa học nội dung học thuyết hoặc định luật cần nghiên cứu Thí dụ: Bảng t̀n hồn ngun tớ hóa học Khi nghiên cứu về định luật tuần hoàn ngun tớ hóa học cần phải nghiên cứu biến đổi t̀n hồn cấu hình electron ngun tử ngun tớ hóa học (Bảng 2-1 trang 39 sách giáo khoa lớp 10) từ phải nêu rõ định luật tuần hoàn phát biểu sau: “Sự biến đổi tuần hồn về cấu hình electron ngun tử ngun tố chính nguyên nhân biến đổi tuần hồn về tính chất ngun tớố́ đó” Đó chính sở định luật tuần hoàn Men-đê-le-ep Nguyên tắc Từ nội dung định luật học thuyết cần chỉ sở khoa học, ý nghĩa chúng để giúp học sinh hiểu, nắm chắc nội dung vận dụng việc nghiên cứu vấn đề cụ thể, giải vấn đề học tập đặt Thí dụ: Từ định luật tuần hoàn thuyết electron cần chỉ sở khoa học nợi dung định luật cấu hình electron sẽ định tính chất chất biến đổi tính chất chất hợp chất chúng Từ thấy vai trò ý nghĩa chúng việc vận dụng xét về mối quan hệ giữa vị trí cấu tạo, giữa vị trí tính chất, so sánh tính chất hóa học một nguyên tố với nguyên tố lân cận… Nguyên tắc Cần cho học sinh vận dụng những nội dung học thuyết vào việc nghiên cứu trường hợp cụ thể khác để hiểu sâu sắc nợi dung nó, hồn thiện – phát triển, mở rợng phạm vi áp dụng Thí dụ: Vận dụng nguyên lý quy tắc phân bổ electron ngun tử để viết cấu hình electron mợt sớ ngun tớ phân nhóm phụ như: Cu, Fe, Cr… (mở rộng phạm vi áp dụng) để hiểu rõ hơn, sâu về quy luật phân bố e Cu: Z = 29 cấu hình e: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d9 4s2 phân lớp 3d9 dễ dàng nhận 1e phân lớp 4s2 để tạo thành cấu hình 3d10 cấu hình bền vững nên cấu hình electron Cu 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1 Nguyên tắc Cần tận dụng kiến thức lịch sử hóa học để giúp học sinh hiểu những nợi dung khó phần lý thuyết giới thiệu cách tư khoa học nhà hóa học để rèn luyện phát triển tư sáng tạo học sinh Thí dụ: Minh họa nguyên tắc Hoặc giới thiệu lịch sử về nhà bác học Men- đê- lê – ep (trang 55 – Sách giáo khoa hóa học, lớp 10) Nguyên tắc Tăng cường sử dụng phương tiện trực quan: mô hình, tranh vẽ, thí nghiệm, biểu bảng… giúp học sinh tiếp thu dễ dàng nội dung thuyết định luật hóa học