МЕТОДИКА ПРЕПОДАВАНИЯ НОВЫХ И СЛОЖНЫХ ТЕМ ВКЛЮЧЕННЫХ В УЧЕБНИКИ ХИМИИ

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассматриваются гибридизация атомных орбиталей, связь между концентрациями растворов (трансконцентрация), новые методы определения числа химических связей в неорганических и органических веществах. Отмечаются сложные для усвоения темы, включённые в учебник для 10 класса, и сложные темы 11 класса. Описывается метод расчета типа гибридизации в неорганических веществах через сумму σ-связей и неподелённых электронных пар, а также метод определения типа гибридизации в органических веществах через сумму σ-связей и неподелённых электронных пар.

ABSTRACT

This article discusses atomic orbital hybridization, the relationship between solution concentrations (transconcentration), new methods for determining the number of chemical bonds in inorganic and organic substances. It highlights challenging topics newly introduced into the 10th-grade curriculum and difficult topics in the 11th-grade curriculum. The article describes a method for determining the type of hybridization in inorganic substances by calculating the sum of σ-bonds and lone electron pairs, and a method for determining the type of hybridization in organic substances using the sum of σ-bonds and lone electron pairs.

Ключевые слова: Трансконцентрация, гибридизация, валентность, степень окисления, σ-сигма и π-пи связи, каучук, резина, натуральные и синтетические волокна.

Keywords: Transconcentration, hybridization, valence, oxidation state, σ (sigma) and π (pi) bonds, rubber, natural and synthetic fibers.

Введение

Сложность темы «Гибридизация неорганических и органических соединений».

Применение метода определения типа гибридизации в неорганических и органических соединениях путем расчета суммы числа σ-связей и неподелённых электронных пар.

Материалы и методы исследования

Таблица 1.

 Типы гибридизации

Метод определения типа гибридизации в неорганических соединениях путем подсчета суммы σ-связей и неподелённых электронных пар.

Пример: H₂O

1. Молекулярная формула вещества: H₂O

2. Структурная формула вещества: H-O-H

3. Число σ-связей в молекуле: 2

4. Внешняя электронная конфигурация центрального атома: ₈O…2s²2p⁴

5. Число неподелённых электронных пар у центрального атома: 2

6. Сумма числа неподелённых электронных пар и числа σ-связей у центрального атома: 4

7. Тип гибридизации: sp³

8. Геометрия молекулы: угловая

9. Значение валентного угла: 104,5°

10. Число s-орбиталей в молекуле: 2

11. Число негибридизованных p-орбиталей: 0

12. Число гибридизованных орбиталей, участвующих в образовании молекулы: [1]

Метод определения типа гибридизации в органических соединениях путем подсчета суммы σ-связей и неподелённых электронных пар:

Пример: CH₃OH

1. Молекулярная формула вещества: CH₃OH

2. Структурная формула вещества: CH₃-O-H

3. Число σ-связей в молекуле: 6

4. Внешняя электронная конфигурация центрального атома (кислорода): ₈O…2s²2p⁴

5. Число неподелённых электронных пар у центрального атома (кислорода): 2

6. Сумма числа неподелённых электронных пар и числа σ-связей у атома кислорода: 4 (важно отметить, что здесь рассматривается только атом кислорода как центральный атом)

7. Тип гибридизации атома кислорода: sp³

8. Геометрия молекулы (вокруг атома кислорода): тетраэдрическая

9. Значение валентного угла (вокруг атома кислорода): 109°28′

10. Число s-орбиталей, участвующих в гибридизации атома кислорода: 1

11. Число негибридизованных p-орбиталей у атома кислорода: 0

12. Число гибридизованных орбиталей, участвующих в образовании молекулы: 8

Результаты и обсуждения

Таблица 2.

 Анализ усвоения темы учащимися 9-11 классов

Диаграмма 1. Анализ усвоения темы учащимися 9-11 классов

Межконцентрационная зависимость (трансконцентрация)

Трансконцентрация означает зависимость между концентрациями.

Использование формул межконцентрационной зависимости (трансконцентрации) при решении задач на тему «Растворы» в программе 11 класса позволяет лучше объяснить тему и способствует креативному подходу к решению задач.

Эту формулу можно использовать при решении задач на молярную, нормальную, титровую и массовую доли концентрации. [2]

Основная формула межконцентрационной зависимости (трансконцентрации): C_M∙M=w∙ρ∙10=C_N∙E=C_T∙1000

• C_M - молярная концентрация (моль/л)

• M - молярная масса растворенного вещества (г/моль)

• w - массовая доля (%)

• ρ - плотность раствора (г/мл)

• C_N - нормальная концентрация (г-экв/л)

• Э - эквивалент растворенного вещества

• C_T - титрованная концентрация (г/мл)

Варианты представленной формулы:

1) C_M∙M=w∙ρ∙10

2) w∙ρ∙10=C_N∙E

3) C_M∙M=C_N∙E

4) w∙ρ∙10=C_T∙1000

5) C_N∙E=C_T∙1000

6) C_M∙M=C_T∙1000

Проблема! Определение числа σ-сигма и π-пи связей в сложных веществах при преподавании химии.

Решение: Метод определения числа σ-сигма и π-пи связей в сложных веществах по молекулярной формуле. [3]

Правила

• Произведение числа атомов кислорода в веществе на валентность атома кислорода даёт сумму числа σ и π связей.
• Для определения числа π-пи связей в молекуле вещества необходимо вычесть число атомов кислорода из числа атомов кислотного остатка.
• Для расчета числа σ-сигма связей в молекуле вещества необходимо вычесть число π-пи связей из общего числа связей.

Пример 1: Сульфат алюминия - Al₂(SO₄)₃

Суммарное число σ и π связей: 12 × 2 = 24

Число π-пи связей: 12 - 6 = 6

Число σ-сигма связей: 24 - 6 = 18

Метод определения числа σ-сигма и π-пи связей в сложных веществах по молекулярной формуле.

Определение числа σ и π связей в бескислородных кислотах и солях кислородсодержащих кислот.

Правила

• Произведение числа центральных атомов в веществе на валентность центрального атома даёт сумму числа σ и π связей.
• Для определения числа π-пи связей в молекуле вещества необходимо вычесть валентность кислотного остатка из числа центральных атомов в молекуле.
• Для определения числа σ-сигма связей в молекуле вещества необходимо вычесть число π-пи связей из общего числа связей.

Пример 2: Хлорид железа(III) - FeCl₃

Суммарное число σ и π связей: 3 × 1 = 3

Число π-пи связей: 3 - 3 = 0

Число σ-сигма связей: 3 - 0 = 3

Метод определения числа σ-сигма и π-пи связей в сложных веществах по молекулярной формуле. Определение числа σ и π связей в органических кислотах и солях органических кислот. [4]

Правила

Для определения суммарного числа σ и π связей используется формула:

(3n + 5) ∙ V

n - число атомов углерода в радикале

V - валентность одноосновной кислоты

Пример 3: Ацетат алюминия - (CH₃COO)₃Al

Суммарное число σ и π связей

n = 1  V = 3

(3 × 1 + 5) × 3 = 24

Таблица 3.

Анализ усвоения темы учащимися 7-9 классов

Диаграмма 2. Анализ усвоения темы учащимися 7-9 классов

Заключение

Вывод: На основе диаграмм представлен метод определения числа σ-сигма и π-пи связей в сложных веществах по их молекулярной формуле. Рассмотрено определение числа σ и π связей в кислородсодержащих кислотах и их солях.

Список литературы:

1. Yoriyev O.M., Sharipov M.S., Mavlyanov X.N., Xafizov A.R. Umumiy va noorganik kimyodan masala va mashqlar to‘plami .-T.: O‘zbekiston faylasuflari milliy jamiyati, 2008.-B.367
2. 7-10-sinf kimyo darsliklari-2022-yil
3. I.R.Asqarov, N.Х.Тo‘хтaboyev, K.G’.G’opirov. Umumiy o‘rta maktablar 7- sinf kimyo darsligidan foydalanish uchun, metodik qo‘llanma Тoshkenт-2003
4. Беспалько В.П. Слагаемые педагогической технологии. -М.: Педагогика, 1989.