Формирование и развитие системы понятий "Химический элемент" в курсе химии средней школы

Система понятий "химический элемент" состоит из трех блоков:

1. Распространение и круговорот химических элементов.

2. Классификация и систематизация химических элементов.

3. Понятие об атомах химических элементов.

Все три блока связаны друг с другом, и с каждым из них учащиеся знакомятся на протяжении всего курса химии.

С распространением и круговоротом химических элементов учащиеся знакомятся при изучении свойств конкретных элементов и образованных ими химических веществ.

Понятие о классификации химических элементов усложняется от класса к классу. Первоначально учащиеся знакомятся с делением элементов на металлы и неметаллы, затем узнают об условности такого деления при знакомстве с элементами, оксиды и гидроксиды которых проявляют амфотерные свойства. Знакомство с периодическим законом и строением атома позволяет ввести классификацию на s‑, p‑, d‑, f‑элементы, в зависимости от заполнения электронами атомных орбиталей данного элемента.

Понятие об атомах химических элементов также усложняется от теме к теме. Но в каждой теме сохраняется единый подход: свойства атомов связывают с их строением. Различают следующие стадии формирования понятия "химический элемент":

1. На основании атомно-молекулярного учения.

2. На основе периодического закона и теории строения атома.

3. На основе теории электролитической диссоциации.

4. На основе теории Бутлерова.

На основе атомно-молекулярного учения дается первое представление об относительной атомной массе и сущности понятия "химический элемент", как виде атомов, отличаются друг от друга атомной массой. Дается представление о валентности, как свойстве атома присоединять к себе определенное число атомов другого элемента, свойстве образовывать молекулу.

Схематично это можно изобразить так:

Атомно-молекулярное учение

Строение	Свойства
Атом – неделимая частица.	Масса атома, валентность.

Очень важно на первом этапе разграничить понятия "химический элемент" и "простое вещество". Для этого можно использовать химические диктанты. Например, проставить в столбиках номера предложений, в которых речь идет о простом веществе или химическом элементе.

Простое вещество Химический элемент

1. "Мы дышим кислородом." 2. "В состав воды входит кислород."

В столбик "Простое вещество" ставится цифра "1", а в столбик "Химический элемент" – цифра "2". Сами предложения не записываются.

Дальнейшее усложнение этого понятия дается на основе периодического закона и теории строении атома.

"Химический элемент - вид атомов с определенным зарядом ядра". Вводится понятие об изотопах – элементах, имеющих одинаковый заряд ядра, но разную атомную массу.

Периодический закон

Строение	Свойства
Атом – сложная система. Понятие об ядре, электронных оболочках, атомных радиусах, формах орбиталей, изотопах.	Электроотрицательность, валентность, как свойство образовывать связь. Степень окис­ления.

Далее идет углубление этого понятия на основе теории электролитической диссоциации.

Строение	Свойства
Понятие об ионе в растворе.	Зависимость свойств вещества от свойств входящих в него атомов элементов. Например, общие свойства кислот определяются наличием иона H+, а общие свойства ос­но­ваний – OH‑.

В курсе органической химии теория строения органических веществ ведет к дальнейшему углублению этого понятия:

Строение	Свойства
Гибридизация орбиталей.	Взаимное влияние атомов в соединении.