Тема. Короткі відомості з історії хімії

Цілі уроку: вивчити основні етапи становлення хімії як науки; назвати найвидатніших хіміків та оха­рактеризувати їхні внески в науку; повторити відомості про речовини, вивчені в курсі «При­родознавство».

Тип уроку:   вивчення нового матеріалу.

Форми роботи:   розповідь учителя, бесіда.

Обладнання:   комплект портретів учених-хіміків.    

ХІД УРОКУ

І. Організація класу

Перевірка домашнього завдання.

Відповіді на запитання до параграфа.

Заслуховування підготовлених розповідей із заданої теми. .

ІІ. Вивчення нового матеріалу

Короткі відомості з історії хімії (розповідь учителя)

Тільки-но людина навчилася обробляти камені, надаючи їм необ­хідної форми, вона зробила першу кам'яну сокиру. Але навіть обробле­ний камінь залишався каменем, а дерево — деревом. Однак блискавка могла запалити ліс, дерево горіло, і на місці пожежі людина знаходила  чорну золу. Солодкий сік міг прокисати й дивно бадьорив. Люди помі­тили, що іноді природа речовин змінюється.         

Зараз ми знаємо, що це — результат хімічних перетворень речовини. Вони складають предмет науки, що одержала назву хімії.

Тільки-но людина навчилася розпалювати та підтримувати вогонь, вона одержала можливість здійснювати хімічні перетворення деяких ре­човин. Ці перетворення могли бути результатом горіння або спричиня­тися теплом, що виділялося під час горіння. М'ясо можна було зварити, і воно змінювало колір, смак, ставало м'якшим.

          - Згадайте з історії приклади використання давніми людьми хімії.
Глину можна було обпалити, і вона ставала більш міцною. Якщо людина розпалювала багаття в піску, то могло знайти в золі скляні кульки.

            - Які перші метали навчилася використовувати людина?
Першими металами, на які людина звернула увагу, були самородні мідь і золото. Червонувату мідь і жовтувате золото, що відливають гар­ним металевим блиском, не можна було не помітити серед тьмяної, сі­рувато-коричневої породи.

Спочатку метали, як і кольорові камінчики або перламутрові мор­ські мушлі, служили лише прикрасою. Обробляючи мідь, людина по­мітила, що виготовити з неї наконечник для стріли набагато легше, ніж із каменю, та й тупляться мідні наконечники повільніше, ніж кам'яні. Навіть більше, заточити мідний наконечник, що затупився, набагато простіше та швидше. Але міді було мало, знайти її було непросто, тому тривалий час вона служила в основному матеріалом для прикрас. Однак згодом з'ясувалося, що мідь можна одержати з каменів ви­значеного виду і щоб знайти такі камені значно простіше, ніж чисту са­мородну мідь.

Перші практичні відомості з хімії з'явилися в Давньому Єгипті. Єги­петські майстри займалися виробництвом металів, барвників, вони на­вчилися бальзамування, «варили» скло, виготовляли мило. Цікаво, що мило тоді використовували як крем, яке шляхетні єгиптянки наносили на обличчя.

Відповідно до однієї з теорій, слово «хімія» походить від давньої на­зви Єгипту — Хума (в англійському перекладі Біблії воно перетворилося на Хем) і, таким чином, воно має означати «єгипетське мистецтво». Од­нак сьогодні більш популярне інше пояснення. Припускається, що слово «хімія» походить від грецького «сік рослини», тож «хімія» — це «мисте­цтво виділення соків». Сік, про який ідеться, може бути і розплавленим металом, тож «хімія» може означати й «мистецтво металургії».

До 600 р. до н. є. греки, природничо - наукова думка яких передба­чила багато більш пізніх наукових відкриттів, звернули свою увагу на природу Всесвіту і структуру речовин, що, її складають. Грецьких учених, або «філософів» (любителів мудрості), не цікавили способи одержання тих чи інших речовин і методи їх практичного використання, їх цікави­ла насамперед сутність речовин і процесів. Вони шукали відповідь на питання «чому?». Інакше кажучи, давні греки першими зайнялися тим, що сьогодні називається хімічною теорією.

Ця теорія починається з Фалеса (640-546 рр. до н. є.). Фалес був грецьким філософом. Він прагнув з'ясувати, чи будь-яка речовина пе­реходить в іншу речовину (хоча б поступово), і якщо кожна, то чи не є всі речовини різними варіантами тієї самої основної речовини. Фалес вирішив, що цим елементом має бути вода. Вода оточує суходіл, насичує повітря парою, пробивається крізь земну твердінь струмками й річками, а найголовніше — без води неможливе саме життя. (На дошці виписані грецькі елементи-стихії.)

Давньогрецький філософ Анаксимен з Мілета (640-546 рр. до н. є.) дійшов висновку, що першооснова Всесвіту — повітря. Анаксимен вва­жав, що в напрямку до центра Всесвіту повітря стискується, утворюючи більш тверді та щільні різновиди речовини — воду і землю.

Інший давньогрецький філософ Гсракліт (540-475 рр. до н. є.) ствер­джував, що, якщо Всесвіту властиво змінюватися, то пошук елемента необхідно пов'язувати з пошуком субстанції, для якої зміна найбільш характерна. Такою субстанцією Геракліту уявлявся вогонь — постійно мінливий і такий, що все змінює.

Емпедокл з Агрігента (490-430 рр. до н. є.) теж чимало попрацю­вав над питанням, який елемент є основою світобудови. Чому має бути лише один початок? Чому не можуть існувати чотири початки — вогонь Геракліта, повітря Анаксимена, вода Фалеса і земля, яку Емпедокл увів до числа початків?

Уявлення Емпедокла про чотири початки поділяв найбільший давньо­грецький філософ Аристотель зі Стагіри (384-322 рр.  до н. є.). Аристотель вважав чотири елементи-стихії не матеріальними субстанціями, а лише носіями визначених якостей — теплоти, холоду, сухості й вологості:

Вогонь — гарячий і сухий.

Вода — холодна і волога.

Земля — холодна і суха.

Повітря — гаряче і вологе. Аристотель доводив, що небеса складаються з «п'ятого елемента», який він називав ефіром (від слова, що означає «сяяти», тому що харак­терною властивістю небесних тіл є світіння). Оскільки небеса здавалися незмінними, Аристотель вважав ефір досконалим, вічним,, нетлінним і абсолютно відмітним від чотирьох недосконалих елементів землі. Ці уявлення панували над розумами людей упродовж двох тисячоліть.

Грецька атомістика                               

Другим важливим питанням, яким опікувалися грецькі філософи, було питання про подільність матерії. Йонієць Левкіпп (близько 500-440 рр. до н. є.) першим поставив питання, чи можна кожну частину ма­терії, наскільки б малою вона не була, поділити на ще дрібніші частини. Левкіпп вважав, що в результаті такого поділу можна одержати настіль­ки малу частинку, що подальший поділ стане неможливим.

— Як називається найменша неподільна частинка речовини?

Демокрит з Абдери (близько 470-360 рр. до н. є.), учень Левкіппа, розвинув думку свого вчителя. Він назвав, ці дрібнісінькі частинки атомами — «неподільними»; Демокриту здавалося, що атоми кожного елемента мають особливі розміри й форму і що саме цим пояснюють­ся, відмінності у властивостях елементів. Реальні речовини, які ми ба­чимо і відчуваємо, - є сполученням атомів різних елементів, і, змінивши природу цих сполук, можна одну речовину перетворити на іншу. Усе це звучить навдивовижу сучасно, але Демокрит не підкріпив свою теорію експериментами. Давньогрецькі філософи взагалі не ставили експери­ментів, вони шукали істину в суперечці, виходячи з «першопричин».

— Хто може сказати, що таке «алхімія»?

Хімія в Давньому Єгипті входила до «священного таємного мисте­цтва» жерців. Обробка і підробка коштовних каменів, бальзамування трупів та інші зовсім не таємничі операції супроводжувалися молитва­ми, заклинаннями. Покровителем хімії єгиптяни вважали бога Озіріса.

Протягом століть хіміки самозабутньо намагалися відшукати спосіб одержання золота. Було відомо сім металів: золото, срібло, мідь, залізо, олово, свинець і ртуть. Араби перетворили слово «хімія» на «алхімія». Тер­мін «алхімія» сьогодні уживають, коли говорять про період історії хімії, який охоплює близько двох тисячоліть починаючи з 300 р. і до 1600 р.

Уперше араби познайомилися з алхімією досить незвичайним чи­ном. У 670 р. кораблі арабського флоту, що утримували в облозі Кон­стантинополь (найбільше і сильне місто християнського світу), були спалені «грецьким вогнем» —  хімічною сумішшю, що під час горіння утворює сильне полум'я, яке не можна загасити водою. За переказа­ми, цю суміш виготовив Каллінік, що займався алхімією. Найбільш талановитим і уславленим арабським алхіміком був Джабір ібн Хайян (721-815), який згодом став відомим у Європі під ім'ям Гебер. Джабір описав нашатирний спирт і показав, як приготувати свинцеві білила. Він переганяв оцет, щоб одержати оцтову кислоту — найсильнішу з ві­домих на той час кислот. Йому вдалося одержати слабкий розчин ні­тратної кислоти. Джабір вивчав можливість трансмутації металів.

Щоб одержати золото, необхідно знайти речовину, що прискорює «дозрівання» золота. У Європі ця дивна речовина одержала назву фі­лософського каменю. Еліксир повинен був мати й інші чудесні власти­вості: виліковувати від усіх хвороб і, найголовніше, давати безсмертя. І протягом наступних століть алхіміки прямували двома паралельними шляхами: одні шукали золото, інші — еліксир життя, що давав безсмер­тя. Тут починається зв'язок алхімії та медицини. Монастирі  -  приста­новище філософів і алхіміків, дають нам імена нових учених-хіміків.

•     Англійський монах Роджер Бекон у 1242 р. дав перший опис димного пороху. З винаходом пороху замки перестали бути неприступними.

•     Парацельс, Авіценна — медики та хіміки, які займалися пошуком філософського каменю.

 Траплялися й курйози. Настоятель Штальгаузенського монастиря у вільний від служіння час займався пошуком філософського каменю. Замість прозорого, легкого філософського каменю, що вигравав усіма гранями, він одержав важку, темну речовину з металевим блиском. Плід експерименту склали у дворі монастиря, де його знайшли свині та ви­явили до цього каменю гастрономічний інтерес. Причому свині добріша­ли й не вчиняли більше диких свинських витівок. Терапевтичний ефект нового препарату був апробований на ченцях. Результат перевершив усі очікування: усі сорок ченців померли в страшних муках. А одержана ре­човина одержала назву «antimonium», що можна перекласти як «анти-чернець». Сьогодні ми знаємо цю речовину як арсен.

До 1661 року термін «алхімія» майже зник з наукової літератури й почав називатися хімією (англійський учений Роберт Бойль дав по­чаток хімії як науці).

До числа відкриттів XVII століття, що мали особливе значення для розвитку хімії, слід віднести відкриття флогістону Георгом Ернестом Шталем (1660-1734). Флогістон означає «горючість». Згідно зі Шталем, горюча речовина багата на флогістон. У процесі горіння флогістон ви­діляється, а те, що залишається, — не горить. Повітря — переносник флогістону.

У ХУІІ-ХУШ ст. було здійснено низку хімічних і фізичних відкрит­тів, що все ближче підводять нас до сучасної хімії.

—  Назвіть імена деяких відомих учених-хіміків.
(Звертаємося до портретів відомих учених-хіміків.)

XIX  ст. — французький учений Антуан-Лоран Лавуазьє (1743-1794) — закон збереження маси — фундамент хімічної науки.

Англійський хімік Дж. Дальтон (1766-1844) створив атомістичну теорію.

Француз Жозеф Луї Гей-Люссак (1778-1850).

Швед Йєнс Якоб Берцеліус (1779-1848).

Італієць Амедео Авогадро (1776-1856).

Російські вчені-хіміки:

М ихайло Васильович Ломоносов (1711-1765);

Василь Володимирович Петров (1761-1834);

Микола Миколайович Бекетов (1826—1911);

Дмитро Іванович Менделєєв (1834-1907);

Олександр Михайлович Бутлеров (1828-1886).

У ХУІІ-ХУШ ст. здійснюється цілий ряд хімічних і фізичних відкрит­тів, що підводять нас до сучасної хімії. Відкрито багато нових елементів, речовин, учені описують їх властивості, експериментально вивчають яви­ща, що відбуваються навколо них, усе далі проникаючи вглиб матерії.

—  Які ви можете назвати розділи хімії?

Сучасна хімія поділяється на кілька галузей: неорганічна, органічна, фізична, аналітична, електрохімія, біохімія та ін.

Предмет вивчення хімії— хімічні елементи та їх сполуки, хімічні перетворення різноманітних сполук і закономірності, що регулюють ці перетворення.

(Записуємо визначення в зошитах.)

Отже, хімія — наука про речовини, перетворення речовин і явища, що їх супроводжують.

ІІІ. Закріплення нового матеріалу

Назвіть етапи розвитку хімічних знань.

Який історичний етап становлення хімії як науки вам запам'ятався найбільше? Поясніть чому.

IV.    Підбиття підсумків

V. Домашнє завдання

Прочитати параграф і відповісти на запитання.

Творче завдання. Підготувати повідомлення про вчених-хіміків.