Тема. Місце хімії серед наук про природу її значення для розуміння наукової картини світу.

Мета уроку.

Навчальна. Узагальнити знання учнів про місце хімії серед наук про природу, формувати міжпредметну компетентність учнів про взаємозв’язок наук і цілісність знань; довести фактами наявність зв’язків науки хімії з іншими науками.

Розвивальна. Розвивати в учнів інтерес до вивчення хімії, логічне мислення, аналізувати і робити висновки.

Виховна. Виховувати повагу до думки інших, вміння висловлюватися, акуратність, спостережливість, самостійність.

Тип уроку: узагальнення й систематизації знань, умінь і навичок.

Хід уроку

I. Організація класу

II. Мотивація навчальної діяльності

До яких наук належить хімія?

Приклади та інформацію яких наук ми використовували частіше за все на наших уроках?

III. Місце хімії серед наук про природу

Природничі науки — це сукупність наук, що вивчають явища навколишнього світу в живій та неживій природі. Хімія — одна з природничих наук, предметом її вивчення є речовини та їх перетворення. До природничих наук також належать:

•   астрономія — наука про Всесвіт;
•   фізика — наука про склад і структуру матерії, а також про основні явища в неживій природі;
•   біологія — наука про живу природу;
•   науки про Землю (географія, геологія, геофізика) тощо.

Маючи спільні об’єкти дослідження, ці науки розвиваються в тісному взаємозв’язку і використовують схожі наукові методи досліджень: опис, спостереження, експеримент, створення теоретичних моделей.

Природа єдина, і хоча різні науки вивчають окремі питання, але мета в усіх одна — глибше пізнати її закони. Прикладів взаємодії наук у вивченні природи можна наводити багато. Важливо зрозуміти: дивлячись на світ очима астронома, фізика, хіміка, біолога чи географа, ми бачимо різні грані одного величного цілого — Природи.

Місце хімії серед наук про природу зумовлене предметом її вивчення й тісними зв’язками з іншими дисциплінами. Хімія вивчає склад, властивості речовин, їх взаємоперетворення. Хіміків також цікавлять явища, які супроводжують ці перетворення.

Хімія пов’язана з усіма природничими науками. Система наукових знань про природу і система методів кожної з наук перебувають у процесі взаємного доповнення та збагачення.

Хімія послуговується надбаннями фізики для дослідження структури речовини, використовує фізичні закони під час дослідження хімічних процесів. Вивчення хімічного зв’язку, окисно-відновних реакцій ґрунтується на знанні будови атома та його електронної оболонки. Поки фізики не з’ясували складну будову атома, періодичному закону бракувало теоретичного обґрунтування.

Здобутки хімії широко використовують:

• фізики, щоб дослідити проходження струму через метали; електричну провідність речовин та їх розчинів, роботу акумуляторів тощо; використовують періодичний закон для відкриття нових хімічних елементів

• біологи, вивчаючи хімічний склад та структури сполук, з яких сформовані живі організми; хімічні реакції, що відбуваються в клітинах; вплив на живі організми різних чинників: температури, радіаційного випромінювання, штучно створених речовин;

•   екологи, вивчаючи властивості речовин для їх безпечного використання;
•   геологи під час пошуку корисних копалин і виявлення їх складу вмісту цінних речовин у мінералах, визначення складу ґрунтів; астрономи для визначення елементного складу атмосфери планет і складу космічних об’єктів: комет, астероїдів, зірок тощо.

Чому хімія міцно пов’язана з фізикою, біологією?

З курсу хімії основної школи ви знаєте, що під час хімічних реакцій відбуваються різні фізичні явища: поглинається або виділяється тепло, змінюється агрегатний стан речовин.

Хімія і фізика вивчають ті ж самі об’єкти – атоми, молекули, кристали, гази, рідини.

Ще у XVIII ст. міцний зв’язок цих двох природничих наук помітив і використав у своїй роботі видатний російський учений М. В. Ломоносов. Він написав: «Хімія без знання фізики подібна до людини, яка все повинна шукати навпомацки. І ці дві науки так з’єднані між собою, що одна без іншої досконалою бути не може».

Біологічні процеси в клітинах, тканинах так само пов’язані зі складними хімічними перетвореннями. Адже обмін речовин зумовлений послідовними хімічними реакціями, що відбуваються в живому організмі. У кожній клітині  нашого  організму  відбувається  понад  три тисячі  хімічних реакцій.

Межі між різними природничими науками дедалі більше стираються. У міру накопичення наукових знань не лише зростає кількість наукових дисциплін, — відбувається їх зближення і взаємопроникнення. На перетинах наук виникають нові природничо-наукові дисципліни: хімічна фізика, біохімія, біофізика, біогеохімія, астробіологія… Наприклад, біохімія (біологічна хімія) вивчає хімічний склад і структуру сполук, які містяться в живих організмах. Геохімія вивчає поширеність і міграцію хімічних елементів на Землі. Біогеохімія — галузь геохімії, пов’язана з біологічними науками. Її основоположником був В. І. Вернадський, який 1918 року в Києві організував першу у світі біогеохімічну лабораторію.

Біогеохімія вивчає хімічний склад живої речовини, вплив живої речовини на міграцію хімічних елементів, їх розподіл, розсіювання та концентрування в корі Землі.

Важливий спосіб пізнання природи — моделювання хімічних структур і процесів. Комп’ютерні технології істотно розширили можливості його використання в хімії.

У процесі збагачення хімічними знаннями виокремились окремі галузі:

Вагомий внесок зробили хіміки в розвиток високих технологій генної інженерії та нанохімії (розділ хімії, де об’єктами вивчення є тіла, розмір яких коливається в діапазоні 1–100 нм; фізичні та хімічні властивості цих тіл суттєво залежать від їх розміру).

Хімія як елемент загальнолюдської культури — це засіб формування світогляду. Хоча б елементарними хімічними знаннями повинна оволодіти кожна цивілізована людина. Без них неможлива екологічно грамотна поведінка в побуті, на виробництві.

Хімія — дуже цікава і перспективна наука. У ній далеко ще не все вивчено. Щороку хіміки дивують світ своїми науковими відкриттями.

Так, Нобелівську премію в галузі хімії 2016 р. отримали Ж.-П. Соваж, Д. Ф. Стоддарт і Б. Фері́нга «за проектування і синтез молекулярних машин».

Керована мікроскопічна молекулярна «машина» настільки потужна, що може пересувати об’єкти, у 10 000 разів більші за себе. Відкриття вчених у майбутньому може бути застосоване для розробки нових наноматеріалів, датчиків і мікрочипів.

IV. Підсумки

1.  Хімія — одна з природничих наук, що вивчає речовини та їх перетворення.
2.  У своїх дослідженнях хіміки спираються на досягнення інших природничих наук.
3.  Найважливіші природничі науки: біологія, фізика, астрономія, географія, геологія, геофізика, екологія, біохімія, геохімія, біогеохімія тощо. Представники цих наук постійно використовують знання хімії.
4.  Мета всіх природничих наук одна — глибше пізнати закони природи.
5.  У процесі еволюції хімії з’явилися окремі галузі хімічних знань: органічна хімія, неорганічна хімія, фізична хімія, колоїдна хімія тощо.

Контрольні запитання

1. Назвіть науки, які вивчають природу.
2. Яку роль відіграють хімічні знання в біології, медицині?
3. Чому фізика тісно пов’язана з хімією?
4. Що вивчає геохімія, біогеохімія?
5. Назвіть видатних учених-хіміків, з відкриттями яких ви ознайомились у курсі хімії основної школи.

V. Домашнє завдання

Опрацювати § 44.