Периодтық заңның ашылу тарихы
Ұйымдастыру және бастапқы тапсырмалар
Сабақты оқушылардың өздігінен жұмыс істеуінен бастаған тиімді. Бұл кезеңде бұрынғы білім белсендіріледі және жаңа тақырыпқа өтудің логикалық көпірі құрылады.
1) Гидроксидтердің формуласы
- а) калий, рубидий, цезий
- ә) барий, стронций, магний
Тапсырма: берілген элементтердің гидроксидтерінің формуласын жазыңдар.
2) Негіздердің күшін салыстыру
Қай топтың негіздері күштірек болады? Жауаптарыңды химиялық қасиеттер және периодтық заң тұрғысынан түсіндіріңдер.
Негізгі екпін: топ бойынша және период бойынша қасиеттердің өзгеру заңдылықтарын қолдану.
Талқылау сұрақтары
Менделеевтің периодтық заңы мен периодтық жүйесінің химияны дамытудағы және элементтерді ғылыми жіктеудегі маңызын ашу үшін төмендегі сұрақтарды талқылауға болады:
- 1 Қазіргі кезде қанша химиялық элемент белгілі?
- 2 Химиялық элементтің қасиеттері немен анықталады?
- 3 Элемент атомының құрылысы қандай?
- 4 Топша бойынша элемент қасиеттерінің ұқсастығы немен түсіндіріледі? Металдық және бейметалдық қасиеттер қалай өзгереді?
- 5 Период бойынша элементтердің қасиеттері қалай өзгереді?
- 6 Элементке сипаттама беру жоспары бойынша реттік нөмірі 20 және 6 элементтеріне сипаттама беріңдер. Осы элементтердің оксидтері берілген заттардың қайсысымен әрекеттеседі: HCl немесе NaOH?
Жаңа материалды баяндау жоспары
Жаңа материалды төмендегі құрылыммен баяндау оқушыларға негізгі идеяларды бірізді меңгеруге көмектеседі.
Негізгі тірек ұғымдар
- Периодтық заң — химиялық элементтер туралы білімнің қорытындысы.
- Менделеевтің периодтық жүйеге сүйеніп атомдық массаларды нақтылауы.
- Ашылмаған элементтерді алдын ала сипаттау және жүйенің тарихи даму кезеңдері.
- Периодтық заңға сүйене отырып атомның күрделі құрылысының ашылуы және қасиет–құрылыс байланысы.
Маңызын бағалау қырлары
- Ф. Энгельс, А. Ферсман және Г. Сиборг еңбектеріндегі бағалаулар арқылы ғылыми салмағын түсіндіру.
- Периодтық заңның философиялық маңызы: табиғаттың танымдылығы және заңдылықтардың бірлігі.
Сабақтың логикасы: жіктеу → болжау → дәлел → тереңдету.
Периодтық заң: ғылымды жүйелеуден дәлелді болжауға дейін
1) Алғашқы ғылыми жіктеу
Д. И. Менделеев ашқан периодтық заң және соған сүйеніп 1869 жылы жасалған периодтық жүйе химиялық элементтердің алғашқы пәрменді ғылыми жіктелуі болды. Бұл жаңалық аз ғана элементтер мен сан алуан қосылыстарды бір жүйеге келтіріп, оларды мақсатты түрде оқып-үйренуге мүмкіндік берді. Периодтық заң элемент туралы білімді қорытындылап, жүйеледі.
2) Атомдық массаларды нақтылау
Менделеев кейбір элементтердің атомдық массалары дұрыс анықталмағанын байқап, оларды химиялық қасиеттеріне сәйкес өз орындарына орналастырды және теориялық тұрғыдан атомдық массаларын түзетті. Ол, мысалы, мына элементтердің атомдық массаларын нақтылады: бериллий, титан, иттрий, индий, цезий, празеодим, эрбий, торий, уран. Кейін басқа ғалымдар да периодтық жүйеге сүйеніп бірқатар элементтердің атомдық массаларын қайта қарастырды.
Негізгі ой: орын → қасиет → сан өзара байланыста қарастырылды. Периодтық жүйе тек кесте емес, өлшемдерді тексеретін ғылыми құралға айналды.
3) Ашылмаған элементтерді алдын ала сипаттау
Менделеев кестесін құрастырған кезде көптеген элементтер әлі ашылмаған еді. Мысалы, 4-қатарда кальцийден кейін атомдық массасы бойынша титан келуі тиіс болатын, бірақ титанды бірден кальцийден кейін қою оның ІІІ топқа түсуіне әкелетін еді. Титанның валенттілігі мен қасиеттері ІV топқа сәйкес болғандықтан, Менделеев кальций мен титанның арасына бос орын қалдырды.
Сол сияқты басқа қатарларда да бос торкөздер қалдырылды. Ол кезде реттік нөмірлері 21, 31, 32, 43, 61, 75, 85, 87 болатын элементтер белгісіз еді. Менделеев табиғатта осы орындарды толтыратын элементтер болуы тиіс деп болжап, көрші элементтерге және периодтық заңға сүйене отырып олардың қасиеттерін алдын ала сипаттады.
Галий
1875 жылы француз химигі Лекок де Буабодран Менделеевтің «экаалюминий» деп сипаттаған элементін ашты.
Скандий
1879 жылы швед химигі Нильсон Менделеев болжаған элементті ашып, оның қасиеттері сипаттамаға сәйкес келетінін көрсетті.
Германий
1886 жылы неміс ғалымы Винклер Менделеев сипаттаған «экасилицийге» сәйкес элементті ашты.
Маңызды қорытынды: алдын ала айтылған элементтердің әр елде ашылып, сипаттамамен дәл келуі периодтық заңның болжау күшін айқын дәлелдеді.
1894–1898 жылдары Рэлей мен Рамзай инертті газдарды ашты (1894 — аргон, 1895 — гелий, 1898 — неон, криптон, ксенон). Инертті газдардың ашылуы периодтық жүйе үшін маңызды сынақ болды және оның мәнін тереңдете түсті: белсенді металдар мен бейметалдар арасында инертті газдардың да заңды орны бар екені көрсетілді. Осыдан кейін периодтық заң әлемдік деңгейде кеңінен мойындалды.
4) Атом құрылысы және «қасиет–құрылыс» байланысы
Периодтық заң ашылмаған элементтерді іздеуде «жол көрсетуші жұлдыз» қызметін атқарды. Ғылым дамыған сайын химиялық элементтерді жасанды түрде алу мүмкіндігі пайда болды. Периодтық жүйеге сүйене отырып физиктер атомның ішкі құрылысын зерттеді, ал зат қасиеттерінің атомдық және молекулалық құрылысқа тәуелділігі нақтыланды.
Нәтижесінде элементтің периодтық жүйедегі орны мен оның атом құрылысы арасында терең байланыс бар екені айқындалды. Бұл байланыс қазіргі таңда да химияны, материалтануды және технологияны түсіндіруде негізгі тірек ретінде қызмет етеді.
5) Жалпы жаратылыстану заңдылықтарының бірі
Атом құрылысы туралы жаңалықтар периодтық заңды тереңдетіп, дамытты. Периодтық заң — тек химияға тән тар шеңберлі қағида емес, табиғаттың жалпы заңдылықтарымен сабақтас іргелі заңдардың бірі. Сондықтан ол химия мен физикадан бөлек, басқа да жаратылыстану ғылымдарындағы ғылыми ілгерілеуге ықпал етеді.
6) Философиялық маңызы
Периодтық жүйе химиялық элементтердің дамуының диалектикалық сипатын көрсетеді: қарама-қарсылықтардың бірлігі мен күресі, сандық өзгерістен сапалыққа көшу, терістеуді терістеу, өзара байланыс пен себептілік сияқты жалпы заңдылықтар ғылымдағы жүйелеу арқылы көрініс табады.
Түйін: периодтық заң мен периодтық жүйе табиғаттың танымдылығын, яғни заңдылықтарды ғылыми жолмен ашуға болатынын дәлелдейтін әмбебап негіздердің бірі.
Үй тапсырмасы және баяндамалар
Үй тапсырмасы
§60 оқу.
Баяндамалар тақырыптары
- Д. И. Менделеевтің балалық және жастық шағы.
- Педагогтік және ғылыми қызметі.
- Периодтық заңның ашылу тарихы.
- Периодтық заңның бекітілуі және жеңісі.
- Д. И. Менделеев туралы замандастарының естеліктері.
- Д. И. Менделеев еңбегіне шетел ғалымдарының көзқарасы.
- Д. И. Менделеевтің периодтық заңы — жаңалықтар мен техникалық прогрестің қайнар көзі.
- Д. И. Менделеевтің өмірі мен қызметі.
Оқу нәтижесі ретінде оқушылар периодтық заңның мәнін, оның тарихи дәлелдерін және қазіргі ғылымдағы қолданылуын біртұтас жүйе ретінде түсіндіре алуы тиіс.