Урок химии "Вода - состав и свойства"
план-конспект урока химии (8 класс) по теме

Средняя общеобразовательная школа №707 ВАО

Методическая разработка урока химии 

( урок – творческая мастерская)

Подготовила

учитель химии

Буренкова

Надежда Васильевна

                        Москва - 2012

«ВОДА: СОСТАВ И СВОЙСТВА»

Цель: привести в систему знания учащихся о составе, строении и физических свойствах воды; расширить представления о воде как уникальном веществе на Земле.

    Оборудование:

1. презентация «Мир воды»
2. на столах учащихся  - пластилин, фломастеры, пластмассовые шарики, клей, цветная бумага, пластиковые стержни, спички и т.д.
3. на доске рисунки кораблей разного цвета по числу групп учащихся (сюда будут вывешиваться работы учащихся).

Ход урока

1. Организационный момент

При  входе в класс каждый учащийся берет картинку с изображением кораблика определенного цвета (цветов столько, сколько планируется создать групп для работы) и потом садится за стол с таким же кораблем.

2.  Индукция (наведение)

На этом этапе нужно создать эмоциональ ный настрой на урок, вызвать интерес к по следующей работе.

Презентация 1

На данном этапе урока я демонстрирую слайды презентации 1 и предлагаю учащимся объеди нить их одним словом. После того как это слово найдено, учащиеся формулируют и записывают тему урока в тетрадь, определяют цели урока.

3. Работа с материалом ( включает в себя этапы: деконструкция, социализация, реконструкция и афиширование).

Затем учащимся предлагается познакомиться с информацией о значении воды и водных рас творов в жизни человека с древних времен.

Информация 1:

В жизни людей вода занимает особое место. Вместе с землей и воздухом она окружает человека, сопровождает его на протяжении всей жизни и порой даже не привлекает особого внимания. Вода существует - и этого вполне достаточно. Для проживающего в городах цивилизованного человека очень часто общение с субстанцией, покрывающей более половины поверхности планеты, осуществляется через водопроводный кран на кухне или в ванной комнате. И только в экстремальных ситуациях - отключение водопровода, прорыв системы отопления - или во время отдыха с выездом на водный объект мы начинаем ценить воду как одно из основных условий жизни на Земле.

 Вся практическая деятельность человека с самой глубокой древности связана с использованием воды и водных растворов. Разнообразными растворами пользовались при изготовлении строительных мате риалов, красок, стекла, керамики. Производство гли няных изделий, выработка цветной глазури, покры вавшей стены подземных гробниц фараонов, искус ство бальзамирования, достигшее в Древнем Египте замечательного развития, — все это основано на рас творах, достаточно сложных по составу и умело при готовлявшихся тогда, в глубине веков, первыми есте ствоиспытателями.

Презентация 2

После просмотра презентации предлагаю учащимся актуализиро вать свои знания о воде, закончив в тетради фразу: «Вода — это...» Учащиеся работают в группах, каждый записывает предложение в свою тетрадь, а потом, передавая тетради по кругу, в тетради других участников группы. Один представитель от каждой группы зачи тывает получившийся рассказ.

Информация 2:

В дошедших до нашего времени представлениях античных философов о строении мира вода, наряду с такими стихиями, как земля, воздух и огонь, составляет основу мироздания.

Греческий философ и ученый Аристотель (384-322 г. до н.э.), сочинения которого охватывали почти все существовавшие в то время науки, в своей космогонической теории подлунного мира в качестве основных элементов этого мира называл землю, воду, воздух и огонь. Аристотель связывал основные стихии с их свойствами. Вода при испарении превращается в пар (воздух), а при охлаждении - в иней (земля). Аристотель также считал, что все стихии - элементы пронизаны пятой стихией - эфиром, «квинтесенцией». Такой взгляд на воду как на элемент, соединяющий два качества - холодное и влажное, просуществовал почти до середины 17 века.

Предлагаю в тетрадях записать во просы, которые, по мнению учащихся, могли бы волновать людей в то время. Ребята зачитывают свои наработки. Все неповто ряющиеся вопросы записываются на доску.

Затем учащиеся выполняют в группах за дание: представьте, что вы ученый ХУШ в., и предложите свой способ изучения состава воды.

 После обсуждения в группах и обнародования собственных предло жений учащиеся знакомятся с информацией об истории открытия состава воды.

Информация 3:

До середины 18 века, по историческим меркам еще совсем недавно, вода считалась простым и неделимым веществом. И только в 1783 г. выдающийся французский химик Антуан Лоран Лавуазье (1743-1794) на основании опытов по изучению состава воды установил, что она имеет сложное строение: в ее состав входят водород и кислород. Наверное, он был первым, кто сознательно из кислорода и водорода синтезировал воду. Сегодня каждый школьник знает, что формула воды - Н2О, что она состоит из водорода и кислорода, замерзает при 0 и кипит при 100°С. Однако так было не всегда. Многие выдающиеся ученые прошлого пытались разгадать природу воды.

Известный французский химик Пьер Жозеф Макер, получив в 1775 г. воду при сгорании небольшо го количества водорода, счел самым разумным, что бы не показаться смешным, не обратить на это вни мания и продолжал утверждать, что вода — недели мое вещество.

И даже создатель паровой машины Джеймс Уатт (1736-1819) в течение многих лет считал, что водяной пар и воздух - это одна и та же субстанция. Известный английский ученый Роберт Бойль (1627-1691) на основании проведенных опытов пришел к выводу о сложном строении воды и ее образовании при сгорани многих веществ, но загадка ее состава была не разгадана.

Французский математик Гаспар Монж доказал не элементарную природу воды.

 В процессе познания окружающего мира английский ученый Генри Кавендиш (1731-1810) в 1781 г. экспериментально доказал, что вода образуется при сжигании «горючего воздуха» - водорода. Кавендиш открыл водород, описал его свойства и вплотную подошел к открытию состава воды.

Все эти ученые приблизились к решению, но не нашли его. Открытие состава воды суждено было сде лать в 1783 г. выдающемуся французскому химику Антуану Лавуазье совместно с математиком и химиком Ж. Б. Менье.

И вот в июне 1783 г. Лавуазье, в присутствии французских ученых, из кислорода и водорода получает около 2,5 г. воды. Одна из загадок этой стихии разгадана.

Так стало известно, что вода состоит из двух элементов, которые Лавуазье назвал водородом и кислородом.

Предлагаю учащимся смоделировать мо лекулу воды на основании знаний об элек тронном строении атомов. Учащиеся исполь зуют бумагу, проволоку, надувные шары, нит ки, другой подручный материал. Все работы помещаем на выставку, учащиеся защищают свои модели, обсуждают образцы, выполнен ные одноклассниками.

Далее предлагаю им ознакомиться с со временными представлениями о строении молекул воды.

Презентация 3

Информация 4:

Каждый атом водорода имеет один неспаренный s - электрон. Форма его электронного облака шарооб разная. В атоме кислорода два неспаренных p-электрона; форма их электронных облаков – гантелеобразная. При перекрывании двух р-электронных облаков атома кислорода с s-электронными облаками двух атомов водорода образуются две полярные ковалентные связи.

Электроотрицательность атомов водорода равна -  2,1, кислорода — 3,5, поэтому электронная плотность связи смещена к атому кислорода. В структурной формуле это смещение показано знаками δ+ и  δ-.

Р-орбитали взаимно перпендикулярны, и, казалось бы, угол между связями должен быть равен 90º.  Экспериментально установлено, что этот угол равен 104,5°. Отклонение от прямого угла (90°) можно упрощенно объяснить взаимным отталкиванием электронных облаков двух атомов водорода.

Учащиеся вносят коррективы в свои модели и затем вновь помещают их на выставку.

Обращаю внимание школьников на то,  что свойства столь привычного для нас вещества, каким является вода, во многом необычны и не подчиняются общим закономерностям. В свойствах воды много отклонений — аномалий.

Презентация 4

Информация 5:

Некоторые аномалии в свойствах воды

1. Ближайшие «родственники» воды — сероводород и селеноводород — газы, хотя их молекулярные массы в несколько раз превосходят массу молекулы воды.

2. Воду трудно испарить. Ее удельная теплота испарения выше, чем у всех известных веществ.

3. Температуры плавления и кипения воды гораздо выше, чем можно было бы ожидать исходя из закономерностей изменения этих параметров в ряду H2O -  H2S -  H2Se

4. Поверхностное натяжение воды выше, чем всех других жидкостей (кроме ртути).

4. Разрыв

На этом этапе происходит переход к но вому видению предметов, иному осознанию явлений. Предлагаю учащимся посмотреть на вопросы, которые записаны на доске, и пометить знаком «+» те, на которые они по лучили ответы. Если у учащихся появились новые вопросы, они дополняют список.

5. Рефлексия

Учащиеся выполняют в группах творче ское задание: представьте, что аномалии воды перестали существовать. К каким изме нениям в природе, жизни человека это привело бы?

   6.  Домашнее задание:

Нарисовать рисунок или плакат на тему «Берегите воду». Желающие могут нарисовать опорный конспект, написать стихотворение о воде.

Информация 1:

В жизни людей вода занимает особое место. Вместе с землей и воздухом она окружает человека, сопровождает его на протяжении всей жизни и порой даже не привлекает особого внимания. Вода существует - и этого вполне достаточно. Для проживающего в городах цивилизованного человека очень часто общение с субстанцией, покрывающей более половины поверхности планеты, осуществляется через водопроводный кран на кухне или в ванной комнате. И только в экстремальных ситуациях - отключение водопровода, прорыв системы отопления - или во время отдыха с выездом на водный объект мы начинаем ценить воду как одно из основных условий жизни на Земле.

 Вся практическая деятельность человека с самой глубокой древности связана с использованием воды и водных растворов. Разнообразными растворами пользовались при изготовлении строительных мате риалов, красок, стекла, керамики. Производство гли няных изделий, выработка цветной глазури, покры вавшей стены подземных гробниц фараонов, искус ство бальзамирования, достигшее в Древнем Египте замечательного развития, — все это основано на рас творах, достаточно сложных по составу и умело при готовлявшихся тогда, в глубине веков, первыми есте ствоиспытателями.

Информация 2:

В дошедших до нашего времени представлениях античных философов о строении мира вода, наряду с такими стихиями, как земля, воздух и огонь, составляет основу мироздания.

Греческий философ и ученый Аристотель (384-322 г. до н.э.), сочинения которого охватывали почти все существовавшие в то время науки, в своей космогонической теории подлунного мира в качестве основных элементов этого мира называл землю, воду, воздух и огонь. Аристотель связывал основные стихии с их свойствами. Вода при испарении превращается в пар (воздух), а при охлаждении - в иней (земля). Аристотель также считал, что все стихии - элементы пронизаны пятой стихией - эфиром, «квинтесенцией». Такой взгляд на воду как на элемент, соединяющий два качества - холодное и влажное, просуществовал почти до середины 17 века.

Информация 3:

До середины 18 века, по историческим меркам еще совсем недавно, вода считалась простым и неделимым веществом. И только в 1783 г. выдающийся французский химик Антуан Лоран Лавуазье (1743-1794) на основании опытов по изучению состава воды установил, что она имеет сложное строение: в ее состав входят водород и кислород. Наверное, он был первым, кто сознательно из кислорода и водорода синтезировал воду. Сегодня каждый школьник знает, что формула воды - Н2О, что она состоит из водорода и кислорода, замерзает при 0 и кипит при 100°С. Однако так было не всегда. Многие выдающиеся ученые прошлого пытались разгадать природу воды.

Известный французский химик Пьер Жозеф Макер, получив в 1775 г. воду при сгорании небольшо го количества водорода, счел самым разумным, что бы не показаться смешным, не обратить на это вни мания и продолжал утверждать, что вода — недели мое вещество.

И даже создатель паровой машины Джеймс Уатт (1736-1819) в течение многих лет считал, что водяной пар и воздух - это одна и та же субстанция. Известный английский ученый Роберт Бойль (1627-1691) на основании проведенных опытов пришел к выводу о сложном строении воды и ее образовании при сгорани многих веществ, но загадка ее состава была не разгадана.

Французский математик Гаспар Монж доказал не элементарную природу воды.

 В процессе познания окружающего мира английский ученый Генри Кавендиш (1731-1810) в 1781 г. экспериментально доказал, что вода образуется при сжигании «горючего воздуха» - водорода. Кавендиш открыл водород, описал его свойства и вплотную подошел к открытию состава воды.

Все эти ученые приблизились к решению, но не нашли его. Открытие состава воды суждено было сде лать в 1783 г. выдающемуся французскому химику Антуану Лавуазье совместно с математиком и химиком Ж. Б. Менье.

И вот в июне 1783 г. Лавуазье, в присутствии французских ученых, из кислорода и водорода получает около 2,5 г. воды. Одна из загадок этой стихии разгадана.

Так стало известно, что вода состоит из двух элементов, которые Лавуазье назвал водородом и кислородом.

Информация 4:

Каждый атом водорода имеет один неспаренный s - электрон. Форма его электронного облака шарооб разная. В атоме кислорода два неспаренных p-электрона; форма их электронных облаков – гантелеобразная. При перекрывании двух р-электронных облаков атома кислорода с s-электронными облаками двух атомов водорода образуются две полярные ковалентные связи.

Электроотрицательность атомов водорода равна -  2,1, кислорода — 3,5, поэтому электронная плотность связи смещена к атому кислорода. В структурной формуле это смещение показано знаками δ+ и  δ-.

Р-орбитали взаимно перпендикулярны, и, казалось бы, угол между связями должен быть равен 90º.  Экспериментально установлено, что этот угол равен 104,5°. Отклонение от прямого угла (90°) можно упрощенно объяснить взаимным отталкиванием электронных облаков двух атомов водорода.

Информация 5:

Некоторые аномалии в свойствах воды

1. Ближайшие «родственники» воды — сероводород и селеноводород — газы, хотя их молекулярные массы в несколько раз превосходят массу молекулы воды.

2. Воду трудно испарить. Ее удельная теплота испарения выше, чем у всех известных веществ.

3. Температуры плавления и кипения воды гораздо выше, чем можно было бы ожидать исходя из закономерностей изменения этих параметров в ряду H2O -  H2S -  H2Se

4. Поверхностное натяжение воды выше, чем всех других жидкостей (кроме ртути).

Примечание: презентация «Мир воды» есть среди моих публикаций на данном сайте.