Открытый урок "Открытие Периодического закона. Жизнь и деятельность Д.И. Менделеева".

 Тема урока:  Открытие Периодического закона.

 Жизнь и деятельность Д.И. Менделеева.

Эпиграфы на доске

«Посев научный взойдет для жатвы народной»

Д.И. Менделеев

«Периодическому закону будущее не грозит разрушением, а только надстройка и развитие обещаются»

Д.И. Менделеев

Цель: Углубить и расширить знания школьников о жизни и научной  деятельности

Д.И. Менделеева, дать учащимся представление о значении этого закона для развития химии и понимания научной картины мира в целом.

Задачи:

Образовательные: сформировать знания о периодическом законе и периодической системе Д.И. Менделеева;

Научить учащихся работать с периодической системой;

Продолжить формирование умений  работать с учебником, тетрадью.

Развивающие: развивать наблюдательность, память;

научить учащихся обобщать и делать выводы.

Воспитательные: продолжить формирование мировоззрения учащихся на основе представлений о значении закона Д.И. Менделеева.

Методы ведения урока:

Словесный (беседа, объяснение, рассказ)

Наглядный (периодическая система)

Практический (демонстрация опыта).

Тип урока:    комбинированный.

Организационный момент

Учитель.  Прочтите на доске высказывания великого русского химика, первооткрывателя одного из всеобщих законов природы. Мы можем только восхищаться его гениальной проницательностью, так как настало то самое будущее, в котором закон и система Д.И. Менделеева развиваются. Современный этап развития химической науки начинается с открытия периодического закона. Он помогает ученым создавать новые химические элементы и новые соединения элементов, получать вещества с нужными свойствами. В 1955 году американские физики во главе с Г.Сиборгом синтезировали химический элемент с порядковым номером 101. элементу дали название «менделевий» - в знак признания заслуг выдающегося русского ученого.

        Сегодня мы с вами познакомимся с  историей открытия периодического закона и периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, научимся работать с ней (далее п.с.х.э.).

Учащиеся открывают тетради и записывают тему урока.

Актуализация знаний, умений и навыков

Учитель.  Нам известно, что периодический закон и периодическая система химических элементов были открыты Д. И. Менделеевым. А какие еще ученые внесли свой вклад в классификацию элементов?

Ученик.  И. Дёберейнер, Дж. Ньюлендс, А. Шан куртуа, Л. Мейер.

Учитель.  В 1865 году английский ученый Ньюлендс расположил известные химические элементы в порядке возрастания атомных масс и получил таблицу. Ученые заметили здесь периодичность в свойствах элементов: каждый восьмой из них часто по свойствам был похож на элемент предыдущего столбца; выявили группы сходных химических элементов.

Однако обнаруженная закономерность не отражала закона природы, так как было много исключений.

Л. Мейером  было установлено наличие групп сходных по химическим составам элементов. Например, группа (I А) щелочных металлов – Zi, Na, K, Pb, Cs. Они энергично реагируют с водой при комнатной температуре с образованием щелочей, что подтверждается действием фенолфталеина.

Демонстрация опыта:    2 Na + 2 H2O = 2 NaOH + H2

 Группа (VII А) галогенов – F, Cl, Br, J.Образованные ими простые вещества энергично реагируют с металлами, образуя соли ( «галоген» - солерод):

Ca + Cl2 = CaCl2

Но на тот момент не были установлены отношения известных групп элементов между собой, закономерности перехода от одной группы к другой. Далеко не все химические элементы можно было объединить в группы.

Учитель.  Какие естественные семейства еще  до открытия закона

Д. И. Менделеевым  были известны науке?

Ученик. Например, щелочные металлы, щелочно-земельные металлы, галогены, инертные газы.

Игра    «Третий лишний»

Из приведенных в каждой строчке формул указать лишнюю.

Na	Zп	Cl
Al	J	Br
N	S	Fe
K2O	CaO	SO2
CO2	SO3	Na2O

Изучение нового материала

План

Периодический закон, физический смысл закона.

Жизнь и деятельность Д.И. Менделеева.

Периодическая система химических элементов.

Учитель. Изучение открытия Периодического закона и периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева мне бы хотелось начать с легенды.

По поводу многих великих открытий сочинены легенды. Кто не знает легенды об Архимеде и ванне или о Ньютоне и яблоке… Есть легенда и о Менделееве. Но поскольку Менделеев жил во времена не столь отдаленные от нас, как Ньютон и тем более Архимед, источник легенды о том, как был открыт Периодический закон, еще не успел затеряться.

   В архиве Музея истории Ленинградского государственного университета хранится рукопись воспоминаний университетского товарища Менделеева, профессора геологии и палеонтологии Александра Александровича Иностранцева. В этой рукописи сказано:

 «… как-то я обратился с вопросом к Дмитрию Ивановичу о том, что натолкнуло его на знаменитое открытие. На это он сообщил, что уже давно подозревал известную связь элементов между собой и что много и долго думал об этом. В последние месяцы Дмитрий Иванович перепортил массу бумаги с целью отыскать в виде таблицы этой закономерности, но ничего не удавалось. В последнее время он снова усиленно занялся этим вопросом и, по его словам, был уже близок к решению, но окончательно все равно ничего не выходило. Перед самым открытием Дмитрий Иванович провозился с искомою таблицей целую ночь до утра, но все же ничего не вышло; он с досады бросил работу и, томимый желанием выспаться, тут же, в рабочем кабинете, не раздеваясь, повалился на диван и крепко заснул. Во сне он увидел вполне ясно ту таблицу, которая позднее была напечатана. Даже во сне радость его была столь велика, что он сейчас же проснулся и быстро набросил эту таблицу на первом клочке бумаги, валявшемся у него на конторке… возможно, этот клочок бумаги сохранился до настоящего времени. Менделеев нередко пользовался для заметок неиспользованными листами почтовой бумаги от полученных записок».

   Долгое время к рассказу об открытии Периодического закона во сне относились как к басне. Однако нашелся человек, который захотел проверить легенду о Менделееве, - академик Бонифатий Михайлович Кедров. Он начал с того, что решил разыскать упомянутый в воспоминаниях Иностранцева «первый клочок бумаги», на котором Менделеев будто бы набросал привидевшуюся ему во сне таблицу, - тот самый «листок почтовой бумаги от полученных записок». В 1924 году в Ленинграде случилось сильное наводнение, невские воды добрались до здания «двенадцати коллегий», где на первом этаже находился музей-квартира Менделеева, в спешке архив был сложен и увязан как попало, идеальный порядок, в котором содержал его владелец, был разрушен. Наведение порядка началось спустя двадцать лет, когда директором стал младшая дочь Менделеева, Мария Дмитриевна. Перебирая бумаги в папке, где были сложены документы, касающиеся сельского хозяйства, сотрудники музея увидели письмо, а точнее. записку, датированную тем самым числом. Поверх ровных, чуть выцветших строк письма виделся еще более выцветший желтоватый круг диаметром 7-8 сантиметров, словно огромный почтовый штемпель. А на обороте листка совсем другим почерком – порывистой Менделеевской россыпью – были набросаны химические символы и цифры.

 Ребята, вы уже знаете, что периодичность – это повторяемость через определенный интервал. Почему же свой закон и свою таблицу Менделеев назвал периодической? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо проследить, как изменяются свойства элементов в периодической системе.

Учащиеся открывают таблицу и работают по ней. Все вместе делают вывод о том, что каждый период периодической системы начинается щелочным металлом и заканчивается инертным газом. На доске и в тетради записывают схему:

         щелочные металлы      - щелочно-земельные- металлы      -   галогены    -      инертные газы.

Учитель. Гений Д.И. Менделеева проявился в том, что он  поставил и успешно решил задачу нахождения закономерностей в изменении свойств элементов. В основу своих исследований он положил атомную массу и валентность – количественно измеряемые свойства химических элементов. Менделеев расположил химические элементы в порядке возрастания атомных масс с учетом валентности элементов, а также свойств, ими образованных.

В 1869 году Менделеев сформулировал закон. Открытие периодического закона – это научный подвиг, который совершил молодой ученый, профессор Петербургского университета.

Свойства простых тел, а также формы и свойства простых и сложных соединений элементов находятся в периодической зависимости от относительных атомных масс элементов.

Формулировка записывается учащимися в тетради.

Ученик.    Стихотворение  Е.Ефимовского

Случилось в Петербурге это,

Профессор университета

Писал учебник для студентов,

Задумался невольно он:

«Как рассказать про элементы,

Нельзя ли тут открыть закон?

Найдется ль правило простое,

Что целый мир объединил?»

Таблицу Менделеев строит –

Природы ищет Алфавит…

Искали многие решенье,

Но, проходя лишь полпути,

Бросали. Мучили сомненья:

«А можно ли закон найти?»

Мир состоит из элементов,

В то время знали шестьдесят,

А сколько их всего? На это

Нельзя ответить наугад.

По порядку, по закону

Элементы встали в ряд,

И выходит, что в колонку

Все похожие стоят!

Кремний встал под Углеродом,

Сера схожа с Кислородом,

Алюминий встал под Бор –

Замечательный подбор!

Металлы под металлами,

Едкие под едким,

Ковкие под ковкими

Идут своими клетками.

По порядку все стоит –

Вот природы алфавит!

Учитель  Итак, давайте обобщим все то, что сказано, и сделаем выводы  о периодичности, которая отражена в периодическом законе и прослеживается в таблице Д. И. Менделеева.

                   Физический смысл периодического закона.

В ряду от лития до фтора наблюдается постоянное ослабление металлических и усиление неметаллических свойств.

С возрастанием относительной атомной массы от лития до углерода валентность увеличивается от одного до четырех.

Начиная с натрия, наблюдается повторяемость свойств элементов предыдущего ряда.

Учащиеся делают записи в тетрадях.

Учитель.    Д.И. Менделеев как настоящий ученый понимал, что закон только тогда закон, когда он может предсказывать еще неизвестные факты и явления. И он смело на основании открытого им закона предсказывает существование неизвестных еще химических элементов. Свойства трех из них он подробно описал и дал им условные названия – экабор, экаалюминий и экасилиций. Эти элементы были открыты позднее.

В 1875 году Поль Эмиль Лекок де Буабодран (Франция) открыл галлий, предсказанный Менделеевым (эка алюминий – подобный алюминию).

Работа с учебником стр. 200, таблица.

В 1879 году Ларс Фредерик Нильсон (Швеция) открыл скандий, предсказанный Менделеевым (экабор – подобный бору).

В 1886 году Клеменс Александр Винклер (Германия) открыл германий, предсказанный Менделеевым (экасилиций – подобный кремнию).

 Это было торжество закона, он был признан научным миром, и мы можем гордиться, что главный закон химии открыт нашим соотечественником.

Теперь давайте немного отдохнем и послушаем о том, каким же человеком был Д.И.Менделеев, чем он занимался, каких еще достиг в науке успехов.

Один из учеников делает доклад на тему «Биография Д.И.Менделеева».

Учитель.    Выражением Периодического закона является Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева, которой мы пользуемся в табличном варианте.

В настоящее время известно более 800 вариантов ПСХЭ. Наиболее распространена короткая форма.

Разберем строение, состав и структуру ПСХЭ. Элементы в ПСХЭ расположены по возрастанию порядковых номеров и занимают определенную клетку – это занумерованное место элемента в ПСХЭ, его координаты. Периодическая система состоит из периодов и групп. Горизонтальный ряд элементов, расположенных по возрастанию порядковых номеров, в котором закономерно изменяются свойства при периоде от металлов к неметаллам, называется периодом.

                      Сколько всего периодов в ПСХЭ?

   Ученик.   В ПСХЭ семь периодов, из них первый, второй, третий – малые, четвертый, пятый, шестой и седьмой – большие.

   Учитель.  Вертикальный ряд, объединяющий элементы с одинаковой валентностью в высших оксидах, называется группой. Всего восемь групп. В пределах одной группы не все элементы явно сходны по своим свойствам. Однако, например, натрий и медь находятся в одной группе, но они по-разному взаимодействуют с водой. Поэтому каждая группа делится на две подгруппы – главную и побочную.

   Где расположены, например, элементы алюминий, медь, сера?

   Ученик. Алюминий расположен в третьем периоде, III группе, главной (А) подгруппе; медь расположена в четвертом периоде, I группе, побочной подгруппе; сера расположена в третьем периоде, VI группе, главной подгруппе.

IV.     Закрепление

Учитель   Итак, ребята, сегодня на уроке  мы познакомились с вами с историей открытия Периодического закона и периодической системы. Теперь вы знаете  структуру периодической системы и можете ориентироваться в ней.

                   Проведем викторину «Знаете ли вы?»

Викторина

1.  Какую из характеристик химических элементов  -  атомную массу, заряд ядра, валентность -  Д. И. Менделеев положил  в основу систематизации, при создании периодической системы химических элементов?

2.  Пользуясь ПСХЭ, укажите периоды и группы, в которых расположены химические элементы с порядковыми номерами  31, 55,  82.

Назовите эти элементы.

3.  В перечне Мn, Si, Сl, Fе, Sb, Рb, Нg  укажите химические символы:

    а)  элементов главных подгрупп ПСХЭ.

    б)  элементов побочных подгрупп  ПСХЭ.

4.  В перечне  Са, Na, Ве, Sn, Аd, Мg, К, Сr, Аr, Li, Nе укажите химические символы:

      а)  элементов больших периодов ПСХЭ. 

     б)  элементов малых периодов ПСХЭ.

5.  В перечне  Са, В, Zn, Ва, Сr, Fе, W, Tе,S, С укажите химические символы:

      а)  элементов одной и той же группы ПСХЭ.

      б)  элементов одной и той же подгруппы ПСХЭ.

6.  Назовите элементы, составляющие в ПСХЭ:

      а)  главную подгруппу 1 группы;

      б)  побочную подгруппу 1 группы;

      в)  главную подгруппу VII  группы;

      г)  побочную подгруппу  VII  группы.

7.  Какой  год  считается годом открытия периодического закон?.

8.  Как сформулировал Д. И. Менделеев периодический закон?

9.  Существование  каких элементов  предсказал Д. И. Менделеев?

      На каком основании?

10.  В чем проявился гений  Д. И. Менделеева?

Учитель.  Ребята, спасибо за урок!

Я закончу его строками из стихотворения С. Щипачева. «Читая              Менделеева»

                   Другого ничего в природе нет

                   Ни здесь, ни там, в космических  глубинах:

                   Все от песчинок малых до планет-

                   Из элементов состоит единых.

                   Как формула , как график трудовой,

                   Строй менделеевской системы строгий,

                   Вокруг тебя творится, мир живой,

                   Входи в него, вдыхай,

                   Руками трогай.

 Выставляются оценки.

Задание на  дом:    §, §, индивидуальные сообщения «Научный подвиг  Д.И. Менделеева».

Литература.

1.Рич В. В поисках элементов.- М.: Химия, 1985г.

2.Книга для чтения по неорганической химии. Сост. В.А.Крицман.  М.: Просвещение,  1984

 3.Агафошин Н.П. Периодический закон и периодическая система     элементов Д.И.Менделеева.М.:  Просвещение, 1982.