Учебно-методический комплекс (УМК) «Неорганическая химия» разработан в рамках проекта Национального фонда подготовки кадров "Развитие образовательных учреждений, ведущих заочную учебную работу со школьниками".
Учебно-методический комплекс адресован учащимся 10-х классов средних общеобразовательных школ, а также желающим повысить уровень знаний в области неорганической химии. Комплекс ориентирован на систематическое изучение основных свойств химических элементов и их соединений, освоение основных приемов лабораторного эксперимента, закрепление полученных знаний на практике.
Учебно-методический комплекс содержит интерактивную и неинтерактивную части.
Основу интерактивной части УМК, реализованной с помощью компьютерных технологий, составляют:
Представленные компоненты встроены в электронное учебное пособие «Неорганическая химия».
Электронное учебное пособие предназначено для самостоятельного изучения теоретического материала. Материал каждой темы курса структурирован в виде гипертекста, дополненного большим количеством иллюстраций. Для усиления наглядности, улучшения восприятия и запоминания информации в электронное пособие включены мультимедийные приложения – видеозаписи демонстраций опытов, анимационные модели. В каждой теме приведены примеры решения задач и задачи для самостоятельного решения, направленные на закрепление практических навыков; представлен список рекомендуемой литературы.
Тестирующий модуль представлен набором тестовых заданий. Встречаются тесты следующих видов: единственного и множественного выбора, альтернативного выбора, тесты на восстановление соответствия и восстановление последовательности, тесты открытой формы. Объем тестовых заданий составляет 50–100 вопросов разного уровня сложности по каждой теме. Выполнение тестовых заданий дает возможность самостоятельно проверить и оценить приобретенные знания, обнаружить имеющиеся пробелы и сделать собственные выводы.
В глоссарии представлено объяснение терминов, встречающихся в электронном учебном пособии.
Справочник содержит материалы, необходимые школьнику для решения задач и выполнения практических и лабораторных заданий.
В разделе «Биографии великих химиков» представлена информация об ученых-химиках.
Кроме интерактивной части в комплект УМК «Неорганическая химия» входят неинтерактивные элементы, также встроенные в электронное учебное пособие:
1) рабочая программа курса;
2) материалы для семинарских (практических) занятий и лабораторных работ;
3) методические рекомендации для учащихся.
В рабочей программе курса «Неорганическая химия» отражены цели и задачи изучения курса, содержание деятельности учащихся, приводится содержание программы с подробным описанием всех изучаемых разделов, учебно-тематический план, список основной и дополнительной литературы, рекомендуемой для самостоятельного изучения.
Материалы для семинарских занятий содержат темы занятий, вопросы для обсуждения и задания для самостоятельной работы, списки рекомендуемой для подготовки литературы. Материалы для практических занятий включают примеры решения и описание условий задач различного уровня сложности. Материалы для лабораторных работ содержат формулировки темы, целей и задач работы, описания правил техники безопасности; списки необходимых реактивов и оборудования, подробные методики проведения эксперимента, план составления отчета (с указанием химических взаимодействий, на которые нужно обратить внимание, объяснить их природу и привести уравнения и т.п.), а также примеры составления отчета.
Методические рекомендации для учащихся включают разъяснения по организации самостоятельной работы с целью наиболее полного овладения знаниями. В рекомендациях предложены различные образовательные траектории изучения материала, что позволяет учащимся выбрать наиболее эффективный путь работы. Показана возможность использования тестовых заданий и задач для контроля знаний. Предложены химические опыты (для проведения под контролем тьютора).
Содержание электронного учебного пособия соответствует рабочей программе курса, составленной с учетом требований государственного стандарта общего образования.
Пособие состоит из введения и 5 частей.
Введение представлено вводной видеолекцией, где раскрываются цели и задачи курса, место неорганической химии среди естественных наук, отражены современные тенденции развития неорганической химии.
Часть 1. Классификация неорганических соединений
1. Основные классы неорганических веществ
2. Номенклатура неорганических веществ
3. Простые вещества
4. Сложные вещества
5. Генетическая связь между различными классами неорганических соединений
1. Основные классы неорганических веществ
Принципы классификации неорганических веществ. Классификация веществ на основе их строения. Классификация простых веществ. Классификация сложных веществ: оксидов, гидроксидов, кислот и солей.
2. Номенклатура неорганических веществ
Основные принципы международной номенклатуры неорганических веществ. Названия оксидов, гидроксидов, кислот и солей. Номенклатура комплексных соединений. Тривиальные названия веществ.
Примеры решения типовых задач и задачи для самостоятельного решения.
3. Простые вещества
Простые вещества – неметаллы. Физические и химические свойства неметаллов. Применение неметаллов.
Простые вещества – металлы. Физические и химические свойства металлов. Основные способы получения металлов. Применение.
Мультимедийные приложения. Демонстрационный эксперимент – Получение гидроксида натрия. Получение и свойства оксида фосфора (V).
4. Сложные вещества
Оксиды. Получение, физические и химические свойства оксидов.
Гидроксиды. Получение, физические и химические свойства гидроксидов.
Кислоты. Получение, физические и химические свойства кислот.
Соли. Кислые, средние, основные и комплексные. Получение, физические и химические свойства солей.
Мультимедийные приложения. Демонстрационный эксперимент – Получение и свойства гидроксида алюминия. Получение основного хлорида кобальта и гидроксида кобальта.
5. Генетическая связь между различными классами неорганических соединений
Генетическая связь. Генетический ряд металла и неметалла, связь между ними.
Примеры решения типовых задач и задачи для самостоятельного решения.
Часть 2. Взаимосвязь между строением и реакционной способностью химических веществ
1. Агрегатные состояния веществ
2. Влияние строения вещества на устойчивость химических соединений и их реакционную способность
1. Агрегатные состояния веществ
Переходы между различными агрегатными состояниями в зависимости от температуры и давления. Понятие диаграммы состояния однокомпонентной системы.
Газы. Газовые законы.
Жидкости. Ассоциации молекул в жидкостях.
Твердые вещества: аморфное и кристаллическое состояние. Основные типы кристаллических решеток.
2. Влияние строения вещества на устойчивость химических соединений и их реакционную способность
Тестовые задания для самоконтроля (тест 1).
III. Химия элементов-неметаллов
1. Общая характеристика элементов-неметаллов
2. Водород. Вода
3. Галогены
4. Кислород
5. Сера
6. Азот
7. Фосфор
8. Углерод
9. Кремний
10. Бор
11. Инертные газы
1. Общая характеристика элементов-неметаллов
Общая характеристика элементов-неметаллов. Положение неметаллов в периодической системе химических элементов, их электронное строение, физические и химические свойства.
Примеры решения типовых задач и задачи для самостоятельного решения.
2. Водород. Вода
Водород. Место водорода в периодической системе элементов. Распространенность на Земле и в космосе. Физические и химические свойства. Промышленные и лабораторные способы получения. Соединения водорода с металлами и неметаллами, классификация гидридов.
Вода, строение молекулы, физические и химические свойства. Пероксид водорода, особенности строения, физические и химические свойства. Применение водорода и его соединений.
Примеры решения типовых задач и задачи для самостоятельного решения.
Мультимедийные приложения. Демонстрационный эксперимент – Взаимодействие кальция с водой. Восстановительные свойства водорода в момент выделения.
3. Галогены
Общая характеристика галогенов. Распространенность в природе. Физические свойства, особенности агрегатного состояния. Химические свойства, сравнительная характеристика окислительно-восстановительных свойств, особенности химии фтора. Получение в лаборатории и промышленности. Токсичность галогенов.
Галогеноводороды, их физические и химические свойства, способы получения. Галогеноводородные кислоты и их соли, сравнение кислотных свойств. Качественная реакция на галогенид-ионы.
Кислородные соединения галогенов: оксиды и кислородсодержащие кислоты.
Примеры решения задач и задачи для самостоятельного решения.
Мультимедийные приложения. Демонстрационный эксперимент – Получение хлора. Взаимодействие йода с алюминием. Горение сурьмы в хлоре. Взаимодействие хлора с бромидами и йодидами. Качественные реакции на ионы галогенов.
4. Кислород
Кислород, положение в периодической системе, электронное строение атома, степени окисления. Распространенность в природе. Физические и химические свойства молекулярного кислорода. Получение в лаборатории и промышленности.
Озон, его свойства, получение, применение.
Примеры решения типовых задач и задачи для самостоятельного решения.
Мультимедийные приложения. Демонстрационный эксперимент – Получение озона действием серной кислоты на перманганат калия. Восстановительные свойства пероксида водорода.
5. Сера
Сера, положение в периодической системе, электронное строение атома, степени окисления. Распространенность в природе. Аллотропные модификации серы. Физические и химические свойства, применение.
Соединения серы (II). Сероводород, строение молекулы, физические и химические свойства. Сероводородная кислота и ее соли. Токсичность сероводорода.
Соединения серы (IV). Оксид серы (IV), строение молекулы, физические и химические свойства. Сернистая кислота и ее соли.
Соединения серы (VI). Оксид серы (VI), строение молекулы, физические и химические свойства. Серная кислота – важнейшая из минеральных кислот. Физические и химические свойства, особенности взаимодействия с металлами, получение серной кислоты. Соли серной кислоты – сульфаты и гидросульфаты. Качественная реакция на сульфат-ион.
Примеры решения типовых задач и задачи для самостоятельного решения.
Мультимедийные приложения. Демонстрационный эксперимент – Образование сульфидов. Взаимодействие серной кислоты с металлами. Качественная реакция на сульфат-ион.
6. Азот
Азот, положение в периодической системе, электронное строение атома, степени окисления. Распространенность в природе. Особенности строения молекулы азота. Физические и химические свойства молекулярного азота. Получение в лаборатории.
Аммиак, строение молекулы, физические и химические свойства. Основные свойства аммиака. Взаимодействие аммиака с водой, ион аммония, соли аммония, качественная реакция на ион аммония. Получение аммиака в лаборатории.
Кислородные соединения азота. Оксиды азота, их характеристика, строение молекул, физические и химические свойства.
Азотистая кислота и ее соли.
Азотная кислота – важнейшая из минеральных кислот. Особенности строения молекулы, физические и химические свойства, взаимодействие с металлами. Окислительные свойства азотной кислоты. Получение в лаборатории. Соли азотной кислоты – нитраты, термическая устойчивость нитратов различных металлов. Азотные удобрения.
Примеры решения типовых задач и задачи для самостоятельного решения.
Мультимедийные приложения. Демонстрационный эксперимент – Получение азота. Получение и свойства аммиака. Окислительно-восстановительные свойства нитритов.
7. Фосфор
Фосфор. Электронное строение атома, степени окисления. Распространенность фосфора и формы его нахождения в природе. Аллотропные модификации фосфора – белый, красный и черный, особенности их строения. Химические свойства, способы получения.
Фосфин, физические и химические свойства, способы получения.
Кислородные соединения фосфора. Оксиды фосфора (III) и (V).Особенности их строения, физические и химические свойства.
Фосфористая кислота, получение, термическая устойчивость, окислительно-восстановительные и кислотно-основные свойства. Фосфиты.
Фосфорные кислоты, их строения, свойства, взаимные переходы. Ортофосфорная кислота и ее соли. Метафосфорная кислота. Качественная реакция на фосфат-ион. Важнейшие фосфорные удобрения.
Примеры решения типовых задач и задачи для самостоятельного решения.
Мультимедийные приложения. Демонстрационный эксперимент – Воспламенение красного фосфора в хлоре. Восстановительные свойства фосфористой кислоты. Качественная реакция на фосфат-ион.
8. Углерод
Углерод. Распространенность в природе. Особенности электронного строения атома углерода. Аллотропные модификации углерода – алмаз, графит, карбин, фуллерен. Химические свойства углерода. Соединения с металлами и неметаллами, карбиды, особенности их состава и строения.
Кислородные соединения углерода. Оксиды углерода (II) и (VI). Особенности их строения. Физические и химические свойства. Восстановительные свойства оксида углерода (II). Токсичность оксида углерода (II). Карбонилы.
Угольная кислота, строение молекулы, физические и химические свойства. Карбонаты и гидрокарбонаты. Качественная реакция на карбонат-ион.
Примеры решения типовых задач и задачи для самостоятельного решения.
Мультимедийные приложения. Демонстрационный эксперимент – Взаимодействие сахара с серной кислотой. Получение углекислого газа. Взаимодействие углекислого газа с гидроксидом кальция.
9. Кремний
Кремний. Электронное строение атома. Распространенность в природе. Физические и химические свойства. Соединения с металлами и неметаллами. Силаны. Силициды.
Кислородные соединения кремния. Оксид кремния (IV), его полиморфные модификации. Кремневые кислоты. Силикаты. Природные силикаты и алюмосиликаты, их строение.
Примеры решения типовых задач и задачи для самостоятельного решения.
Мультимедийные приложения. Демонстрационный эксперимент – Взаимодействие кремния со щелочью. Получение кремневой кислоты. Получение силикатов.
10. Бор
Строение атома бора, распространенность в природе, физические и химические свойства. Соединение бора с металлами и неметаллами. Кислородные соединения бора: оксид бора (III) и борные кислоты. Диагональное сходство бора и кремния.
Примеры решения типовых задач и задачи для самостоятельного решения.
Мультимедийные приложения. Демонстрационный эксперимент – Окрашивание пламени борной кислотой.
11. Инертные газы
Общая характеристика инертных газов, особенности их электронного строения. Физические свойства инертных газов, распространенность на Земле и в космосе. Химические соединения криптона и ксенона.
Тестовые задания для самоконтроля (тест 2).
Часть 4. Химия элементов-металлов
1. Общая характеристика элементов-металлов
2. Щелочные металлы
3. Щелочно-земельные металлы
4. Алюминий
5. Медь
6. Серебро
7. Цинк
8. Ртуть
9. Ванадий
10. Хром
11. Марганец
12. Элементы триады железа – железо, кобальт и никель
1. Общая характеристика элементов-металлов
Положение металлов в периодической системе химических элементов, их электронное строение, физические и химические свойства.
Примеры решения типовых задач и задачи для самостоятельного решения.
2. Щелочные металлы
Общая характеристика щелочных металлов. Особенности электронного строения их атомов. Распространенность в природе. Важнейшие физические и химические свойства, закономерности изменения свойств по группе. Получение щелочных металлов.
Соединения щелочных металлов: оксиды, пероксиды, гидроксиды, соли. Изменение их термической устойчивости. Применение металлов и их соединений. Калийные удобрения.
Примеры решения типовых задач и задачи для самостоятельного решения.
Мультимедийные приложения. Демонстрационный эксперимент – Взаимодействие лития, натрия и калия с водой.
3. Щелочно-земельные металлы
Общая характеристика щелочно-земельных металлов. Особенности электронного строения их атомов. Распространенность в природе. Важнейшие физические и химические свойства, закономерности изменения свойств по группе. Особенности химии бериллия. Получение щелочно-земельных металлов.
Оксид и гидроксид магния. Оксид и гидроксид кальция, их свойства, применение. Соли щелочно-земельных металлов.
Жесткость воды (постоянная и временная). Способы устранения жесткости воды.
Примеры решения типовых задач и задачи для самостоятельного решения.
Мультимедийные приложения. Демонстрационный эксперимент – Горение магния на воздухе. Горение магния в воде. Амфотерные свойства гидроксида бериллия.
4. Алюминий
Строение атома алюминия. Природные соединения, распространенность в природе. Физические и химические свойства, получение.
Оксид алюминия и гидроксид алюминия. Амфотерные свойства. Алюминаты.
Примеры решения типовых задач и задачи для самостоятельного решения.
Мультимедийные приложения. Демонстрационный эксперимент – Взаимодействие алюминия с водой. Взаимодействие алюминия с кислотами и щелочью.
5. Медь
Медь, ее электронное строение. Степени окисления. Важнейшие физические и химические свойства. Применение меди и ее соединений.
Соединения меди (I) и (II), оксиды и гидроксиды, комплексные соединения.
Примеры решения типовых задач и задачи для самостоятельного решения.
Мультимедийные приложения. Демонстрационный эксперимент – Получение оксида и гидроксида меди (II). Получение комплексных соединений меди (II). Получение оксида меди (I).
6. Серебро
Серебро, его электронного строения. Степени окисления. Важнейшие физические и химические свойства. Применение серебра и его соединений.
Соединения серебра (I), оксид, гидроксид, комплексные соединения.
Примеры решения типовых задач и задачи для самостоятельного решения.
Мультимедийные приложения. Демонстрационный эксперимент – Получение оксида серебра (I). Получение и растворение хлорида серебра.
7. Цинк
Цинк, его электронное строение. Степени окисления. Важнейшие физические и химические свойства. Применение цинка и его соединений.
Соединения цинка (II), оксид и гидроксид, их амфотерные свойства.
Примеры решения типовых задач и задачи для самостоятельного решения.
Мультимедийные приложения. Демонстрационный эксперимент – Амфотерность гидроксида цинка.
8. Ртуть
Ртуть, ее электронное строение. Степени окисления. Важнейшие химические и химические свойства. Применение ртути и ее соединений. Токсичные свойства ртути.
Соединения ртути (I) и (II), оксиды, гидроксиды, соли.
Примеры решения типовых задач и задачи для самостоятельного решения.
Мультимедийные приложения. Демонстрационный эксперимент – Получение оксида ртути (II). Получение йодидного комплекса ртути (II)
9. Ванадий
Ванадий, строение атома, степени окисления, важнейшие физические и химические свойства. Соединения ванадия. Изменение устойчивости соединений в зависимости от степени окисления. Применение ванадия и его соединений.
Примеры решения типовых задач и задачи для самостоятельного решения.
Мультимедийные приложения. Демонстрационный эксперимент – Восстановление ванадата натрия («ванадиевая радуга»).
10. Хром
Хром, строение атома, степени окисления, важнейшие физические и химические свойства. Соединения хрома (II), (III) и (VI), оксиды, гидроксиды, соли. Амфотерность соединений хрома (III). Характеристика кислотно-основных и окислительно-восстановительных свойств соединений хрома в различных степенях окисления. Применение хрома и его соединений.
Примеры решения типовых задач и задачи для самостоятельного решения.
Мультимедийные приложения. Демонстрационный эксперимент – Получение гидроксида хрома (II). Свойства гидроксида хром (III). Окислительные свойства бихромата калия. Равновесие хромат – бихромат.
11. Марганец
Марганец, строение атома, степени окисления, важнейшие физические и химические свойства. Соединения марганца (II), (IV), (VI) и (VII), оксиды, гидроксиды и соли. Сопоставление кислотно-основных и окислительно-восстановительных свойств соединений марганца в различных степенях окисления. Применение марганца и его соединений.
Примеры решения типовых задач и задачи для самостоятельного решения.
Мультимедийные приложения. Демонстрационный эксперимент – Окислительные свойства перманганата калия в разных средах. Восстановительные свойства сульфата марганца (II).
12. Элементы триады железа – железо, кобальт и никель
Строение атома, степени окисления, важнейшие физические и химические свойства. Соединения элементов (II) и (III), оксиды, гидроксиды, соли, комплексные соединения. Соединения железа (VI). Качественные реакции на ионы железа (II) и (III). Применение железа, кобальта и никеля и их соединений.
Примеры решения типовых задач и задачи для самостоятельного решения.
Мультимедийные приложения. Демонстрационный эксперимент – Горение железа в хлоре. Взаимодействие солей кобальта (II) со щелочами. Получение свойства гидроксида никеля (II). Качественные реакции на ионы железа (II) и (III).
Тестовые задания для самоконтроля (тест 3).
Итоговое тестирование (тест 4).
Тестирующий модуль
Тестирующий модуль, встроенный в электронное учебное пособие, состоит из четырех тестовых заданий. Тест 1 следует после изучения первой и второй частей, тест 2 – после изучения третьей части, тест 3 – после четвертой части, тест 4 содержит задания по материалу всего курса.
Тест 1. Классы неорганических веществ. Агрегатные состояния веществ.
Тест 2. Свойства неметаллов и их соединений.
Тест 3. Свойства металлов и их соединений.
Тест 4. Свойства неорганических веществ.
Глоссарий
Глоссарий включает перечень основных терминов и понятий, встречающихся в курсе.
Справочник
Справочник содержит необходимые сведения о химических элементах и физико-химические константы некоторых неорганических веществ:
– хронологию открытия химических элементов,
– периодическую систему элементов Д.И. Менделеева,
– универсальные физические постоянные,
– соотношения между единицами измерений,
– потенциалы ионизации атомов,
– атомные радиусы;
– ионные радиусы;
– данные об энергии кристаллических решеток;
– физические и термодинамические свойства некоторых неорганических веществ,
– растворимость некоторых неорганических веществ в воде,
– константы ионизации кислот и оснований;
– константы устойчивости комплексных ионов,
– стандартные электродные потенциалы в водном растворе (25°С).
Биографии великих химиков
Содержание данного раздела несет информацию о великих ученых-химиках: Авогадро Амедео, Аррениус Сванте Август, Балар Антуан Жером, Бертолле Клод Луи, Бертло Пьер Эжен Марселен, Берцелиус Йенс Якоб, Бойль Роберт, Бор Нильс Хендрик Давид, Бутлеров Александр Михайлович, Вант-Гофф Якоб Хендрик, Дальтон Джон, Деви Гемфри, Кавендиш Генри, Лавуазье Антуан Лоран, Ломоносов Михаил Васильевич, Менделеев Дмитрий Иванович, Муассан Анри, Полинг Лаймус Карл, Пристли Джозеф, Шателье Анри Луи Ле, Шееле Карл Вильгельм.