урок "химия и цвет"
план-конспект урока по химии (9 класс)

Урок – междисциплинарная конференция

«Химия и цвет»

Цели:

1. Предметные: углубление знаний о природе цвета  через расширение представлений о составе, структуре и свойствах комплексных соединений;  актуализировать знания по теории и значению цвета в природе с точки зрения физики и биологии;
2. Метапредметные: формирование целостной научной картины  мира посредством междисциплинарных связей; раскрытие причинно-следственных связей через решение проблемных вопросов;

развитие способностей самодиагностики деятельности. Расширение кругозора через введение новых научных понятий и терминов (вебинар, нанотехнологии, индивидуальная траектория развития).

3.  Личностные: расширение коммуникативно-организаторских умений; развитие навыков межличностного общения и способности к самопознанию; активизация навыков самостоятельной работы

Оборудование: приборы и материалы для опытов, мультимедиапроектор.

Структура урока:

1 Приветствие. Обозначение  проблемы урока и форм деятельности .

Здравствуйте, меня зовут Очирова Е.Г., я -учитель Троицкой гимназии, я рада возможности пообщаться с вами .Думаю, что сегодняшний урок займет определенное место в системе вашего научного познания (№1)

Как вы думаете, о чем пойдет речь на уроке? (слайды№2-7)

Это то, без чего мы не можем представить нашу жизнь, между тем это научное явление сложное и многогранное. Таким образом, тема урока: «Химия и цвет».( №8)

Практически все, о чем мы будем говорить вам известно из курса физики, химии и биологии, но мы попытаемся синтезировать новое знание через индивидуальную работу, работу в парах и группах(№9)

Я предлагаю провести наш урок в форме междисциплинарной конференции и по правилам современной конференции вводную часть проведем в виде вебинара. Нашими сегодняшними собеседниками будут ученики Троицкой гимназии. (№10)

Как и  положено  участникам научной конференции мы должны фиксировать новые знания и для этого мы будем заполнять маршрутные листы индивидуальной траектории развития. (cлайд №11)

В них вы видите условные обозначения, где..*-тема изучается, +-изучена, +/-изучил, могу ответить

Прошу вас заполнять данный лист на всех этапах работы.

Прием «Отсроченная отгадка»

Кроме того на ваших столах есть предметы, о них мы будем говорить в конце урока.

2 этап. Погружение в проблему. Поиск решений проблемы

Итак, уважаемый 11-й класс с нами на связи гимназисты. Внимание на экран.  (видеосюжет – физика)   «Добрый день, уважаемый 11-ый класс школы имени Г.К. Жукова! Мы все привыкли к свету как чему-то обычному, повседневному, само собой разумеющемуся. Но изучая явление света на уроках физики, химии понимаешь, как мало мы о нем знаем. Ньютон был одним из первых, кто начал исследовать солнечный свет. Он проводил  ряд опытов с пропусканием пучка света через трехгранную стеклянную призму, чем позволил научному миру сделать новые выводы о природе света.  Мы предлагаем вам  провести такой опыт и подумать:  в чем же состоит его важность?. Для этого вам нужны: экран с щелью и  призма»

   Учитель: что мы видим сейчас? (мы видим, что призма разлагает пучок света на 7 цветов – красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый.

 (слайд № 12-видео,№13-Ньютон)Проведение опыта, мини-выводы.

Уважаемые гимназисты, мы проделали предлагаемый вами опыт. И увидели, что белый свет  состоит из пучков света различных цветов. Таким образом, Ньютон впервые дал научное обоснование природы цвета.

1.  Но,  как мне известно, у них есть и другие вопросы к вам. Внимание на экран.     (видеосюжет – биология) Видеосюжет биология –

     «Здравствуйте. В течение нескольких лет изучая такие дисциплины, как химия, физика, биология, удивляемся, насколько все и в науке, и в природе взаимосвязано. Сейчас вы услышали вопрос о свете, связанный с физикой. Но и в биологии свет имеет особое значение: он влияет на цвет живой и неживой природы. И при этом «случайно» эта окраска становится весьма полезной … скажем для бабочки. Как? А давайте разберемся. Вот белая бабочка с большими и яркими оранжевыми пятнами на передних крыльях сверху. Это зорька. Если бабочка сложит крылья, то виден лишь пестрый рисунок  нижней стороны задних крыльев и небольшого уголка передних крыльев. Именно так держит бабочка свои крылья в покое.  Теперь вы видите, что окраска зорьки приобрела другое  значение. Такая цветная окраска у животных встречается действительно на каждом шагу. Как вы думаете почему? Можете ли вы привести еще примеры «полезности и выгоды окраски в живой природе?»

 (№14-сюжет, разновидн.окр.№15)

Мини-выводы: Отвечаем  на ваш вопрос: чтобы обезопасить себя зорька в состоянии покоя закрывает свою яркую окраску, что делает ее невидимой для возможных врагов. Таким образом, в данном случае цвет далеко не случаен, он играет защитную роль. В природе известно немало таких примеров ( хамелеон, богомол, кузнечик и т.д.)

-Спасибо за работу. Думаю, ваши «коллеги» остались довольны.

-Спасибо, мы с вами вспомнили значение цвета с точки зрения физики и биологии. Но глубже заглянуть в природу цвета нам  поможет химия, внимание на экран. (улыбка) (слайд №16)

1. (видеосюжет-химия, раздаю вопрос всем группам). Видеосюжет, 6 класс «Помогите завершить опыт»

     «Добрый день. Мы ученики 6 класса Троицкой гимназии. В рамках курса естествознание мы уже сейчас изучаем химию. Для постановки спектакля «Зимняя сказка» мы готовим опыт, «Кровь из раны», для этого нам  необходимо с помощью какого-либо раствора удалить следы «крови», не могли бы вы нам помочь?»

Этот вопрос Александр адресует всем нам. Но скажите, готовы ли вы ответить на него прямо сейчас? (Слушаю ответы)

III этап. Решение проблемы

-Я с вами согласна, ответ на этот вопрос требует новых знаний о комплексных соединениях.

Я готова вам оказать помощь на правах руководителя конференции.  

Ребята, большинство комплексных соединений, образованных d-элементами, имеют яркий цвет (слайд №17)

-Как вы думаете, чем обусловлен цвет вещества в первую очередь? (CuSO4?CoSO4?NiSO4?)

-Перед вами структура комплексного соединения

-какие части можно выделить?

-какой атом здесь самый главный ?

-какие частицы координированы вокруг атома комплексообразователя (лиганды)

Почему внутренняя отделена от внешней квадатными скобками?

-такая сложная частица, способная к самостоятельному существованию в кристалле или растворе, образованная из других, более простых частиц называется комплексной.

Давайте впишем определения в страницу рабочей тетеради  вашего маршрутного  листа.

В целом эти соединения имеют заряд ?(электронейтральные)

-как вы думаете, как  определить заряд комплексообразователя?

- заряд комплексного иона = алгебраической сумме зарядов комплексообразователя и лигандов

 На данном слайде вы видите, как можно определить степень окисления алюминия в этом соединении. А теперь попробуйте определить степень окисления комплексообразователя самостоятельно (интерактивная доска).(слайд №19)

Для комплексных соединений существует система названий: сначала называется анион, затем катион, лиганды перечисляются в порядке от отрицательно заряженных к нейтральным, указывается их число, центральный атом-комплексообразователь и его степень окисления(слайд №20)Для более подробного знакомства с номенклатурой комплексных солей я предлагаю вам дать названия предложенным соединениям. (слайд№20)

В растворах комплексные соединения диссоциируют на катионы и анионы. При взаимодействии вступают в реакции ионного обмена. Давайте попробуем написать продукты реакций. (слайд №21)

Почему же эти соединения имеют яркий цвет?

Чтобы ответить на этот вопрос  я предлагаю вам провести опыты. Как настоящие ученые будем искать ответ эмпирическим путем. После того, как в течение  3-х минут вы проведете свои опыты, будьте готовы объяснить опыты и ответить на предложенные вопросы. Время пошло (слайд №22)

Опыт №1.  Перед вами стакан с водой и соль. Обратите внимание на цвет соли. Растворите соль в воде. Что вы увидели? Как вы думаете, почему?

Опыт №2  Перед вами соль розового цвета.

1.Растворите соль  в воде. Обратите внимание на цвет раствора.

2. Нагрейте раствор в пламени спиртовки.

3. Что вы увидели? Как вы думаете почему?

Опыт № 3. Перед вами соль розового цвета.

1. Растворите соль в воде. Обратите внимание на цвет раствора.
2.  Используйте  в качестве растворителя соляную кислоту.
3. Что вы увидели? Как вы думаете почему?

Выводы по опытам:

                                   Мы проводили следующий опыт….

                                    Мы увидели, что цвет …

                                    Таким образом, можно сделать следующий вывод…

-Ребята, вы проделали и объяснили свои опыты. Скажите, что в них общего?

-при соединении веществ, при изменении температуры, растворителя  цвет одного из них может меняться

Почему, как вы думаете? Давайте сами сформулируем правило:

-Под воздействием различных факторов изменяется окружение ионов-комплексообразователей, поэтому изменяется цвет веществ (слайд №23).

Можно дать и более научное объяснение этого факта появления цвета

-Сколько существует валентных d-орбиталей у  атома комплексообразователя?

-Все ли они одинаковым образом расположены в пространстве?(нет)(слайд №24)

-если ион комплексообразователь и лиганды образуют  октаэдр - все ли орбитали находятся в одинаковом положении?

-две из них, расположенные вдоль координатных осей х,у,z испытывают наибольшее отталкивание, их энергия повышается, таким образом орбитали расщепляются.(слайд №25)

-одинакова ли энергия расщепления во всех октаэдрических комплексах? (Цвет во всех комплексах такого типа был бы одинаковым)

-что влияет на энергию расщепления (окружение-лиганды)

-по способности, по силе  расщеплять орбитали  лиганды располагаются в ряд (слайд №26).Обратите внимание на тиоцианат-ион.

-Итак, если разница меду орбиталями совпадает с синей частью светового луча, вещество, поглощая определенный квант энергии,  будет иметь цвет определяемый сочетанием оставшихся световых пучков.(слайд №27)

-Итак, подведем итоги: когда же возникает цвет?

-при возможности перехода электрона на свободную орбиталь  

-с чем связан цвет?

ЦВЕТ СВЯЗАН С поглощением света определенной длины волны.

-от чего зависит избирательность поглощения? 

Избирательность поглощения зависит не только от комплексоообразователя ,  но и от вида лигандов.  

-таким образом? можно сделать следующий вывод: (слайд №28)

- Кстати сказать, теория цвета применяется в такой современной науке как психология. Психологи советуют для снятия напряжения и усталости переключать внимание с фиолетового на красный, и наоборот. Пришло время снять усталость и нам. Ребята, в течение 1-2с всматривайтесь в фиолетовый круг над доской, а потом – переключитесь на красный.

И не забываем, заполнять маршрутные листы, ведь пройдены два этапа совместной деятельности.(№29)

Всем спасибо, продолжим. Мы еще не ответили на вопрос нашего младшего товарища. Давайте к нему вернемся. Правило, которое мы вывели поможет нам в проведении следующего опыта.  (Слайд №30)

Опыт №4 (общий) Перед вами в трех пробирках искусственная кровь. В каждую из пробирок прилейте один из предложенных вам реактивов. Что вы увидели? Какое вещество поможет Саше удалить  «кровь»?

Все согласны? (Дима, сформулируй четкий ответ - Для того чтобы …убрать кровь нужно ватку смочить во фториде натрия.)

Видео-Саша убирает «кровь»(видео-прощание).(слайд№31)

Но мы не забываем, что мы на научной конференции. Поэтому мы всему должны давать научное обоснование ( слайды№  32-34)

Я вам в этом помогу. Способность иона диссоциировать в растворе характеризует константа нестойкости. Посмотрите на эту таблицу

-Как вы думаете, какой ион более устойчивый?

-Почему тиоцианатный или роданидный комплекс разрушился, а образовался фторидный?

-почему исчез цвет?

вывод:  чем меньшеKнест, тем соединение более устойчиво, поэтому роданидный комплекс железа  разрушился, образовался фторидный, фторид ионы вытеснили роданид-ионы.

Это нам наглядно показал опыт с кровью для ответа Саше.

 (видео-гимназисты благодарят, прощаются). (Слайд №35)

Спасибо и вам, а мы переходим к завершающему этапу конференции.

IV этап. Обобщение и анализ деятельности.

Ребята, я прошу вас просмотреть свои маршрутные листы. (слайд №36) Много ли вопросов находятся только на стадии изучения? Если да, то  сильно не расстраивайтесь, я надеюсь, на этом этапе мы эти пробелы восполним. Прошу вашего внимания на экран! (видео-хамелеон) (слайд №37)

-Кого вы только что увидели на экране?(ответ? )

 -Как хамелеон связан с нашей темой(жду ответа)-он меняет цвет

-Как это ему удается?  (Слушаю ответы)

Хамелеон - уникальное  животное, которое сочетает в себе законы химии, биологии и физики. С точки зрения химии - содержится вещество гуанин, который изменяет свою структуру; с точки зрения физики - происходит преломление лучей света; с точки зрения биологии - в специализированных клетках происходит перераспределение пигментов. И все это в комплексе позволяет хамелеону менять цвет.

Следующий видеосюжет напрямую связан с сюжетом о хамелеоне. Внимание на экран(слайд №38) 

-Что вы видите на экране (Смена интерьера, смена -дизайна,)

-Как вы думаете как и почему происходит эта смена?

-Да, ребята, спасибо. Применяются новые технологии, это и есть не безизвестные  вам нанотехнологии.  Именно они позволят менять облик дома одним нажатием кнопки. (слайд №39)

V. Выводы по уроку. Представление домашнего задания.

Как вам и обещала в начале разговора, давайте посмотрим (потрогаем, примерим ) эти предметы. Как вы думаете, что их объединяет?

Цветок - имеет яркий окрас благодаря определенным веществам.

Помада –искусственно созданный предмет, созданный на основе знаний о цвете.

Цвет. Очки-хамелеон меняют цвет линз в зависимости от света.

Об этом и многом другом вы можете узнать, если обратитесь за помощью к Интернету, адреса сайтов найдете в своем маршрутном листе. Кстати, пришло время внимательно посмотреть на те значки, которые вы себе ставили.Это информация к размышлению.

VI. Рефлексия

…Ребята, посмотрите как необычайно красив наш мир. Буйство красок, палитра различных оттенков позволяет нам видеть его во всем многообразии. И все это благодаря Его Величеству Цвету. (Слайд №40)

И только научный взгляд,  единство наук позволяют нам понять нам природу цвета,  а значит и красоту нашего Мира.

Спасибо за внимание !(слайд №41)