Методика изучения периодического закона, периодической системы Д. И. Менделеева

строения атома
Береснева Е. В.
к.п.н., профессор кафедры фундаментальной химии и методики

обучения химии ВятГУ

школьном курсе химии
Место данной темы в школьном курсе химии и

методические подходы к ее изучению
Методы и средства изучения темы
Методика изучения темы в школьном курсе химии

Д.И. Менделеева: пособ. для учащихся. М.: Просвещение, 1982, 1973
2. Астахов

К.В. Современное состояние периодической системы Д.И. Менделеева: Серия Химия №12. М.: Знание, 1969
3. Биографии великих химиков / ред. К. Хайниг, пер. с нем. В.А. Крицмана, под ред. Г.В. Быкова и С.А. Погодина. М.: Изд. Мир, 1981
4. Волков В.А., Вонский Е.В., Кузнецова Г.И. Выдающиеся химики мира: биографический справочник. М.: Высшая школа, 1991

М.: Атомиздат, 1977
6. Кедров В.М., Трифонов Д.Н. Закон периодичности и

химические элементы. М.: Наука, 1969
7. Курбатов В. Менделеев: детгиз в помощь школьнику. Москва, Ленинград, 1950
8. Макареня А.А., Рысев Ю.В. Менделеев Д.И.: серия «Люди науки». М.: Просвещение, 1983
9. Макареня А.А. Д.И. Менделеев и физико-химические науки. М.: Энергоиздат, 1982

для учителей. М.: Просвещение, 1969
11. Манолов К. Великие химики. М.:

Мир, 1985, т. 2
12. Семишин В.И. Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева. М.: Химия, 1972
13. Соловьев Ю.И. История химии. М.: Просвещение, 1976
14. Фигуровский Н.А. История химии. М.: Просвещение,1979

школьном курсе химии

«Периодический закон и система Д.И.Менделеева – предельно краткая

и четкая физико-химическая энциклопедия, уникальное обобщение основного содержания химии, взаимосвязи всех химических элементов, основной закон развития общества, отражающий поступательное развитие материи»
М. Х. Карапетьянц

периодического закона
- вскрыть природу периодичности свойств элементов, определяемую строением атомов
-

выявить закономерности периодической системы
- сформировать представления об амфотерных соединениях
- привить знания о качественных и количественных характеристиках атомов, которые в дальнейшем обеспечат глубокое понимание природы связи, структуры веществ, закономерностей протекания химических реакций

единства веществ благодаря общности в строении их атомов
- рассмотреть изотопию

как одну из причин многообразия веществ
- развить знания о внутренней двойственности веществ на материале об амфотерных соединениях и строении атомов
- показать на конкретных примерах значение теоретических знаний для развития науки и техники
- подтвердить основные законы диалектики
- провести патриотическое воспитание

сквере ВНИИМ им. Д. И. Менделеева

анализировать, сравнивать свойства химических элементов и характер соответствующих им оксидов

и гидроксидов
- устанавливать причинно-следственные связи
- применять теоретические знания для объяснения и предсказания свойств простых и сложных веществ на основе знаний о строении атомов химических элементов
- прогнозировать свойства неоткрытых элементов и образуемых ими соединений

к ее изучению


Периодический закон выполняет в школьном курсе химии

две функции:
является целью изучения (периодический закон изучается в конце курса и рассматривается как обобщение)
является средством обучения (периодический закон изучается в начале курса и рассматривается как средство усиления (углубления) далее получаемых знаний)

так как 1-ая функция не ведет к углублению знаний учащихся,

а для реализации 2-ой функции на начальном этапе изучения химии необходим минимум знаний (основных законов и понятий химии), поэтому изучение темы переносится на середину 8-го класса

Сведения о периодическом законе и периодическом изменении свойств химических элементов

и веществ в зависимости от возрастания атомных масс элементов

Сведения о строении атомов элементов

путь, пройденный Д. И. Менделеевым. Подход позволяет показать школьникам диалектику

познания; раскрыть своеобразие стиля мышления, характерного для данного периода времени в развитии познания; проникнуть в лабораторию ученого, увидеть, какая работа в ней происходит, как совершаются открытия

Логический
Изучение строения атомов первых 20 элементов периодической системы должно проводиться до ознакомления учащихся с периодическим законом. Такой подход экономит время, но игнорирует принцип историзма, что ведет к недооценке воспитывающей функции обучения. Критикуется многими методистами

свойств элементов и веществ от атомных масс элементов, а затем

выявляется ее причина на основе строения атомов элементов
Изложить полностью процесс открытия периодического закона, сравнительный метод Д. И. Менделеева, который лежал в основе открытия, нет возможности в курсе химии средней школы, так как ряд понятий, таких, как изоморфизм, атомные объемы, атоманалогия и некоторые другие, не изучаются в школе (этот материал выносится на внеурочную деятельность)

Методические подходы к изучению данной темы

века знаний о составе веществ, их структуре и химическом процессе
классификация

веществ, взаимосвязь классификаций элементов, простых веществ по физическим свойствам, сложных веществ по составу и химическим свойствам
формирование естественных групп элементов
сравнение свойств несходных элементов, формирование понятия о форме соединения
выяснение характера взаимосвязи между свойствами и атомными массами элементов, «выведение» периодического закона в менделеевской формулировке
изучение строения атома и установление связей приобретенных знаний с явлением периодичности
глубокий синтез знаний на материале изучения структуры периодической системы, формирование умений пользоваться ею

школьного курса химии
Отобрать материал, относящийся к истории открытия, раскрытию сущности

периодического закона, преобразованию его в учение о периодичности, и на основе этого полнее раскрыть объяснительную и предсказательную функции периодического закона и системы
Определить целесообразность и последовательность выбора соответствующих форм, методов и средств обучения по данной теме
Понять роль периодического закона как высшей формы обобщения химических знаний, сформировать ряд положений о научной картине мира

степень абстрактности понятий
Концентрический способ изложения материала, при котором существует необходимость

«переучивания» закона на основе электронных представлений

3. Методы и средства изучения темы

в другие. Знания представляются им как нечто неизменное, раз и

навсегда данное
Переход к электронному объяснению периодического закона осуществляется несколько поспешно, так что учащиеся не успевают осмыслить сущность закона и понять, зачем шла речь об атомной массе
Преимущественное применение информационных методов при изучении данной темы

Причины трудностей учащихся

темы

Тесная связь с физикой
Использование проблемного подхода
Доказательное объяснение абстрактных вопросов
Историко-логический

подход к построению материала
Комплексное использование средств обучения

Химический эксперимент
Изобразительные средства наглядности

Комплекс средств наглядности

обучении. Этот подход должен доминировать на всех этапах изучения темы
Проблемное

обучение можно сочетать с самостоятельной поисковой работой самих учащихся в ходе решения проблемы
В процессе изучения Периодического закона постоянно используется работа с карточками, что позволяет эффективно организовать самостоятельную работу

Проблемно-поисковая деятельность учащихся

к усвоению периодического закона состоит из нескольких этапов:
Формирование знаний учащихся

о существовании естественных семейств химических элементов
Доказательство существования химических элементов с промежуточными свойствами
Подведение учащихся к выводу об отсутствии резкой границы между элементами – металлами и элементами – неметаллами
Раскрытие содержания понятия «амфотерность»

количественную характеристику элементов – атомную массу (атомный вес)
В отличие от

своих предшественников он сопоставил между собой несходные семейства элементов. Он сравнил их, располагая элементы в порядке возрастания атомных масс, и обнаружил, что свойства меняются не монотонно (линейно), а периодически, т.е. сходные элементы встречаются через определенное число элементов. Эту закономерность Д. И. Менделеев назвал периодическим законом

независимо от человеческого сознания. Периодический закон выражает сущность взаимосвязи между

химическими элементами
Периодическая система - это графическое выражение Периодического закона и отражение естественной системы химических элементов
Система – это совокупность элементов, находящихся в отношениях и связях между собой и образующих определенную целостность, единство

Связь периодического закона и периодической системы

о периодическом изменении свойств химических элементов
Периодическая система – единое целое,

включающее в себя все химические элементы
Форма периодической системы может быть различна, но сущность их одна – Периодический закон

Периодическая система

IUPAC в 1989 г.

щелочными металлами и заканчивающийся инертными элементами
- совокупность химических элементов с

одинаковым числом электронных слоев в атомах, в пределах которого происходит увеличение зарядов ядер атомов и постепенное накопление электронов во внешнем слое или в предвнешних слоях, обуславливающее ослабление металличности и нарастание неметалличности

со сходными свойствами
- совокупность химических элементов, имеющих сходное строение электронных

оболочек, число которых и радиус атомов возрастают с увеличением зарядов их ядер, что приводит к усилению металлических свойств и ослаблению неметаллических

подгруппе
Положение в периоде и ряду
Состав ядра атома
Общее число электронов в

атоме, число электронов на каждом уровне (для элементов малых периодов)
Металлические или неметаллические свойства характерны для элемента
Формулы оксидов, гидроксидов, водородных соединений и характер их свойств
Сравнение свойств элемента с соседними по периоду и группе элементами

ядра атома
характеристика электронной оболочки
электронная формула
валентные электроны
сравнение основных характеристик атомов соседних

элементов
2. Свойства простых и сложных веществ:
состав (формула)
агрегатное состояние
химические свойства
применение
получение

открытиями привело к созданию теории строения атома. В свою очередь,

теория строения атома глубже раскрыла природу химических элементов и объяснила закономерности ПС
Открытый Д. И. Менделеевым ПЗ – всеобщий, естественный закон развития природы. ПС наглядно иллюстрирует взаимосвязь между химическими элементами и их порядок, существующий в природе
ПЗ и ПС позволяют предвидеть свойства открытых и неоткрытых элементов и их соединений
На основе ПЗ успешно развивается атомная и ядерная физика, геохимия, минералогия и другие науки
ПЗ является наглядным подтверждением материальности, единства и познаваемости окружающего нас мира