Формирование и развитие основных химических понятий при изучении теории химического строения Бутлерова

23

«Формирование и развитие основных химических понятий при изучении теории химического строения Бутлерова»

Оглавление

Введение

1. Современная теория строения органических веществ как фундамент курса органической химии

1.1 Значение изучения теории строения органических веществ

1.2 Условия успешного изучения органической химии

2. Структура современной теории строения органических веществ

2.1 Теория строения А.М. Бутлерова

2.2 Построение курса органической химии

2.3 Изучение изомерии и гомологии

2.4 Обобщение в курсе органической химии

3. Методы и средства изучения органической химии

Литература

Введение

Насущные задачи органической химии требовали разрешения основного вопроса: являются ли молекулы беспорядочным нагромождением атомов, удерживаемых: силами притяжения, или они представляют собой частицы с определенным строением, которое можно установить, исследуя свойства вещества. В органической химии к этому времени уже накопились факты и обобщения, которые могли служить основой для решения вопроса о строении молекул.

Решающую роль сыграло открытие валентности элементов. Исследуя состав металлоорганических соединений, Франкланд (1853) нашел, что каждый металл дает соединения со строго определенным числом радикалов; это число и представляет собой валентность данного металла.

Стало ясно, что атомы могут соединяться в молекулы только в отношениях, определяемых валентностью атомов. В частности, было установлено, что углерод четырехвалентен (Кекуле, 1858).

Открытие валентности непосредственно подводило к мысли, что молекулы имеют определенное строение. Оставался открытым вопрос, как определять строение молекулы. Этот вопрос не мог быть решен без подлинно научной теории органической химии, которая и была создана А.М. Бутлеровым.

1. Современная теория строения органических веществ как фундамент курса органической химии

Особенности современной методики изучения органической химии заключаются в том, что теперь она преподается не единым целостным блоком в X-XI классах, как раньше, а в течение двух периодов. Во-первых, в IX классе, где дается минимум сведений для того, чтобы выпускники девятилетней (а в перспективе десятилетней) школы получили хотя бы небольшие представления об органических веществах. Кроме того, этот раздел явится своего рода пропедевтикой (принцип концентризма) для изучения органической химии в старших классах по углубленной программе. Включение раздела органической химии в курс IX классов усилит внутрипредметные связи с неорганической и общей химией, тем более, что блок содержания органической химии в основной школе может быть размещен как в конце курса (например, в учебнике Е.Е. Минченкова и др.), так и в середине его, при изучении подгруппы углерода, где органические вещества рассматриваются как соединения углерода (например, в учебнике Н.Е. Кузнецовой и др.).

Нельзя не отметить, что органическая химия в основной школе неизбежно приобретает до некоторой степени описательный характер, так как не хватает времени для достаточно серьезной проработки ее теоретических основ. Что касается проблем раннего про- филирования с углублением химии, то Министерство образования и Министерство здравоохранения категорически возражают против этого во избежание перегрузки детей.

В старших классах естественнонаучного направления обучение органической химии сможет уже начаться на более серьезной основе.

Для старших классов гуманитарного профиля объем и организация обучения органической химии пока не определены, так же, как и химии в целом. Сейчас в процессе разработки находится обязательный минимум содержания химии для средней ступени. При этом надо учитывать, что химия входит в обязательный федеральный компонент учебного плана.

Кроме того, специфика преподавания органической химии обусловлена ее содержанием. Органическая химия как наука рассматривает специфический круг веществ и химических процессов, которые определяют ее положение в системе учебных предметов средней школы. Ее взаимосвязь с неорганической химией выражается в использовании как опорных понятий о строении атома, его электроотрицательности и электронной природе химической связи.

В неорганической химии различие в свойствах веществ, образованных элементами разных групп периодической системы, обусловлены не столько строением, сколько различием качественного состава. В ней почти не сравниваются между собой соединения одинакового качественного состава, так как их неизмеримо меньше.

В органической же химии нет такого разнообразия качественного состава, поэтому факты взаимного влияния атомов и атомных группировок в молекулах, объясняющиеся электронными смещениями, становятся объектами особого внимания. В неорганической химии практически не касаются высокомолекулярных соединений. В органической же химии изучение полимеров позволяет перейти к изучению биологически важных Значительна специфика изучения химических реакций органических веществ. Если в неорганической химии большинство реакций, рассматриваемых в средней школе, протекает практически мгновенно, то в органической химии процессы более растянуты по времени. Общие закономерности реакций в неорганической и органической химии едины, но во втором случае для их проведения нужно более тонко и точно подбирать условия, чтобы добиться нужного направления. Поэтому режим, при котором проводятся реакции в органической химии, приобретает гораздо большее значение, чем в неорганической химии, и является объектом изучения. Таким образом, понятия неорганической химии претерпевают серьезные качественные изменения при переходе к органической химии.

Большое влияние на курс органической химии оказывают межпредметные связи, особенно с биологией. Развитие биологии как науки и как учебного предмета оказало влияние на формирование школьного курса органической химии, в который в 1985 г. были введены гетероциклы и нуклеиновые кислоты. Они необходимы для понимания проблем молекулярной биологии, генетики, так как органическая химия формирует для биологии опорные понятия. Органическая химия широко пользуется понятиями физики: представления об электрических явлениях в макромире способствуют пониманию микромира органических веществ. Межпредметные связи с историей позволяют ознакомить учащихся с историей органической химии как науки, показать успехи органического синтеза, раскрыть перспективы развития химической промышленности в нашей стране. Межпредметные связи органической химии с другими предметами школьного учебного плана четко определяют ее место в учебно-воспитательном процессе средней школы [1].

1.1 Значение изучения теории строения органических веществ

Теория строения органических веществ -- теоретическая база всего курса органической химии. На ее основе формируются важнейшие понятия. Поэтому рассматривать методику изучения теории строения следует во взаимной связи с курсом органической химии в целом.

Рассматривая роль современной теории строения органических веществ в курсе химии X класса, не следует ограничиваться анализом лишь тех уроков, которыми начинается курс и которые дают первоначальное общее представление о сущности теории А.М. Бутлерова. Необходимо проследить, как идеи этой теории развиваются на основе современных представлений о строении атомов и молекул, а также на основе стереохимических представлений. Лишь связав теорию строения с изучением всего курса органической химии, можно понять и оценить ее значение в полной мере.

Помимо того, что эта теория имеет чрезвычайно важное научное значение, давая в руки ученых ключ к пониманию свойств органических веществ, она имеет огромное методическое значение, так как способствует сознательному усвоению материала органической химии на основе методов познания, характерных для этой науки. При изучении обосновывают историческую необходимость появления теории строения А.М. Бутлерова, раскрывают смысл идей о строении вещества, о взаимном влиянии атомов в его молекулах, о зависимости свойств веществ не только от состава, но и от строения, отмечают значение теории в науке и практике, ее преобразующую роль в науке.

Методика изучения органической химии на основе современной теории строения наиболее полно отражена в работах Л.А. Цветкова [1].

1.2 Условия успешного изучения органической химии

По изучению важнейших понятий и теорий органической химии на основании большой экспериментальной работы были выработаны рекомендации учителю:

Установление внутрипредметных связей с неорганической химией.

Использование принципа историзма при показе исторической обусловленности появления теории химического строения, истории борьбы идей, возникновения и опровержения теорий (теории радикалов, теории типов и т. д.) и построение на этой основе проблемных ситуаций.

Раскрытие бутлеровских идей о строении органических веществ и установление их связи с электронной теорией и теорией пространственного строения.

Проведение идей зависимости свойств веществ от их строения. При этом раскрывают противоречивость познания органических веществ, в котором критерием истины является эксперимент. Особая роль отводится синтезу. А от него приходят к объяснению структурной изомерии и т. д.

5. Использование изобразительных средств, в частности, моделей, экранных пособий [2].

2. Структура современной теории строения органических веществ

В преподавании органической химии в настоящее время обучение строится на основе современной теории строения, которая слагается из трех теорий: бутлеровской теории химического строения и двух дополняющих и развивающих ее теорий -- электронной теории и теории пространственного строения. Это обусловлено введением в курс органической химии сложных понятий, связанных с квантовомеханическими и стереохимическими представлениями, часть которых приобретена учащимися еще в курсе неорганической химии.

Все понятия органической химии сгруппированы в пять групп на основе современной теории строения: понятия химического строения, электронной теории и стереохимические, связанные между собой в единую современную теорию строения органических веществ, понятия высокомолекулярной химии, а также понятия о закономерностях химических реакций.

Химическое строение и понятия стереохимии взаимосвязаны с электронным строением веществ. В неорганической химии учащиеся практически не встречались с проявлениями их влияния на свойства веществ. В органической же химии эти понятия играют решающую роль в изучении органических веществ. Если в неорганической химии рассматриваются только атомы в невозбужденном состоянии, то в органической химии -- возбужденный атом углерода с его гибридными электронными облаками, направление которых в пространстве определяет конфигурацию углеродной цепи. В неорганической химии ознакомление с геометрией молекул играет лишь вспомогательную роль, позволяющую объяснить в некоторых необходимых случаях (NH, Н₂О) полярный характер молекулы вещества, в органической же химии это становится важнейшим объектом изучения, ибо без понимания геометрии молекул нельзя ни объяснить, ни прогнозировать свойства веществ.

Все это определяет системный подход к изучению органических веществ. Каждое конкретное органическое вещество рассматривается с позиций названных теоретических понятий. Изучается его электронное строение, тип гибридизации электронных облаков, определяющий химическое поведение вещества, его химическое и пространственное строение.

Вполне понятно, что в начале курса органической химии такой разносторонний подход к характеристике веществ и процессов не может быть осуществлен, так как учащиеся приобретают знания постепенно. По мере развития и обогащения понятий характеристика веществ становится все более полной, многосторонней и обоснованной.

Через свойства устанавливается связь между строением вещества и закономерностями химических реакций, в которые оно вступает. Выявление этих многочисленных причинно-следственных связей позволяет убедительно объяснить и обоснованно прогнозировать свойства веществ и направление протекания химических процессов. Именно такой подход способствует проблемному обучению, так как проблемные ситуации, естественно, возникают при выявлении связей между разными понятиями или разными сторонами одного и того же понятия.

2.1 Теория строения А.М. Бутлерова

Основная идея теории А.М. Бутлерова сформулирована им в 1861 г. в статье «О химическом строении вещества». Он писал: «Исходя из мысли, что каждый химический атом, входящий в состав тела, принимает участие в образовании этого последнего и действует здесь определенным количеством принадлежащей ему химической силы (сродства), я называю химическим строением распределение действия этой силы, вследствие которого химические атомы, посредственно или непосредственно влияя друг на друга, соединяются в химическую частицу».

Установив понятие химического строения, Бутлеров дает новое определение природы вещества: «Химическая натура сложной частицы определяется натурой элементарных составных частей, количеством их и химическим строением».

Это принципиально новое, революционное для своего времени положение легло в основу всего дальнейшего развития Органической химии, ибо оно означает, что строение сложного вещества может быть установлено на основании его превращений, а химические свойства его (реакционная способность) могут быть предсказаны на основании строения. Бутлеров указывал, что для определения химического строения вещества могут быть использованы все виды реакций: соединения (синтеза), разложения (анализа), двойного обмена (замещения). Бутлеров справедливо считал, что определение строения возможно только в том случае, если строение остатков молекул, непосредственно не затрагиваемых реакцией, будет неизменно.

Из положения теории строения о зависимости химических свойств соединения от его строения вытекают взгляды А.М. Бутлерова на значение структурных формул. Он считал, что для каждого соединения возможна лишь одна структурная формула, причем в будущем, когда будет полностью выяснена зависимость свойств от строения, формула соединения должна выражать все его свойства.

Замечательным успехом теории строения явилось объяснение явления изомерии. Так, к цепи из трех атомов углерода четвертый углеродный атом может быть присоединен двояким образом:

а) к одному из двух крайних атомов

б) к среднему атому.

Следовательно, возможен не один, а два различных порядка связи атомов в молекулах общей формулы С₄Н₁₀:

Таким образом, молекулярной формулой С₄Н₁₀ могут обладать два вещества, имеющие одинаковый качественный и количественный состав, а также одинаковую молекулярную массу, но отличающиеся расположением атомов в молекулах (строением). Такие два вещества называются изомерными веществами или, кратко, изомерами.

Поставленная Бутлеровым проблема взаимного влияния атомов была развита его учеником В.В. Марковниковым, который посвятил ей свою диссертацию «Материалы по вопросу о взаимном влиянии атомов в химических соединениях» (1869).

Марковников высказал ряд положений, чрезвычайно важных для дальнейшего развития органической химии как в теоретическом, так и в практическом отношении. Таково «правило Марковникова» о порядке присоединения галогеноводородов и хлорноватистой кислоты к несимметричным алкенам, положения о большей легкости замещения атома водорода при третичном углеродном атоме по сравнению с атомами водорода у вторичного и первичного углеродных атомов и замещения атома водорода при вторичном углеродном атоме по сравнению с водородным атомом у первичного углеродного атома. Эти закономерности были подтверждены Марковниковым экспериментальным путем.

Основные положения и следствия теории строения Бутлерова могут быть кратко сформулированы следующим образом.

В молекулах соединений существует определенный порядок связи атомов, который и носит название строения.

Химические свойства соединения определяются составом и строением его молекул.

Различное строение при одном и том же составе и молекулярной массе вещества обусловливает явление изомерии.

Так как при отдельных реакциях изменяются не все, а только некоторые части молекул, то, изучая продукты химических превращений соединения, можно установить его строение.

Химический характер (т. е. реакционная способность) атомов, входящих в молекулу, меняется в зависимости от того, с какими атомами они связаны в данной молекуле. Это изменение химического характера обусловливается главным образом взаимным влиянием непосредственно связанных друг с другом атомов. Взаимное влияние атомов, не связанных непосредственно, обычно проявляется значительно слабее.

Утратила ли сегодня классическая теория строения свое значение? Конечно нет. Ее принципиальные основы еще долго будут сохранять свою направляющую роль в развитии новых теорий, и не потеряют силу слова Бутлерова, сказанные о предшествующих теориях: «Они все еще остаются пригодными в известном смысле и, отживая, входят в виде более или менее измененном как часть в состав новых теорий, более обширных. Те зависимости между фактами, которые были указаны прежними теориями, подтверждаются, расширяются и объясняются еще лучше новыми теориями, а те открытия, к которым старые теории привели, остаются прочными памятниками их заслуг» [2,3].

2.2 Построение курса органической химии

Современная теория строения является исходной платформой для дедуктивного изучения органических веществ по отдельным классам, расположенным по мере усложнения их строения и подводящим учащихся к пониманию жизненно важных органических веществ -- жиров, белков и углеводов.

Например, для молекул предельных углеводородов характерна sp-гибридизация, для этиленовых углеводородов -- р-связь и sp-гибридизация. У диеновых углеводородов уже новая характеристика -- сопряженные связи, у ацетиленовых -- новый тип гибридизации -- sp. Усложняется и пространственное строение: меняются валентные углы, появляются пространственные изомеры и т. д.

2.3 Изучение изомерии и гомологии

При изучении теории строения органических веществ обычно указывают следующие предпосылки, способствовавшие ее возникновению. Это, во-первых, развитие атомно-молекулярного учения, во-вторых, обнаружение изомеров -- веществ, имеющих одинаковый состав, но разные свойства, и, в-третьих, развитие учения о валентности. В связи с этим особую роль в обучении приобретают понятие изомерии и непосредственно связанное с ним понятие гомологии. Это ключ к пониманию сущности строения органических веществ.

Важность и значимость понятий гомологии и изомерии определяется их обобщающим характером для каждой группы органических веществ. Эти понятия, как и установление генетических связей, способствуют целостности курса органической химии.

Несмотря на принципиальные различия этих двух понятий, учащиеся нередко их путают. Поэтому их изучение должно осуществляться индуктивным путем, на конкретных примерах. Сначала рассматривается структурная изомерия, а затем на конкретных примерах -- гомология.

С позиций дидактики по характеру использования понятий можно различить понятия опорные, развивающиеся, ознакомительные. Основные понятия -- развивающиеся, а опорные способствуют их формированию. Например, для формирования понятия о химическом строении и изомерии углеродного скелета необходимо такое понятие, как «радикал», которое в данном случае является опорным [2].

Для развивающегося понятия изомерии опорными понятиями служат понятия о качественном и количественном составе веществ, аллотропии и химическом строении. Поэтому это понятие может быть изучено в самом начале курса. Гомология рассматривается позже, в процессе ознакомления с предельными углеводородами.

Отмечаются три этапа формирования понятий гомологии и изомерии [4]:

1. Выделение существенных признаков каждого понятия и его определение.

Выявление различия между гомологами и изомерами.

Изучение разных форм изомерии и изомерии между веществами разных классов.

Изучение изомерии и гомологии осуществляется в такой последовательности. Сначала сообщается факт, что имеются вещества с одинаковым количественным и качественным составом, но различающиеся по свойствам (бутан, изобутан). Поиск причин этого явления привел к предположению, что различие может объясняться разным строением молекул веществ. Эти вещества были названы изомерами. В дальнейшем многочисленные факты и данные рентгеноструктурного анализа подтвердили их существование. Формулируется определение понятия.

Понятия «гомолог» и «гомологический ряд» сильно отодвинуты во времени от первого упоминания об изомерах. Они вводятся при изучении предельных углеводородов. После того как учащиеся поняли, что гомологи отличаются друг от друга лишь длиной углеродной цепи, им помогают установить связь между этими понятиями -- показывают, что углеводороды с четырехчленной и более углеродной цепью могут иметь разные варианты строения, т. е. изомеры. Далее сопоставляют существенные признаки понятий «изомер» и «гомолог» и делают вывод о сходстве и различии между ними [4,5].

2.4 Обобщение в курсе органической химии

В процессе обучения химии по разделам систематически проводятся обобщения: по понятию изомерии, по взаимному влиянию атомов в молекуле, по разновидностям ковалентной химической связи, так как от класса к классу органических соединений этот материал обогащается фактами, расширяется и углубляется. Установление генетической связи между классами органических веществ имеет очень важное мировоззренческое значение. Такого рода обобщения отвечают общей тенденции развития курса химии средней школы, вносящего свой вклад в формирование мыслительной деятельности учащихся.

В конце курса органической химии проводится обобщение всех понятий теории строения органических соединений. В нем уже можно развернуть более подробно основные положения теории строения органических веществ, добиваясь обоснования каждого из них. В учебнике органической химии для средней школы приводятся два главных положения бутлеровской теории:

атомы в молекулах соединены в определенной последовательности согласно их валентности.

свойства веществ зависят от последовательности соединения и взаимного влияния атомов друг на друга.

Эти положения в процессе завершающего обобщения расшифровывают:

Атомы и молекулы реально существуют; располагаются атомы в молекуле не беспорядочно, а в строгой последовательности.

Соединение атомов происходит в соответствии с их валентностью.

Углерод в органических соединениях четырехвалентен. Его атомы могут соединяться в цепи нормальные, разветвленные, замкнутые.

Свойства веществ зависят от качественного и количественного состава и химического строения молекул.

Химическое строение молекулы может быть выражено структурной формулой. Каждое вещество имеет только одну структурную формулу.

Химическое строение молекул познаваемо; оно может быть установлено путем изучения свойств веществ и продуктов его превращений, а также при синтезе из веществ известного состава и строения.

Различное химическое строение при одинаковом составе обусловливает явление изомерии. (Это положение позволяет включить объяснение явлений изомерии в систему бутлеровской теории.)

Образуя молекулы, атомы взаимодействуют друг с другом, вкладывая каждый свою долю электронной плотности.

Свойства атомов в новой молекуле проявляются по-разному, так как атомы оказывают друг на друга взаимное влияние.

10. Молекула -- не статическое, а динамическое образова- ние, для которого характерно внутреннее движение [6, 7].

3. Методы и средства изучения органической химии

Методы и средства изучения органической химии принципиальных отличий с курсом неорганической химии не имеют, но есть особенности, определяющиеся, во-первых, содержанием и, во-вторых, уровнем подготовленности и развития учащихся.

Несколько иной характер приобретает учебный химический эксперимент в органической химии. Ему в большей мере присущ исследовательский подход, он более продолжителен, менее эффектен и ярок. В эксперименте по органической химии приходится более тщательно соблюдать необходимые условия, опыты с органическими веществами более сложны по оборудованию и технике их проведения. При постановке и анализе опытов нужно помнить, что главная их задача в органической химии - помочь выявить зависимость свойств органических веществ от их строения.

Помимо эксперимента, важным средством наглядности в органической химии являются модели молекул органических веществ, но необходимо помнить, что любая модель механистична, особенно когда макросредствами моделируются объекты микромира. К тому же никакая модель не может отразить всего многообразия сторон изучаемого объекта, а только некоторые из них. Поэтому следует сочетать разные виды моделей.

Важным средством обучения органической химии и одновременно объектом изучения является систематическая химическая номенклатура, которая помогает ориентироваться в большом разнообразии органических соединений. Составление названий органических веществ нередко вызывает затруднения у учащихся. Для того чтобы облегчить им усвоение, рекомендуется изготовить две таблицы: на одной -- гомологический ряд предельных углеводородов от метана до декана и одновалентных радикалов и их названий от метила до бутила, на другой -- алгоритм последовательности составления названия. Когда материал будет усвоен, надобность в таблицах отпадет.

Здесь предусмотрено решение экспериментальных заданий обобщающего характера по теме генетической связи веществ исследованию их свойств и распознаванию веществ по их свойствам. Следует подчеркнуть различие содержания задач на разных этапах. Ранее также требовалось установление генетической связи между веществами, но только между классами неорганических веществ, а теперь между веществами, образованными элементами разных групп периодической системы.

Широко используется самостоятельная работа с учебником, по которому учащиеся повторяют необходимый материал для обобщения. По газетам, научно-популярным журналам и брошюрам, книге для чтения по химии учащиеся готовят доклады и сообщения на темы о географии химической промышленности нашей страны, о перспективах развития металлургии, ее связи с другими отраслями народного хозяйства, об охране атмосферного воздуха, водоемов, почв, зеленых насаждений и т. д.

Кроме того, практикуются семинары, обзорные лекции. Очень полезно предлагать учащимся для облегчения домашней подготовки план предстоящего урока.

«Обобщение знаний по курсу органической химии» приводит в систему сведения об органических веществах. Оно включает вопросы о химическом, электронном, пространственном строении и видах изомерии, анализ свойств органических веществ разных классов на основе строения, выявление генетической связи между органическими веществами и, наконец, обобщение сведений о промышленности органического синтеза, нефтехимии. Методика проведения этого обобщения приводится Л.А. Цветковым.

Сначала прослеживают развитие положений теории химического строения А.М. Бутлерова с учетом теории пространственного и электронного строения органических веществ. К обобщению учащиеся повторяют материал о природе химической связи, основных положениях бутлеровской теории, порядке образования углеродных цепей, видах изомерии. Для того, чтобы облегчить учащимся эту работу, учитель разрабатывает план повторения и сообщает учащимся, где искать ответы на вопросы. В классе сведения о видах изомерии приводятся в систему. При анализе разных видов изомерии необходимо подчеркивать практическое значение изомеров.

Проблемы электронного строения -- разных видов гибридизации, рассматриваются в тесной связи с предыдущими. На этой основе раскрываются вопросы о взаимном влиянии атомов, геометрии молекул, даются основные характеристики ковалентной связи в молекулах органических веществ.

Для достаточно глубокого обоснования генетической связи между органическими веществами составляют вместе с учащимися схему.

При формировании понятия о современной нефтехимической промышленности и народнохозяйственном значении органической химии следует показать широкие возможности органического синтеза на основе метана, этилена и ацетилена, его перспективы. Необходимо подчеркнуть, что при современных темпах развития индустрии природные ресурсы достаточно быстро исчерпываются, и это следует учитывать и искать дополнительные источники или создавать их искусственно. В частности, роль нефти в топливно-энергетическом балансе будет неуклонно снижаться.

При обобщении привлекаются сведения о состоянии и перспективах развития нефтехимической и газовой промышленности в нашей стране, а также органического синтеза, материалы периодической печати, диафильмы обобщающего характера, рефераты учащихся и т. д.

Заключительное обобщение, которое проводится в конце XI класса после завершения курса неорганической и органической химии, решает задачи в основном мировоззренческого характера. Химические знания, полученные на предыдущих ступенях обучения, переосмысливаются на философском уровне. На этой основе устанавливаются внутрипредметные и межпредметные связи, знания приобретают значительно большую широту. Перед учащимися раскрываются перспективы развития химической науки и техники, обосновывается их место в системе народного хозяйства страны. В программе одиннадцатилетней школы этому разделу уделяется значительно больше внимания.

При заключительном обобщении осуществляется подготовка учащихся к выпускному экзамену на аттестат зрелости, так как эта тема позволяет актуализировать все имеющиеся у учащихся знания.

От одной ступени обучения к другой меняется широта и глубина обобщаемых знаний, но главное в них -- установление связей между понятиями и приведение их в систему. Связи эти разного характера: причинно-следственные, генетические, взаимного влияния и др. Помощь учителю может оказать программа по химии, соответствующие пособия по этой теме и публикации в журнале «Химия в школе».

Нельзя сводить обобщение к простому повторению. В этом случае цель изучения данного раздела нельзя считать достигнутой. Для того, чтобы этого избежать, учитель так организует работу учащихся, чтобы добиться установления возможно большего числа связей, формирования целостных понятий об изученном ими курсе химии.

При внимательном рассмотрении структуры содержания заключительного обобщения можно заметить, что обобщение построено по важнейшим системам понятий и развернуто в последовательности, обратной изучению. Если изучение курса начинается с вещества, а затем постепенно учащиеся приступают к изучению его строения, то при обобщении принят прямо противоположный подход. Абстрактные теоретические понятия учения о периодичности как обобщения сведении о химическом элементе служат тем связующим звеном, которое увязывает между собой вещества и происходящие между ними химические реакции.

Если при изучении курса химии центральным первичным понятием было вещество, то при обобщении на первый план выдвигается понятие о химическом элементе и его материальном носителе -- атоме, так как именно оно позволяет в первую очередь и наиболее естественно связать воедино мир неорганических и органических веществ. Обобщая сведения о химическом элементе, нужно раскрыть структуру этого понятия и показать, какие свойства атомов меняются периодически, а какие -- нет. Очень важно выявить связь между химическим элементом и веществом, так как при последующем обобщении нужно будет установить характер изменения свойств простых веществ и их соединений.

Поскольку важнейшей идеей всего курса химии с VIII по XI класс является раскрытие зависимости свойств веществ от их строения. Обобщение проводится на базе всего курса химии, и это позволяет под новым углом зрения осветить хорошо известные учащимся понятия, например, химическую связь, раскрыв ее единую природу у органических и неорганических веществ. При этом актуализируется весь багаж знаний учащихся, уделяется внимание вопросам энергии связи, а при рассмотрении строения твердых неорганических веществ вводится понятие о комплексных соединениях.

При обобщении сведений о строении атома и химической связи полезно изготовить обобщающую таблицу и проанализировать ее, раскрыв отдельные понятия. При обобщении выделяют важнейшие характеристики ковалентной связи: энергию связи, ее направленность, полярность, длину, валентный угол [1, 7-9].

Литература

1. Цветков Л.А. Обобщение знаний учащихся по органической химии // Химия в школе, 1981, № 6. С. 17--24.

2. Цветков Л.А. Обобщение знаний учащихся по органической химии // Химия в школе, 1981, № 6. С. 21.

3. Гаркунов В.П. Развитие методики изучения теоретического материала в школьном курсе химии // Химия в школе, 1977, № 5. С. 41.

4. Иванова Р.Г. Изучение химии в 9 классе. -- М.: Просвещение, 1979.

5.Иванова Р.Г., Осокина Г. Н. Изучение химии в 9--10 классах. -- М.: Просвещение, 1983.

6. Шелковина Н.С. Из опыта обобщения знаний по курсу органической химии // Химия в школе, 1982, № 2. С. 26--30.

7. Обучение химии в 10 классе. В 2-х ч. / Под ред. И.Н. Черткова. -- М.:Просвещение, 1992.

8. Цветков Л.А. Преподавание органической химии в средней школе. -- М.: Просвещение, 1988.

9. Чертков И.Н. Методика формирования у учащихся основных понятий органической химии. -- М.: Просвещение, 1990.