Тема 2. Химические элементы

ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ:

ЗАНЯТИЕ 1. Молекулярная интерпретация превращения веществ круга. Задача "два или одно?". "Этикетки".

Установление факта наличия разных "растворителей" со сходными функциями. Моделирование процесса "растворения" (действия растворителей). Гипотеза о строении молекулы "растворителей" и обьяснение функционального сходства и различий веществ наличием в молекулах одинаковых и различающихся частей, "отвечающих" за разные результаты превращений. Установление различия между двумя "одинаковыми" голубыми растворами из круга, и выдвижение гипотез о составляющих их "элементах" (функциональных частях). Построение моделей молекул разных "растворителей" и разных "голубых растворов".

Решение экспериментальных задач с использованием открытых способов установления функциональной природы исследуемого вещества и способа установления принадлежности вещества к известному кругу превращения. Формирование умения проверять "теоретический" вывод с помощью самостоятельно предложенного "контрольного опыта".

Составление "этикеток" для всех веществ круга превращений в соответствии с раскрытой частью "секрета" химической формулы. Работа с "этикетками" для освоения способа их составления и использования.

ЗАНЯТИЕ 2. Этикетка для неизвестного вещества (самостоятельная исследовательская работа) [работа с "похожими веществами": "черные порошки" оксида меди и угля и т.п.]. Отработка способа составления формулы-этикетки выданного вещества посредством включения его в круг превращений. Обсуждение приоритета ориентировки на продукты реакции по сравнению с внешним видом вещества при установлении его природы.

ЗАНЯТИЕ 3. Обнаружение "химических элементов".

Подведение итогов экспериментального исследования превращения веществ. Схематическое моделирование взаимоотношений циклов превращений с участием разных веществ. Анализ возможных отношения "кругов" - пересечение, "обьединение" (одним "элементом", задающим несколько кругов при использовании разных "вспомогательных" веществ), непересекающиеся "круги". Моделирование ситуаций опытов, которым соответствуют разные сочетания кругов. Интерпретация разных расположений веществ по отношению к построенному кругу и прогнозы состава вещества, которое может занимать то или иное положение (число функциональных частей: одна,две,три или больше). "Этикетка" вещества, содержащая "указание на элемент": составление этикеток для "знакомых веществ".

ЗАНЯТИЕ 4. Что же такое "химический элемент"? Работа с моделями и схемами. "Химические загадки" - элементы, "спрятавшие свое лицо".

Моделирование обобщенной ситуации поиска "спрятанных" в исследуемом веществе элементов, отвечающих за возможности разных превращений. Проблема реального поиска "всех" возможных кругов с его участием, которые придется произвести для установления точного числа элементов. Вычленение "простейшей" ситуации - когда вещество содержит один элемент (и тем самым нахождение таких веществ позволяет "материализовать" и изучить "скрытые элементы"). Анализ возможных мест, которое могло бы занять это вещество в изученных кругах. Исследования изученных кругов - не содержат ли они подходящего вещества?

Второй способ изучить "элементы" - поиск непосредственно не пересекающихся кругов превращений, осуществляемых с помощью аналогичных вспомогательных веществ. Сравнение этих кругов как косвенное "опознание" задающих их "элементов" по формам и свойствам их "соединений".

ЗАНЯТИЕ 5. Исследование нового круга превращений.

Констатация факта существования веществ, весьма похожих по внешнему виду на вещества первого круга превращений, но не дающих его реакций (экспериментальная задача: работа с хлоридами меди и никеля, похожими по внешнему виду). Гипотеза о замещении "одного элемента" (задающего определенный круг) "другим" на соответствующем функциональном месте, что, вероятно, дает возможность построить аналогичный (по вспомогательным веществам) круг. Схематическое моделирование подобного построения. Экспериментальная проверка на "известном" материале ("круг железа").

ЗАНЯТИЕ 6. Обсуждение возникающих "теоретических проблем".

Проблема невозможности "перехода" от одного круга к другому без участия веществ, уже содержащий необходимый "элемент". Обозначение и "усмотрение" на этикетке факта взаимопревращаемости веществ одного круга. Анализ понятия элемента как инварианта состава веществ, который обеспечивает взаимопревращаемость соединений одного круга и непревращаемость в них других веществ.

ЗАНЯТИЕ 7. Как "увидеть" элемент? Простое вещество. Гипотеза вытеснения ("замещения"). Действие "особого вещества" - металлического железа на вещества "круга другого элемента". Получение металлической меди. Включение его в известный круг превращения. Внесение изменений в схему круга и формулы-этикетки. "Химические символы" железа и меди. Анализ гипотетического представления о "простом", или "элементарном" веществе, не содержащем функционально разных "частей". Определение нового места для простого вещества на схеме превращений (в "центре" круга). Гипотетическое представление возможных превращений простого вещества в различные вещества круга (нахождение веществ-посредников). [Факультативно: анализ литературы и поиск по описаниям РЕАЛЬНО осуществимых реакций получения веществ круга железа и меди "из центра", демонстрации некоторых реакций]. Проблема "настоящего" доказательства элементарности и вывод о необходимости пользования источниками (таблицей элементов) для решения вопроса о том, "известен ли такой элемент". Анализ названий разных веществ (просмотр химической литературы) с точки зрения того, о простом или "сложном" веществе идет речь.

Моделирование перехода "из круга в круг" с участием простого вещества. Анализ схемы "замещения", приводящего к появлению вещества, аналогичного по "вспомогательной" функциональной части исходно взятому, но - из другого круга, при участии простого вещества, содержащего только "нужный" элемент. Анализ результатов опыта (железо+соль меди). Экспериментальная проверка гипотез о природе продуктов по известным схемам.

Составление аналогичной схемы "обмена" при замене простого вещества каким-нибудь сложным. Демонстрации практически осуществимых реакций такого типа. Освоение языка функционального "уравнения" реакции как способа записи превращения с равным учетом вклада каждого круга.