Методические подходы к формированию знаний о химических реакциях
Курсовой проект - Педагогика
Другие курсовые по предмету Педагогика
есии;
Основополагающими понятиями этой системы являются реакционная способность, переходное состояние, скорость реакции, механизм реакции. Именно эти понятия находятся в центре современной теоретической химии как узловые. Поэтому ведущим в анализе и формировании данной системы является кинетический подход.
Сущность химической реакции заключается в образовании ПАК по схеме:
исходное состояние переходное состояние конечное состояние реакционной системы. Как пишет В.И.Кузнецов: “Переходное состояние системы это сущность химических превращений, сущность любого химического процесса”. При химических реакциях происходит разрыв связей в исходных веществах и образование других (как правило, более прочных и энергетически выгодных) в продуктах реакции.
Элементарной субстанцией химической реакции являются атомы (ионы, радикалы) элементов. Сохраняемость атомов и их фундаментальных свойств, в том числе их масс, зарядов и др., служит основанием для количественных описаний химических реакций, для установления количественных отношений, отражаемых уравнениями реакций. Это объясняет подчинение их закону сохранения массы и энергии. Происходящая в ходе превращения веществ перестройка электронных структур участвующих в реакции атомов, молекул и др. частиц сопровождается образованием и превращением химической энергии в другие ее виды. Энергетический признак один из важнейших признаков химической реакции.
Все эти сущностные знания, отражающие признаки, стороны, связи и отношения химической реакции, составляют теоретическое ядро системы понятий о химической реакции. Эта система может быть представлена следующей схемой [3]:
Знания о веществе
2. Условия возникновения и протекания реакций и их признаки
3. Механизм реакции
4. Скорость реакции
химическое производство
Модель реакции 5. Химическое равновесие
Реагенты продукты
начальное конечное
состояние состояние
конечное состояние
1. Реакционная способность веществ и энергетика процессов
6. Химические закономернои и управление химическими реакциями
классификация химических реакции Электронноди-намические Электронно-статические 7. Уравнения реакций
Рис.1. Система знаний о химической реакции в школьном курсе химии.
1. Блок знаний об условиях и признаках протекания реакций включает в себя преимущественно эмпирические понятия, образованные на основе эксперимента и наблюдений. Признаки реакций выявляются на основе экспериментальных данных. Сравнение опытов дает возможность выявить общие для всех реакций признаки образование новых веществ и энергетические изменения, сопровождающие эти изменения.
2. Блок знаний об энергетике химических реакций позволяет ответить на вопрос почему протекают химические реакции, возможно или невозможно их осуществление, каковы движущие силы реакций. В школьном курсе химии знания энергетики представлены такими элементами термохимии как тепловой эффект реакции, термохимические уравнения; в старших классах вводятся понятия энтропии и энергии Гиббса. Кроме того, к ним можно отнести и понятие энергии активации.
3. Блок знаний о кинетике химических реакций отвечает на вопрос, как протекают химические реакции, раскрывает течение реакции во времени, их механизм. Эта проблема центральная в современной химии, поэтому при рассмотрении реакций кинетический подход является ведущим, в том числе и в школе.
Важнейшими понятиями данного блока являются: реакционная способность, скорость реакции, энергия активации, активированный переходный комплекс, механизм реакций, катализ и его виды и другие. Кроме того, в этот блок входят такие закономерности, как правило Вант-Гоффа, закон действия масс (без учета стхиометрических коэффициентов или для реакций, где эти коэффициенты равны 1). Наиболее общим является понятие реакционная способность. Оно раскрывает связь свойств реагентов с разного рода факторами, в том числе и кинетическими.
Понятие скорости химической реакции характеризует протекание реакции во времени, отражая при этом характер изменений свойств реагентов и их концентраций. Оно определяется изменением концентрации реагирующих веществ в единицу времени. Скорость реакции центральное понятие в системе знаний о реакции школьного курса химии. Его главное назначение качественное и количественное описание протекания реакций во времени.
Понятие механизм реакции является наиболее абстрактным и сложным для усвоения. Поэтому вначале дают его простейшую формулировку: механизм реакции это последовательность элементарных химических актов. Данное понятие раскрывает протекание химического процесса, как во времени, так и в пространстве (число частиц, последовательность соударения, строение ПАК). В совокупности понятия скорость реакции, реакционная способность и механизм реакции&#