Двойственность в химии и химических матрицах
Двойственность в химии и химических матрицах
Duality in chemistry and chemical matrix
Автор: Бадмаева Антонина Борисовна
МБОУ «ЭМГ», Элиста, Республика Калмыкия, Россия
e-mail: ox1genium@yandex.ru
Badmaeva Antonina Borisovna
Elista, Republic Of Kalmykia, Russia
e-mail: ox1genium@yandex.ru
Аннотация: Развитие логического мышления обучающихся является одним из приоритетных направлений работы школы. Технология "Укрупнение дидактических единиц" раскрывает возможности деятельности, познания, реализации и развития способностей обучающихся.
Abstract: Developing the logical thinking of students is one of the priorities of the school. The technology "Enlargement of Didactic Units" reveals the possibilities of activity, cognition, implementation and development of the abilities of students.
Ключевые слова: Укрупнение дидактических единиц, химическая матрица, преподавание химии.
Keywords: Enlargement of didactic units, chemical matrix, teaching of chemistry.
Тематическая рубрика: Химия и материаловедение.
Укрупнение дидактических единиц – это технология обучения, обеспечивающая самовозрастание знаний учащегося благодаря активизации у него подсознательных механизмов переработки информации посредством сближения во времени и пространстве мозга взаимодействующих компонентов доказательной логики и положительных эмоций (П.М. Эрдниев).
Одним из средств укрупнения единицы усвоения служит матричная система фиксации учебной информации.
Главная особенность укрупнения единицы усвоения – создание условий для постижения богатства связей и переходов между компонентами единого знания.
Амфотерность.
Амфотерность (двойственность свойств) оксидов и гидроксидов элементов проявляется в образовании солей: а) элемент является катионом; б) элемент входит в состав аниона (кислотного остатка).
Амфотерные оксиды и гидроксиды при взаимодействии с образуют соли, содержащие амфотерных элементов.
Амфотерные металлы при взаимодействии с в водных растворах образуют соли, содержащие.
Амфотерные металлы, оксиды и гидроксиды при взаимодействии со щелочами в водных растворах образуют соли, содержащие гидроксокомплекс-анионы.
1. Определите, в результате какого химического взаимодействия образуются соли бериллия, цинка, алюминия, приведенные по диагонали матрицы? Напишите уравнения реакций. Назовите данные соли.
Матрица 1. Амфотерность.
|
|
«X» |
«Z» |
«N» |
|
«A» |
Na2[Ме(OH)4] |
|
|
|
«B» |
|
Na2МеO2 |
|
|
«C» |
|
|
МеCl2 |
+ NaOH (конц., гор.) + H2O → + H2↑
Me + 2NaOH (конц., гор.) + 2H2O → Na2[Me(OH)4] + H2↑
+ NaOH (конц., гор.) + H2O →
MeO + 2NaOH (конц., гор.) + H2O → Na2[Me(OH)4]
+ NaOH (конц., гор.) →
Me(OH)2 + 2NaOH (конц., гор.) → Na2[Me(OH)4]
+ NaOH → + H2O ( t°С)
MeO + 2NaOH = Na2MeO2 + H2O ( t°С)
+ NaOH → + H2O ( t°С)
Me(OH)2 + 2NaOH = Na2MeO2 + 2H2O ( t°С)
+ NaOH → Na2MeO2 + H2O ( t°С)
+ HCl → MeCl2 + H2O
Матрица 2. Амфотерность.
|
|
«X» |
«Z» |
«N» |
|
«A» |
Na2[Zn(OH)4] |
|
|
|
«B» |
|
[Zn(NH3)4](OH)2 |
|
|
«C» |
|
|
ZnCl2 |
+ NH3 ∙ H2O (конц.) → [Zn(NH3)4](OH)2 + H2O
Zn + 4NH3 ∙ H2O (конц.) = [Zn(NH3)4](OH)2 + H2↑ + 2H2O
Матрица 3. Амфотерность.
|
|
«X» |
«Z» |
«N» |
|
«A» |
Na[Al(OH)4] |
|
|
|
«B» |
|
NaAlO2 |
|
|
«C» |
|
|
AlCl3 |
Матрица 3. Амфотерность.
|
|
Al(OH)3 |
AlО(OH) |
Al2O3 |
|
NaOH (конц., гор.) |
Na[Al(OH)4] |
|
|
|
NaOH, t °С |
|
NaAlO2 |
|
|
HCl |
|
|
AlCl3 |
Матрица 3. Амфотерность.
|
|
Al(OH)3 |
AlО(OH) |
Al2O3 |
|
NaOH (конц., гор.) |
Na[Al(OH)4] |
Na[Al(OH)4] |
Na[Al(OH)4] |
|
NaOH, t °С |
NaAlO2 |
NaAlO2 |
NaAlO2 |
|
HCl |
AlCl3 |
AlCl3 |
AlCl3 |
Матрица 4. Амфотерность.
|
|
«X» |
«Z» |
«N» |
|
«A» |
Na3[Cr(OH)6] |
|
|
|
«B» |
|
NaCrO2 |
|
|
«C» |
|
|
CrCl3 |
Матрица 4. Амфотерность.
|
|
Cr(OH)3 |
CrО(OH) |
Cr2O3 |
|
NaOH (конц., гор.) |
Na3[Cr(OH)6] |
|
|
|
NaOH, t °С |
|
NaCrO2 |
|
|
HCl |
|
|
CrCl3 |
Me2O3 + 2NaOH = 2NaMeO2 + H2O ( t°С)
Me(OH)3 + NaOH = NaMeO2 + 2H2O ( t°С)
MeO(OH)+ NaOH = NaMeO2 + H2O ( t°С)
Способы получения комплексных соединений.
1. Определите вещества, если в результате химического взаимодействия образуется гидроксокомплекс. Какие соединения относятся к гидроксокомплексам? Определите комплексообразователь, координационное число, лиганд, ионы внутренней и внешней сфер. Напишите молекулярные и ионные уравнения химических реакций.
Матрица 1. Способы получения комплексных соединений.
|
|
«X» |
«Z» |
«N» |
|
«A» |
Na2[Ве(OH)4] |
|
|
|
«B» |
|
Be(OH)2↓ |
|
|
«C» |
|
|
Be(OH)2↓ |
Матрица 1. Способы получения комплексных соединений.
|
|
Be(NO3)2 |
BeF2 |
BeCl2 |
|
NaOH (конц.) |
Na2[Ве(OH)4] |
Na2[Be(OH)4] |
Na[Be(OH)3] |
|
NaOH (разб.) |
|
Be(OH)2↓ |
|
|
NH3 ∙ H2O (конц.) |
|
|
Be(OH)2↓ |
Матрица 2. Способы получения комплексных соединений.
|
|
«X» |
«Z» |
«N» |
|
«A» |
Na2[Zn(OH)4] |
|
|
|
«B» |
|
Zn(OH)2↓ |
|
|
«C» |
|
|
Zn(OH)2↓ |
Me(NO3)2 + 2NaOH (конц., гор.) = Na2[Me(OH)4] + 2NaNO3
MeF2 + 2NaOH (конц., гор.) → Na2[Me(OH)4] + 2NaF
MeCl2 + 2NaOH (конц., гор.) → Na2[Me(OH)4] + 2NaCl
Матрица 2. Способы получения комплексных соединений.
|
|
Zn(NO3)2 |
ZnF2 |
ZnCl2 |
|
NaOH (конц.) |
Na2[Zn(OH)4] |
Na2[Zn(OH)4] |
Na2[Zn(OH)4] |
|
NaOH (разб.) |
|
Zn(OH)2↓ |
|
|
NH3 ∙ H2O (конц.) |
|
|
[Zn(NH3)4]Cl2 |
Матрица 3. Способы получения комплексных соединений.
|
|
«X» |
«Z» |
«N» |
|
«A» |
K[Al(OH)4] |
|
|
|
«B» |
|
Al(OH)3↓ |
|
|
«C» |
|
|
Al(NO3)3 |
|
Al2(SO4)3 |
+ KOH (конц.) → K[Al(OH)4] + K2SO4 |
|
KAl(SO4)2 |
Матрица 3. Способы получения комплексных соединений.
|
|
Al2(SO4)3 |
KAl(SO4)2 |
AlCl3 |
|
KOH (конц.) |
K[Al(OH)4] |
K[Al(OH)4] |
K[Al(OH)4] |
|
KOH (разб.) |
|
Al(OH)3↓ |
|
|
AgNO3 |
|
|
Al(NO3)3 |
Матрица 4. Способы получения комплексных соединений.
|
|
«X» |
«Z» |
«N» |
|
«A» |
K3[Cr(OH)6] |
|
|
|
«B» |
|
СrOH)3↓ |
|
|
«C» |
|
|
Cr(OH)3↓ |
|
Cr2(SO4)3 |
+ KOH (конц.) → K3[Cr(OH)6] + K2SO4 |
|
KCr(SO4)2 |
Матрица 4. Способы получения комплексных соединений.
|
|
Cr2(SO4)3 |
KCr(SO4)2 |
CrCl3 |
|
KOH (конц.) |
K3[Cr(OH)6] |
K3[Cr(OH)6] |
K3[Cr(OH)6] |
|
KOH (разб.) |
|
СrOH)3↓ |
|
|
NH3 ∙ H2O (разб.) |
|
|
Cr(OH)3↓ |
Сравните силу электролита гидроксида калия и гидрата аммиака.
|
Cr2(SO4)3 |
+ NH3 ∙ H2O (разб.) → Cr(OH)3↓ + (NH4)2SO4 |
|
KCr(SO4)2 |
|
Al2(SO4)3 |
+ NH3 ∙ H2O (разб.) → Al(OH)3↓ + (NH4)2SO4 |
|
KAl(SO4)2 |
Матрица 5. Способы получения комплексных соединений.
|
|
«X» |
«Z» |
«N» |
|
«A» |
Na2[Ве(OH)4] |
|
|
|
«B» |
|
Zn(OH)2↓ |
|
|
«C» |
|
|
Sn(OH)2↓ |
Матрица 5. Способы получения комплексных соединений.
|
|
BeSO4 |
ZnSO4 |
SnSO4 |
|
NaOH (конц.) |
Na2[Ве(OH)4] |
Na2[Zn(OH)4] |
Na[Sn(OH)3] |
|
NaOH (разб.) |
|
Zn(OH)2↓ |
|
|
NH3 ∙ H2O |
|
|
Sn(OH)2↓ |
Матрица 6. Способы получения комплексных соединений.
|
|
«X» |
«X» |
«X» |
|
«A» |
Na[Al(H2O)2(OH)4] |
|
|
|
«B» |
|
Na[Al(OH)4] |
|
|
«C» |
|
|
Al(OH)3↓ |
|
NaAlO2 + H2O → |
Na[Al(H2O)2 (OH)4] (разб. NaOH) |
|
Na[Al(OH)4] (конц. NaOH) |
Матрица 6. Способы получения комплексных соединений.
|
|
NaAlO2 |
NaAlO2 |
NaAlO2 |
|
H2O |
Na[Al(H2O)2(OH)4] |
|
|
|
H2O |
|
Na[Al(OH)4] |
|
|
H2O(гор.),τ |
|
|
Al(OH)3↓ |
2. Определите вещества, если в результате химического взаимодействия образуется гидроксокомплекс, аммиакат. Напишите уравнения реакций. Какие соединения относятся к гидроксокомплексам, аммиакатам? Определите комплексообразователь, лиганд, ионы внутренней и внешней сфер, координационное число. Напишите молекулярные и ионные уравнения химических реакций.
Матрица 1. Способы получения комплексных соединений.
|
|
«X» |
«Z» |
«N» |
|
«A» |
Na2[Zn(OH)4] |
|
|
|
«B» |
|
[Zn(NH3)4](OH)2 |
|
|
«C» |
|
|
ZnCl2 |
Матрица1. Способы получения комплексных соединений.
|
|
Zn(OH)2 |
ZnO |
Zn |
|
NaOH (конц., гор.) |
Na2[Zn(OH)4] |
|
|
|
NH3 ∙ H2O (конц.) |
|
[Zn(NH3)4](OH)2 |
|
|
HCl (разб.) |
|
|
ZnCl2 |
Матрица 1. Амфотерные свойства аминокислот.
|
|
«A» |
«B» |
«C» |
|
«X» |
натриевая соль серина |
|
|
|
«Z» |
|
дикалиевая соль тирозина |
|
|
«N» |
|
|
дихлорид лизина |
1. Определите аминокислоты и напишите уравнения химических реакций, отражающие амфотерные свойства.
NH2CH(R)COOH + NaOH→ NH2CH(R)COONa + H2O
NH2CH(R)COOH + HCl→ Cl[NH3CH(R)COOH]
NH2CH(CH2C6H4OH)COOH + 2KOH→ NH2CH(CH2C6H4OK)COOK + 2H2O
2. Снимите цветные стикеры и при правильном определении вы найдете три буквенных обозначения – это известная в дидактике современная технология обучения. Правильные ответы могут располагаться, как по горизонтали или вертикали, так и по диагонали матрицы.
Матрица 1. Амфотерные оксиды.
|
|
«S» |
«A» |
«N» |
|
1 |
BeO |
CaO |
MgO |
|
2 |
SrO |
ZnO |
BaO |
|
3 |
MnO |
CrO |
CdO |
Матрица 2. Амфотерные оксиды.
|
|
«S» |
«A» |
«N» |
|
1 |
Аl2O3 |
K2O |
Na2O |
|
2 |
SrO |
Ga2O3 |
Rb2O |
|
3 |
Li2O |
Cs2O |
In2O3 |
Матрица 1-2 (вариант ответа).
|
|
«S» |
«A» |
«N» |
|
1 |
У |
|
|
|
2 |
|
Д |
|
|
3 |
|
|
Е |
Матрица 1. Амфотерные гидроксиды.
|
|
«S» |
«A» |
«N» |
|
1 |
Sr(OH)2 |
Ca(OH)2 |
Cd(OН)2 |
|
2 |
Mg(OH)2 |
Zn(OН)2 |
KOH |
|
3 |
Be(OН)2 |
Ba(OH)2 |
NaOH |
Матрица 2. Амфотерные гидроксиды.
|
|
«S» |
«A» |
«N» |
|
1 |
Cr(OH)2 |
Y(OH)3 |
Al(OH)3 |
|
2 |
Mn(OH)2 |
Ga(OH)3 |
Ac(OH)3 |
|
3 |
In(OH)3 |
La(OH)3 |
Ce(OH)3 |
Матрица 3. Амфотерные гидроксиды.
|
|
«S» |
«A» |
«N» |
|
1 |
Cr(OH)2 |
TlOH |
Sc(OH)3 |
|
2 |
H3BO3 |
Al(OH)3 |
La(OH)3 |
|
3 |
Cr(OH)3 |
Y(OH)3 |
Bi(OH)3 |
Матрица 1-3 (вариант ответа)
|
|
«S» |
«A» |
«N» |
|
1 |
|
|
Е |
|
2 |
|
Д |
|
|
3 |
У |
|
|
Матрица1. Амфотерные соединения хрома.
|
|
«S» |
«A» |
«N» |
|
1 |
H2CrO4 |
CrO3 |
H2Cr2O7 |
|
2 |
СrO |
Cr |
Cr(OH)2 |
|
3 |
СrO(OH) |
Cr(OH)3 |
Cr2O3 |
Матричная структура знаний представляет собой структуру особого, замкнутого, «матричного» пространства знаний.
Матрица обеспечивает развитие словесного, символического и наглядного мышления в их взаимосвязях, определяет логическую последовательность выполнения задания, позволяет устанавливать больше логических связей в материале. Матрица выявляет новое и приводит к сравнению, сопоставлению и противопоставлению, обобщению и систематизации знаний. Систематическое сопоставление сходных или противоположных по составу веществ, химических свойств и способов получения неорганических и органических соединений приводит к развитию способности одновременно охватывать несколько дидактических единиц взаимосвязи, что способствует самостоятельному извлечению новой информации. Использование приема «этажная» запись схем превращений, полностью обосновывает и подчеркивает общность химических свойств реагирующих веществ.
Технология УДЕ – технология создания действенных и эффективных условий для развития познавательных способностей обучающихся, их интеллекта и творческого начала, расширения химического кругозора.
Список литературы:
1. Лидин Р. А., Молочко В. А., Андреева Л. Л. Химические свойства неорганических веществ. – М.: Международная академическая издательская компания «Наука»,1997.
2. Эрдниев Б. П. Матрицы в обучении. – Элиста: Калмыцкий государственный университет, 1990.
3. Эрдниев П. М., Эрдниев Б. П. Укрупнение дидактических единиц в обучении математике. – М.: «Просвещение», 1986.
4. Эрдниев П. М. Укрупнение дидактических единиц как технология обучения (часть І,II). – М.: «Просвещение», 1992.
