Современные символы химических элементов состоят из первой буквы или из первой и одной из следующих букв латинского названия элементов. При этом только первая буква - заглавная. Например, H - водород (лат. Hydrogenium) , N - азот (лат. Nitrogenium) , Ca - кальций (лат. Calcium) , Pt - платина (лат. Platinum) и т. п.
Металлы, открытые в XV-XVIII веках, - висмут , цинк , кобальт - стали обозначаться первыми буквами их названий. Тогда же появились символы сложных веществ, связанные с их названиями. Например, знак винного спирта составлен из букв S и V (лат. spiritus vini
). Знаки крепкой водки (лат. aqua fortis
) - азотной кислоты , и царской водки (лат. aqua regis
), смеси соляной и азотной кислот, составлены из знака воды и прописных букв F и R соответственно. Знак стекла (лат. vitrum
) образован из двух букв V - прямой и перевёрнутой.
А.-Л. Лавуазье , работая над новой классификацией и номенклатурой, предложил весьма громоздкую систему химической символики для элементов и соединений. Попытки упорядочить старинные химические знаки продолжались до конца XVIII века . Более целесообразная знаковая система была предложена в 1787 г. Ж.-А. Гассенфратцем и П.-О. Аде ; их химические знаки приспособлены уже к антифлогистической теории Лавуазье и имеют некоторые особенности, сохранившиеся впоследствии. Они предложили ввести в качестве общих для каждого класса веществ символы в виде простых геометрических фигур и буквенных обозначений, а также прямые линии, проведенные в различных направлениях, для обозначения «истинных элементов» - света и теплорода , а также элементарных газов - кислорода , азота и водорода . Так, все металлы должны были обозначаться кружками с начальной буквой (иногда две буквы, причем вторая строчная) французского названия металла посередине; все щёлочи и щёлочные земли (отнесенные Лавуазье тоже к числу элементов) - различным образом расположенными треугольниками с латинскими буквами посреди и т. д.
В 1814 г. Берцелиус подробно изложил систему химической символики, основанную на обозначении элементов одной или двумя буквами латинского названия элемента ; число атомов элемента предлагалось указывать надстрочными цифровыми индексами (принятое в настоящее время указание числа атомов подстрочными цифрами предложил в 1834 г. Юстус Либих). Система Берцелиуса получила всеобщее признание и сохранилась до настоящего времени. В России первое печатное сообщение о химических знаках Берцелиуса сделал в московский врач И. Я. Зацепин .
См. также
Напишите отзыв о статье "Символы химических элементов"
Примечания
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Отрывок, характеризующий Символы химических элементов
Друзья молчали. Ни тот, ни другой не начинал говорить. Пьер поглядывал на князя Андрея, князь Андрей потирал себе лоб своею маленькою рукой.– Пойдем ужинать, – сказал он со вздохом, вставая и направляясь к двери.
Они вошли в изящно, заново, богато отделанную столовую. Всё, от салфеток до серебра, фаянса и хрусталя, носило на себе тот особенный отпечаток новизны, который бывает в хозяйстве молодых супругов. В середине ужина князь Андрей облокотился и, как человек, давно имеющий что нибудь на сердце и вдруг решающийся высказаться, с выражением нервного раздражения, в каком Пьер никогда еще не видал своего приятеля, начал говорить:
– Никогда, никогда не женись, мой друг; вот тебе мой совет: не женись до тех пор, пока ты не скажешь себе, что ты сделал всё, что мог, и до тех пор, пока ты не перестанешь любить ту женщину, какую ты выбрал, пока ты не увидишь ее ясно; а то ты ошибешься жестоко и непоправимо. Женись стариком, никуда негодным… А то пропадет всё, что в тебе есть хорошего и высокого. Всё истратится по мелочам. Да, да, да! Не смотри на меня с таким удивлением. Ежели ты ждешь от себя чего нибудь впереди, то на каждом шагу ты будешь чувствовать, что для тебя всё кончено, всё закрыто, кроме гостиной, где ты будешь стоять на одной доске с придворным лакеем и идиотом… Да что!…
Он энергически махнул рукой.
Пьер снял очки, отчего лицо его изменилось, еще более выказывая доброту, и удивленно глядел на друга.
– Моя жена, – продолжал князь Андрей, – прекрасная женщина. Это одна из тех редких женщин, с которою можно быть покойным за свою честь; но, Боже мой, чего бы я не дал теперь, чтобы не быть женатым! Это я тебе одному и первому говорю, потому что я люблю тебя.
Князь Андрей, говоря это, был еще менее похож, чем прежде, на того Болконского, который развалившись сидел в креслах Анны Павловны и сквозь зубы, щурясь, говорил французские фразы. Его сухое лицо всё дрожало нервическим оживлением каждого мускула; глаза, в которых прежде казался потушенным огонь жизни, теперь блестели лучистым, ярким блеском. Видно было, что чем безжизненнее казался он в обыкновенное время, тем энергичнее был он в эти минуты почти болезненного раздражения.
– Ты не понимаешь, отчего я это говорю, – продолжал он. – Ведь это целая история жизни. Ты говоришь, Бонапарте и его карьера, – сказал он, хотя Пьер и не говорил про Бонапарте. – Ты говоришь Бонапарте; но Бонапарте, когда он работал, шаг за шагом шел к цели, он был свободен, у него ничего не было, кроме его цели, – и он достиг ее. Но свяжи себя с женщиной – и как скованный колодник, теряешь всякую свободу. И всё, что есть в тебе надежд и сил, всё только тяготит и раскаянием мучает тебя. Гостиные, сплетни, балы, тщеславие, ничтожество – вот заколдованный круг, из которого я не могу выйти. Я теперь отправляюсь на войну, на величайшую войну, какая только бывала, а я ничего не знаю и никуда не гожусь. Je suis tres aimable et tres caustique, [Я очень мил и очень едок,] – продолжал князь Андрей, – и у Анны Павловны меня слушают. И это глупое общество, без которого не может жить моя жена, и эти женщины… Ежели бы ты только мог знать, что это такое toutes les femmes distinguees [все эти женщины хорошего общества] и вообще женщины! Отец мой прав. Эгоизм, тщеславие, тупоумие, ничтожество во всем – вот женщины, когда показываются все так, как они есть. Посмотришь на них в свете, кажется, что что то есть, а ничего, ничего, ничего! Да, не женись, душа моя, не женись, – кончил князь Андрей.
– Мне смешно, – сказал Пьер, – что вы себя, вы себя считаете неспособным, свою жизнь – испорченною жизнью. У вас всё, всё впереди. И вы…
Он не сказал, что вы, но уже тон его показывал, как высоко ценит он друга и как много ждет от него в будущем.
«Как он может это говорить!» думал Пьер. Пьер считал князя Андрея образцом всех совершенств именно оттого, что князь Андрей в высшей степени соединял все те качества, которых не было у Пьера и которые ближе всего можно выразить понятием – силы воли. Пьер всегда удивлялся способности князя Андрея спокойного обращения со всякого рода людьми, его необыкновенной памяти, начитанности (он всё читал, всё знал, обо всем имел понятие) и больше всего его способности работать и учиться. Ежели часто Пьера поражало в Андрее отсутствие способности мечтательного философствования (к чему особенно был склонен Пьер), то и в этом он видел не недостаток, а силу.
В самых лучших, дружеских и простых отношениях лесть или похвала необходимы, как подмазка необходима для колес, чтоб они ехали.
– Je suis un homme fini, [Я человек конченный,] – сказал князь Андрей. – Что обо мне говорить? Давай говорить о тебе, – сказал он, помолчав и улыбнувшись своим утешительным мыслям.
Улыбка эта в то же мгновение отразилась на лице Пьера.
– А обо мне что говорить? – сказал Пьер, распуская свой рот в беззаботную, веселую улыбку. – Что я такое? Je suis un batard [Я незаконный сын!] – И он вдруг багрово покраснел. Видно было, что он сделал большое усилие, чтобы сказать это. – Sans nom, sans fortune… [Без имени, без состояния…] И что ж, право… – Но он не сказал, что право. – Я cвободен пока, и мне хорошо. Я только никак не знаю, что мне начать. Я хотел серьезно посоветоваться с вами.
Князь Андрей добрыми глазами смотрел на него. Но во взгляде его, дружеском, ласковом, всё таки выражалось сознание своего превосходства.
– Ты мне дорог, особенно потому, что ты один живой человек среди всего нашего света. Тебе хорошо. Выбери, что хочешь; это всё равно. Ты везде будешь хорош, но одно: перестань ты ездить к этим Курагиным, вести эту жизнь. Так это не идет тебе: все эти кутежи, и гусарство, и всё…
– Que voulez vous, mon cher, – сказал Пьер, пожимая плечами, – les femmes, mon cher, les femmes! [Что вы хотите, дорогой мой, женщины, дорогой мой, женщины!]
– Не понимаю, – отвечал Андрей. – Les femmes comme il faut, [Порядочные женщины,] это другое дело; но les femmes Курагина, les femmes et le vin, [женщины Курагина, женщины и вино,] не понимаю!
Пьер жил y князя Василия Курагина и участвовал в разгульной жизни его сына Анатоля, того самого, которого для исправления собирались женить на сестре князя Андрея.
– Знаете что, – сказал Пьер, как будто ему пришла неожиданно счастливая мысль, – серьезно, я давно это думал. С этою жизнью я ничего не могу ни решить, ни обдумать. Голова болит, денег нет. Нынче он меня звал, я не поеду.
– Дай мне честное слово, что ты не будешь ездить?
– Честное слово!
Уже был второй час ночи, когда Пьер вышел oт своего друга. Ночь была июньская, петербургская, бессумрачная ночь. Пьер сел в извозчичью коляску с намерением ехать домой. Но чем ближе он подъезжал, тем более он чувствовал невозможность заснуть в эту ночь, походившую более на вечер или на утро. Далеко было видно по пустым улицам. Дорогой Пьер вспомнил, что у Анатоля Курагина нынче вечером должно было собраться обычное игорное общество, после которого обыкновенно шла попойка, кончавшаяся одним из любимых увеселений Пьера.
«Хорошо бы было поехать к Курагину», подумал он.
Но тотчас же он вспомнил данное князю Андрею честное слово не бывать у Курагина. Но тотчас же, как это бывает с людьми, называемыми бесхарактерными, ему так страстно захотелось еще раз испытать эту столь знакомую ему беспутную жизнь, что он решился ехать. И тотчас же ему пришла в голову мысль, что данное слово ничего не значит, потому что еще прежде, чем князю Андрею, он дал также князю Анатолю слово быть у него; наконец, он подумал, что все эти честные слова – такие условные вещи, не имеющие никакого определенного смысла, особенно ежели сообразить, что, может быть, завтра же или он умрет или случится с ним что нибудь такое необыкновенное, что не будет уже ни честного, ни бесчестного. Такого рода рассуждения, уничтожая все его решения и предположения, часто приходили к Пьеру. Он поехал к Курагину.
Подъехав к крыльцу большого дома у конно гвардейских казарм, в которых жил Анатоль, он поднялся на освещенное крыльцо, на лестницу, и вошел в отворенную дверь. В передней никого не было; валялись пустые бутылки, плащи, калоши; пахло вином, слышался дальний говор и крик.
Игра и ужин уже кончились, но гости еще не разъезжались. Пьер скинул плащ и вошел в первую комнату, где стояли остатки ужина и один лакей, думая, что его никто не видит, допивал тайком недопитые стаканы. Из третьей комнаты слышались возня, хохот, крики знакомых голосов и рев медведя.
Человек восемь молодых людей толпились озабоченно около открытого окна. Трое возились с молодым медведем, которого один таскал на цепи, пугая им другого.
– Держу за Стивенса сто! – кричал один.
– Смотри не поддерживать! – кричал другой.
– Я за Долохова! – кричал третий. – Разними, Курагин.
– Ну, бросьте Мишку, тут пари.
– Одним духом, иначе проиграно, – кричал четвертый.
– Яков, давай бутылку, Яков! – кричал сам хозяин, высокий красавец, стоявший посреди толпы в одной тонкой рубашке, раскрытой на средине груди. – Стойте, господа. Вот он Петруша, милый друг, – обратился он к Пьеру.
Химия, как и любая наука, требует точности. Система представления данных в этой области знаний вырабатывалась столетиями, и актуальный на сегодняшний день стандарт представляет собой оптимизированную структуру, содержащую всю необходимую информацию для дальнейшей теоретической работы с каждым конкретным элементом.
При записи формул и уравнений крайне неудобно использовать целые и сегодня для этой цели используются одна или две буквы - химические символы элементов.
История
В Древнем мире, а также в Средние века ученые применяли символические изображения для обозначения различных элементов, однако эти знаки не были стандартизованы. Лишь к XIII веку предпринимаются попытки систематизации символов веществ и элементов, а с XV века новооткрытые металлы начали обозначаться первыми буквами своих названий. Подобная стратегия наименования применяется в химии до сегодняшнего дня.
Современное состояние системы наименования
На сегодняшний день известно более ста двадцати химических элементов, часть из которых найти в природе крайне проблематично. Неудивительно, что ещё в середине XIX века наука знала о существовании лишь 63 из них, и не существовало ни единой системы наименования, ни цельной системы представления химических данных.
Последнюю задачу решил во второй половине того же века русский ученый Д. И. Менделеев, опираясь на неудачные попытки предшественников. Процесс наименования продолжается и сегодня - существует несколько элементов с номерами от 119 и выше, условно обозначенных в таблице латинским сокращением своего порядкового номера. Произношение символов химических элементов этой категории осуществляется по латинским правилам чтения числительных: 119 - унуненний (букв. «сто девятнадцатый»), 120 - унбинилий («сто двадцатый») и так далее.
Большая же часть элементов имеет собственные названия, происходящие от латинских, греческих, арабских, немецких корней, в одних случаях отражающих объективные характеристики веществ, а в других выступающих в качестве ничем не мотивированных символов.
Этимология некоторых элементов
Как было сказано выше, некоторые названия и символы химических элементов базируются на объективно наблюдаемых признаках.
Название фосфора, светящегося в темноте, происходит от греческого словосочетания «нести свет». При переводе на русский язык обнаруживается достаточно много «говорящих» названий: хлор - «зеленоватый», бром - «дурно пахнущий», рубидий - «темно-красный», индий - «цвета индиго». Поскольку химические символы элементов даны латинскими буквами, прямая связь названия с веществом для носителя русского языка обычно остается незамеченной.
Существуют и более тонкие ассоциации при наименовании. Так, название селена происходит от греческого слова, означающего «Луна». Произошло это потому, что в природе данный элемент является спутником теллура, название которого в том же греческом означает «Земля».
Сходным образом назван и ниобий. Согласно древнегреческой мифологии, Ниоба - дочь Тантала. Химический элемент тантал был открыт раньше и по своим свойствам схож с ниобием - таким образом, логическая связь «отец-дочь» была спроецирована на "взаимоотношения" химических элементов.
Более того, своё название тантал получил в честь известного мифологического персонажа не случайно. Дело в том, что получение этого элемента в чистом виде было сопряжено с большими трудностями, благодаря чему ученые и обратились к фразеологизму «Танталовы муки».
Ещё один любопытый историческиЙ факт заключается в том, что название платины буквально переводится как «серебришко», т. е. нечто похожее, но не такое ценное, как серебро. Причина заключается в том, что данный металл плавится гораздо труднее серебра, а потому долгое время не находил применения и не представлял особой ценности.
Общий принцип наименования элементов
При взгляде на периодическую таблицу первое, что бросается в глаза, - названия и символы химических элементов. Это всегда одна или две латинские буквы, первая из которых - заглавная. Выбор букв обусловлен латинским названием элемента. Несмотря на то что корни слов происходят и из древнегреческого, и из латинского, и из других языков, по стандарту наименования к ним добавляются латинские окончания.
Интересно, что большинство символов носителю русского языка будут интуитивно понятны: алюминий, цинк, кальций или магний школьник легко запоминает с первого раза. Сложнее обстоит дело с теми названиями, которые различаются в русском и латинском варианте. Ученик может далеко не сразу запомнить, что кремний - это силициум, а ртуть - гидраргирум. Тем не менее запомнить это придется - графическое изображение каждого элемента ориентировано на латинское название вещества, которое и будет фигурировать в химических формулах и реакциях как Si и Hg соответственно.
Чтобы запомнить такие названия, ученикам полезно выполнять упражнения типа: «Установите соответствие между символом химического элемента и его названием».
Иные способы наименования
Наименования некоторых элементов произошли из арабского языка и были «стилизованы» под латынь. Например, натрий получил название от корневой основы, означающей «бурлящее вещество». Арабские корни прослеживаются также у названий калия и циркония.
Своё влияние оказал и немецкий язык. Из него происходят наименования таких элементов, как марганец, кобальт, никель, цинк, вольфрам. Логическая связь при этом не всегда очевидна: например, никель - это сокращение от слова, означающего «медный дьявол».
В редких случаях названия были переведены на русский язык в виде кальки: гидрогениум (буквально «рождающий воду») превратился в водород, а карбонеум - в углерод.
Имена и топонимы
Более десятка элементов названы именами различных ученых, среди которых Альберт Эйнштейн, Дмитрий Менделеев, Энрико Ферми, Эрнест Резерфорд, Нильс Бор, Мария Кюри и другие.
Некоторые наименования произошли от других имён собственных: названий городов, штатов, стран. Например: московий, дубний, европий, тенессин. Не все топонимы покажутся знакомыми носителю русского языка: вряд ли человек без культурной подготовки узнает в слове нихоний самоназвание Японии - Нихон (букв.: Страна восходящего солнца), а в гафнии - латинский вариант Копенгагена. Узнать даже название родной страны в слове рутений - не самая простая задача. Тем не менее Россия на латинском языке именуется Рутенией, и именно в честь неё назван 44-й химический элемент.
Фигурируют в периодической таблице и названия космических тел: планет Урана, Нептуна, Плутона, Цереры, Помимо имен персонажей древнегреческой мифологии (Тантал, Ниобий), встречаются и скандинавские: торий, ванадий.
Периодическая таблица
В привычной нам сегодня периодической таблице, носящей имя Дмитрия Ивановича Менделеева, элементы представлены по рядам и периодам. В каждой ячейке химический элемент обозначается химическим символом, рядом с которым представлены другие данные: его полное название, порядковый номер, распределение электронов по слоям, относительная атомная масса. Каждая ячейка имеет свой цвет, который зависит от того, выделяется s-, p-, d- или f- элемент.
Принципы записи
При записи изотопов и изобаров слева сверху относительно символа элемента ставится массовое число - общее количество протонов и нейтронов в ядре. При этом слева снизу ставится атомный номер, представляющий собой количество протонов.
Заряд иона записывается справа сверху, и с той же стороны снизу указывается число атомов. Символы химических элементов всегда начинаются с заглавной буквы.
Национальные варианты записи
В азиатско-тихоокеанском регионе существуют свои варианты написания символов химических элементов, основанные на местных способах письма. В китайской системе обозначения используются знаки радикалов, за которыми следуют иероглифы в их фонетическом значении. Символы металлов предваряются знаком «металл» или «золото», газы - радикалом «пар», неметаллы - иероглифом «камень».
В европейских странах также существуют ситуации, когда знаки элементов при записи отличаются от зафиксированных в международных таблицах. Например, во Франции азот, вольфрам и бериллий имеют собственные названия на национальном языке и обозначаются соответствующими символами.
В заключение
Обучаясь в школе или даже высшем учебном заведении, запоминать наизусть содержание всей периодической таблицы вовсе не требуется. В памяти следует держать химические символы элементов, которые чаще всего встречаются в формулах и уравнениях, а малоупотребительные время от времени смотреть в Интернете или учебнике.
Однако во избежание ошибок и путаницы необходимо знать, каким образом осуществляется структурирование данных в таблице, в каком именно источнике найти требуемые данные, чётко помнить, какие названия элементов различаются в русском и латинском варианте. В противном случае можно случайно принять Mg за марганец, а N - за натрий.
Чтобы получить практику на начальном этапе, выполняйте упражнения. Например, укажите символы химических элементов для случайно взятой последовательности названий из периодической таблицы. По мере получения опыта всё встанет на свои места и вопрос запоминания этой базовой информации отпадет сам собой.
Современные символы химических элементов были введены в науку в 1813 г. Берцелиусом. По его предложению элементы обозначаются начальными буквами их латинских названий. Например, кислород (Oxygenium) обозначается буквой О, сера - буквой S, водород (Hydrogenium) - буквой Н. В тех случаях, когда названия нескольких элементов начинаются с одной и той же буквы, к первой букве добавляется еще одна из последующих. Так, углерод (Carboneum) имеет символ С, кальций , медь и т. д.
Химические символы - не только сокращенные названия элементов: они выражают и определенные их количества (или массы), т. е. каждый символ обозначает или один атом элемента, или один моль его атомов, или массу элемента, равную (или пропорциональную) молярной массе этого элемента. Например, С означает или один атом углерода, или один моль атомов углерода, или 12 единиц массы (обычно ) углерода.
Формулы веществ также указывают не только состав вещества, но и его количество и массу. Каждая формула изображает или одну молекулу вещества, или один моль вещества, или массу вещества, равную (или пропорциональную) его молярной массе. Например, обозначает или одну молекулу воды, или один моль воды, или 18 единиц массы (обычно ) воды.
Простые вещества также обозначаются формулами, показывающими, из скольких атомов состоит молекула простого вещества: например, формула водорода . Если атомный состав молекулы простого вещества точно не известен или вещество состоит из молекул, содержащих различное число атомов, а также, если оно имеет не молекулярное, а атомное или металлическое строение, простое вещество обозначают символом элемента.
Например, простое вещество фосфор обозначают формулой Р, поскольку в зависимости от условий фосфор может состоять из молекул с различным числом атомов или иметь полимерное строение.
Формулу вещества устанавливают на основании результатов его анализа. Например, согласно данным анализа, глюкоза содержит (масс.) углерода, (масс.) водорода и (масс.) кислорода. Следовательно, массы углерода, водорода и кислорода относятся друг к другу как . Обозначим искомую формулу глюкозы , где - числа атомов углерода, водорода и кислорода в молекуле. Массы атомов этих элементов соответственно равны . Поэтому в составе молекулы глюкозы находится углерода, водорода и кислорода. Отношение этих масс равно . Но это отношение мы уже нашли, исходя из данных анализа глюкозы. Следовательно:
Согласно свойствам пропорции:
Следовательно, в молекуле глюкозы на один атом углерода приходится два атома водорода и один атом кислорода. Этому условию удовлетворяют формулы и т. д. Первая из этих формул - - называется простейшей или эмпирической формулой; ей отвечает молекулярная масса 30,02. Для того чтобы узнать истинную или молекулярную формулу, необходимо знать молекулярную массу данного вещества. Глюкоза при нагревании разрушается, не переходя в газ. Но ее молекулярную массу можно определить методами, описанными в главе VII: она равна 180. Из сопоставления этой молекулярной массы с молекулярной массой, отвечающей простейшей формуле, ясно, что глюкозе отвечает формула .
Познакомившись с выводом химических формул, легко понять, как устанавливают точные значения молекулярных масс. Как уже упоминалось, существующие методы определения молекулярных масс в большинстве случаев дают не вполне точные результаты. Но, зная хотя бы приближенно молекулярную массу и процентный состав вещества, можно установить его формулу, выражающую атомный состав молекулы. Поскольку молекулярная масса равняется сумме атомных масс образующих ее атомов, то, сложив атомные массы атомов, входящих в состав молекулы, определяем молекулярную массу вещества. Точность найденной молекулярной массы будет соответствовать той точности, с которой был произведен анализ вещества.
Решение о необходимости ведения такой тетради пришло не сразу, а постепенно, с накоплением опыта работы.
Вначале это было место в конце рабочей тетради – несколько страниц для записи наиболее важных определений. Затем туда же были вынесены наиболее важные таблицы. Потом пришло осознание того, что большинству учеников для того, чтобы научиться решать задачи, необходимы строгие алгоритмические предписания, которые они, прежде всего, должны понять и запомнить.
Вот тогда и пришло решение о ведении, кроме рабочей тетради, еще одной обязательной тетради по химии – химического словаря. В отличие от рабочих тетрадей, которых может быть даже две в течение одного учебного года, словарь - это единая тетрадь на весь курс обучения химии. Лучше всего, если эта тетрадь будет иметь 48 листов и прочную обложку.
Материал в этой тетради мы располагаем следующим образом: в начале – наиболее важные определения, которые ребята выписывают из учебника или записывают под диктовку учителя. Например, на первом уроке в 8-м классе это определение предмета “химия”, понятие “химические реакции”. В течение учебного года в 8-м классе их накапливается более тридцати. По этим определениям на некоторых уроках я провожу опросы. Например, устный вопрос по цепочке, когда один ученик задает вопрос другому, если тот ответил правильно, значит, уже он задает вопрос следующему; или, когда одному ученику задают вопросы другие ученики, если он не справляется с ответом, значит, отвечают сами. По органической химии это в основном определения классов органических веществ и главных понятий, например, “гомологи”, “изомеры” и др.
В конце нашей справочной тетради представлен материал в виде таблиц и схем. На последней странице располагается самая первая таблица “Химические элементы. Химические знаки”. Затем таблицы “Валентность”, “Кислоты”, “Индикаторы”, “Электрохимический ряд напряжений металлов”, “Ряд электроотрицательности”.
Особенно хочу остановиться на содержании таблицы “Соответствие кислот кислотным оксидам”:
| Соответствие кислот кислотным оксидам | ||||
| Кислотный оксид | Кислота | |||
| Название | Формула | Название | Формула | Кислотный остаток, валентность |
| оксид углерода (II) | CO 2 | угольная | H 2 CO 3 | CO 3 (II) |
| оксид серы (IV) | SO 2 | сернистая | H 2 SO 3 | SO 3 (II) |
| оксид серы (VI) | SO 3 | серная | H 2 SO 4 | SO 4 (II) |
| оксид кремния (IV) | SiO 2 | кремниевая | H 2 SiO 3 | SiO 3 (II) |
| оксид азота (V) | N 2 O 5 | азотная | HNO 3 | NO 3 (I) |
| оксид фосфора (V) | P 2 O 5 | фосфорная | H 3 PO 4 | PO 4 (III) |
Без понимания и запоминания этой таблицы затрудняется составление учениками 8-х классов уравнений реакций кислотных оксидов со щелочами.
При изучении теории электролитической диссоциации в конце тетради записываем схемы и правила.
Правила составления ионных уравнений:
1. В виде ионов записывают формулы сильных электролитов, растворимых в воде.
2. В молекулярном виде записывают формулы простых веществ, оксидов, слабых электролитов и всех нерастворимых веществ.
3. Формулы малорастворимых веществ в левой части уравнения записывают в ионном виде, в правой – в молекулярном.
При изучении органической химии записываем в словарь обобщающие таблицы по углеводородам, классам кислород - и азотсодержащих веществ, схемы по генетической связи.
| Физические величины | |||
| Обозначение | Название | Единицы | Формулы |
| количество вещества | моль | = N / N A ; = m / М; V / V m (для газов) |
|
| N A | постоянная Авогадро | молекулы, атомы и другие частицы | N A = 6,02 10 23 |
| N | число частиц | молекулы, атомы и другие частицы |
N = N A |
| M | молярная масса | г/моль, кг/кмоль | M = m / ; / М/ = М r |
| m | масса | г, кг | m = M ; m = V |
| V m | молярный объём газа | л / моль, м 3 /кмоль | Vm = 22,4 л / моль=22,4 м 3 /кмоль |
| V | объём | л, м 3 | V = V m (для газов) ; |
| плотность | г / мл; | = m / V; M / V m (для газов) |
|
За 25 – летний период преподавания химии в школе мне пришлось работать по разным программам и учебникам. При этом всегда удивляло то, что практически ни один учебник не учит решать задачи. В начале изучения химии для систематизации и закрепления знаний в словаре мы с учениками составляем таблицу “Физические величины” с новыми величинами:
При обучении учащихся способам решения расчётных задач очень большое значение придаю алгоритмам. Я считаю, что строгие предписания последовательности действий позволяют слабому ученику разобраться в решении задач определённого типа. Для сильных учеников - это возможность выхода на творческий уровень своего дальнейшего химического образования и самообразования, так как для начала нужно уверенно овладеть сравнительно небольшим числом стандартных приёмов. На базе этого разовьётся умение правильно их применять на разных стадиях решения более сложных задач. Поэтому алгоритмы решения расчётных задач составлены мною для всех типов задач школьного курса и для факультативных занятий.
Приведу примеры некоторых из них.
Алгоритм решения задач по химическим уравнениям.
1. Записать кратко условие задачи и составить химическое уравнение.
2. Над формулами в химическом уравнении надписать данные задачи, под формулами пописать число моль (определяют по коэффициенту).
3. Найти количество вещества, масса или объём которого даны в условии задачи, по формулам:
M / M; = V / V m (для газов V m = 22,4 л / моль).
Полученное число надписать над формулой в уравнении.
4. Найти количество вещества, масса или объём которого неизвестны. Для этого провести рассуждение по уравнению: сравнить число моль по условию с числом моль по уравнению. При необходимости составить пропорцию.
5. Найти массу или объём по формулам: m = M ; V = V m .
Данный алгоритм – это основа, которую должен освоить ученик, чтобы в дальнейшем он смог решать задачи по уравнениям с различными усложнениями.
Задачи на избыток и недостаток.
Если в условии задачи известны количества, массы или объёмы сразу двух реагирующих веществ, то это задача на избыток и недостаток.
При её решении:
1. Нужно найти количества двух реагирующих веществ по формулам:
M /M; = V/V m .
2. Полученные числа моль надписать над уравнением. Сравнив их с числом моль по уравнению, сделать вывод о том, какое вещество дано в недостатке.
3. По недостатку производить дальнейшие расчёты.
Задачи на долю выхода продукта реакции, практически полученного от теоретически возможного.
По уравнениям реакций проводят теоретические расчёты и находят теоретические данные для продукта реакции: теор. , m теор. или V теор. . При проведении реакций в лаборатории или в промышленности происходят потери, поэтому полученные практические данные практ. ,
m практ. или V практ. всегда меньше теоретически рассчитанных данных. Долю выхода обозначают буквой (эта) и рассчитывают по формулам:
(эта) = практ. / теор. = m практ. / m теор. = V практ. / V теор.
Выражают её в долях от единицы или в процентах. Можно выделить три типа задач:
Если в условии задачи известны данные для исходного вещества и доля выхода продукта реакции, при этом нужно найти практ. , m практ. или V практ. продукта реакции.
Порядок решения:
1. Произвести расчёт по уравнению, исходя из данных для исходного вещества, найти теор. , m теор. или V теор. продукта реакции;
2. Найти массу или объём продукта реакции, практически полученного, по формулам:
m практ. = m теор. ; V практ. = V теор . ; практ. = теор. .
Если в условии задачи известны данные для исходного вещества и практ. , m практ. или V практ. полученного продукта, при этом нужно найти долю выхода продукта реакции.
Порядок решения:
1. Произвести расчёт по уравнению, исходя из данных для исходного вещества, найти
Теор. , m теор. или V теор. продукта реакции.
2. Найти долю выхода продукта реакции по формулам:
Практ. / теор. = m практ. / m теор. = V практ. /V теор.
Если в условии задачи известны практ. , m практ. или V практ. полученного продукта реакции и доля выхода его, при этом нужно найти данные для исходного вещества.
Порядок решения:
1. Найти теор., m теор. или V теор. продукта реакции по формулам:
Теор. = практ. / ; m теор. = m практ. / ; V теор. = V практ. / .
2. Произвести расчёт по уравнению, исходя из теор. , m теор. или V теор. продукта реакции и найти данные для исходного вещества.
Конечно, эти три типа задач мы рассматриваем постепенно, отрабатываем умения решения каждого из них на примере целого ряда задач.
Задачи на смеси и примеси.
Чистое вещество – это то, которого в смеси больше, остальное – примеси. Обозначения: масса смеси – m см., масса чистого вещества – m ч.в., масса примесей – m прим. , массовая доля чистого вещества - ч.в.
Массовую долю чистого вещества находят по формуле: ч.в. = m ч.в. / m см. , выражают её в долях от единицы или в процентах. Выделим 2 типа задач.
Если в условии задачи дана массовая доля чистого вещества ил массовая доля примесей, значит, при этом дана масса смеси. Слово “технический” тоже означает наличие смеси.
Порядок решения:
1. Найти массу чистого вещества по формуле: m ч.в. = ч.в. m см.
Если дана массовая доля примесей, то предварительно нужно найти массовую долю чистого вещества: ч.в. = 1 - прим.
2. Исходя из массы чистого вещества, производить дальнейшие расчёты по уравнению.
Если в условии задачи дана масса исходной смеси и n , m или V продукта реакции, при этом нужно найти массовую долю чистого вещества в исходной смеси или массовую долю примесей в ней.
Порядок решения:
1. Произвести расчёт по уравнению, исходя из данных для продукта реакции, и найти n ч.в. и m ч.в.
2. Найти массовую долю чистого вещества в смеси по формуле: ч.в. = m ч.в. / m см. и массовую долю примесей: прим. = 1 - ч.в
Закон объёмных отношений газов.
Объёмы газов относятся так же, как их количества веществ:
V 1 / V 2 = 1 / 2
Этот закон применяют при решении задач по уравнениям, в которых дан объём газа и нужно найти объём другого газа.
Объёмная доля газа в смеси.
Vг / Vсм, где (фи) – объёмная доля газа.
Vг – объём газа, Vcм – объём смеси газов.
Если в условии задачи даны объёмная доля газа и объём смеси, то, прежде всего, нужно найти объём газа: Vг = Vсм.
Объём смеси газов находят по формуле: Vсм = Vг / .
Объём воздуха, затраченный на сжигание вещества, находят через объём кислорода, найденный по уравнению:
Vвозд. = V(О 2) / 0,21
Вывод формул органических веществ по общим формулам.
Органические вещества образуют гомологические ряды, которые имеют общие формулы. Это позволяет:
1. Выражать относительную молекулярную массу через число n.
M r (C n H 2n + 2) = 12 n + 1 (2n + 2) = 14n + 2.
2. Приравнивать M r , выраженную через n, к истинной M r и находить n.
3. Составлять уравнения реакций в общем виде и производить по ним вычисления.
Вывод формул веществ по продуктам сгорания.
1. Проанализировать состав продуктов сгорания и сделать вывод о качественном составе сгоревшего вещества: Н 2 О -> Н, СО 2 -> С, SO 2 -> S, P 2 O 5 -> P, Na 2 CO 3 -> Na, C.
Наличие кислорода в веществе требует проверки. Обозначить индексы в формуле через x, y, z. Например, СxНyОz (?).
2. Найти количество веществ продуктов сгорания по формулам:
n = m / M и n = V / Vm.
3. Найти количества элементов, содержавшихся в сгоревшем веществе. Например:
n (С) = n (СО 2), n (Н) = 2 ћ n (Н 2 О), n (Na) = 2 ћ n (Na 2 CO 3), n (C) = n (Na 2 CO 3) и т.д.
4. Если сгорело вещество неизвестного состава, то обязательно нужно проверить, содержался ли в нём кислород. Например, СxНyОz (?), m (O) = m в–ва – (m (C) + m(H)).
b) если известна относительная плотность: М 1 = D 2 М 2 , M = D H2 2, M = D O2 32,
M = D возд. 29, М = D N2 28 и т.д.
1 способ: найти простейшую формулу вещества (см. предыдущий алгоритм) и простейшую молярную массу. Затем сравнить истинную молярную массу с простейшей и увеличить индексы в формуле в нужное число раз.
2 способ: найти индексы по формуле n = (э) Mr / Ar(э).
Если неизвестна массовая доля одного из элементов, то её нужно найти. Для этого из 100 % или из единицы вычесть массовую долю другого элемента.
Постепенно в курсе изучения химии в химическом словаре происходит накопление алгоритмов решения задач разных типов. И ученик всегда знает, где ему найти нужную формулу или нужные сведения для решения задачи.
Многим учащимся нравится ведение такой тетради, они сами дополняют её различными справочными материалами.
Что касается факультативных занятий, то мы с учениками тоже заводим отдельную тетрадь для записи алгоритмов решения задач, выходящих за рамки школьной программы. В этой же тетради для каждого типа задач записываем 1-2 примера, остальные задачи они решают уже в другой тетради. И, если вдуматься, то среди тысяч разных задач, встречающихся на экзамене по химии во всех ВУЗах, можно выделить задачи 25 – 30 различных типов. Конечно, среди них – множество вариаций.
В разработке алгоритмов решения задач на факультативных занятиях мне во многом помогло пособие А.А. Кушнарёва. (Учимся решать задачи по химии, - М., Школа – пресс, 1996).
Умение решать задачи по химии это основной критерий творческого усвоения предмета. Именно через решение задач различных уровней сложности может быть эффективно усвоен курс химии.
Если ученик имеет чёткое представление о всех возможных типах задач, прорешал большое количество задач каждого типа, то ему по силам справиться со сдачей экзамена по химии в виде ЕГЭ и при поступлении в вузы.
Вы уже знаете символы некоторых химических элементов.
Что же показывает химический символ?
1) Обозначает химический элемент(даем название);
2) один атом этого элемента;
3) по символу можно определить место элемента в периодической системе Д.И. Менделеева;
4) по периодической системе можно определить относительную атомную массу элемента.
Разберем пример.
Символ химического элемента - Cu
1) Химический элемент - медь.
2) один атом меди;
3) Медь находится в периодической системе элементов в 4 периоде, 1 группе, порядковый номер - 29.
4) Ar(Cu)=64
Обобщим известную нам информацию, которую содержит химическая формула.
Таблица. Информация, содержащаяся в химической формуле.
Пример: HNO3 - азотная кислота
| 1. Качественный состав | 1. Молекула состоит из атомов трех химических элементов:H,N,O |
| 2. Количественный состав | 2. в состав молекулы входят пять атомов: один атом водорода, один атом азота, три атома кислорода |
| 3. Относительная молекулярная масса | 3.Mr(HNO3)= 1·1+14·1+16·3=63 |
| 4. Массу молекулы | 4. mм(HNO3)= 1а.е.м. ·1+ 14 а.е.м. ·1+ 16 а.е.м. ·3=63 а.е.м. |
| 5. Массовые доли элементов | 5.ω(H) = Ar(H) ·1 / Mr(HNO3)= 1·1/63=0,016 или 1,6 % ω(N)= Ar (N)· 1 /Mr(HNO3)= ω(O)= Ar (O)·3 /Mr(HNO3)= |
Выполните по аналогии задание в рабочей тетради
Подведение итогов
Поздравляем, вы прошли тест до конца!
Теперь нажмите на кнопку
Сдать тест
для того, чтобы
окончательно сохранить ваши ответы и получить оценку.
Внимание! После нажатия на кнопку вы не сможете внести изменения.
