Вода, склад її молекули, поширеність у природі. Фізичні властивості води. Вода - розчинник

Тема: Вода, склад її молекули, поширеність у природі. Фізичні властивості води. Вода - розчинник

Мета уроку:

•                        формування предметних компетентностей: учні повинні засвоїти поняття складу молекули води, вміти описувати поширеність води у природі, знати фізичні властивості води;   розкрити  роль хімічних знань у поясненні природи води і суті хімічних явищ; сприяти застосуванню хімічних знань на практиці;
•                        діяльнісна: розвивати вміння логічно мислити, встановлювати зв’язки між будовою води та її фізичними властивостями; розвивати пізнавальну активність та творчі здібності; розвивати здатність до самоосвіти;
•                        ціннісна: виховувати вміння працювати самостійно та в групах;  виховувати дбайливе відношення до навколишнього середовища та природних ресурсів своєї країни.

Тип уроку: засвоєння нових знань та вмінь.

Методи: розповідь з елементами бесіди, моделювання, методи ІКТ (презентація), демонстрації, метод проблемних питань, програмоване опитування, робота в групах, самостійна робота.

Обладнання: підручник, таблиці, комп’ютер, проектор або інтерактивна дошка, портрети А. Лавуазьє, Леонардо да Вінчі, А. де Сент-Екзюпері, презентація «Вода», географічна карта світу..

Епіграф: «Вода — джерело життя».                               Леонардо да Вінчі

Хід уроку

1. Організаційний етап

Привітання, перевірка присутності учнів, готовності до уроку.

Формування в учнів здоров'язберігаючих компетенцій:

Щоб не мати сколіозу,

Сидіть прямо за столом,

Тримайте ноги на підлозі

Тільки під прямим кутом.

Також про зір не забувайте –

Рівно голову тримайте.

ІІ. Мотивація навчальної діяльності

         Вправа «Відгадай»

         Буває хмаркою вона,

         Пушинкою буває,

         Бува як скло

         Крихка й тверда –

         Це звичайнісінька… (Вода).

Дивна речовина вода! Вона не тільки дає життя. Це ще й джерело краси нашої планеті. Нас радує лісове озеро, заспокоює дзюрчання струмка, дивують хмари, що пливуть у небі.

Все це завдяки воді. «Все є вода», — стверджував грецький філософ і математик Фалес, підкреслюючи значення цієї, здавалося б, непоказної рідини для всього живого.

В. І. Вернадський, автор учення про біосферу Землі, говорив про воду: «Вода стоїть окремо в історії нашої планети. Не існує природного тіла, яке змогло б зрівнятися з нею за впливом на перебіг основних геологічних процесів. Немає земної істоти, яка не містила б її. Все земне єство перейняте й охоплене нею».

III. Актуалізація опорних знань учнів

Відповідаючи на питання в ході уроку, ви будете отримувати жетони: червоний жетон оцінюється в 2 бали (повну відповідь), білий - 1 бал.
Вода з точки зору фізики і хімії це, насамперед, речовина.

Вправа «Асоціативний кущ»:

— Які асоціації виникають у вас із поняттям «речовина»?

Учні називають свої асоціації щодо цього поняття, а вчитель записує їх на дошці.                                                                                                                                         Прийом «Мозковий штурм»

•                        Сформулюйте поняття «тіло», «речовина».
•                        З чого складаються речовини?
•                        Якими властивостями володіють речовини?
•                        Які властивості називаються фізичними?
•                        Які властивості називаються хімічними?
•                        Наведіть приклади фізичних і хімічних властивостей кисню
•                        Які речовини утворюються під час взаємодії кисню з іншими сполуками?
•                        Дайте визначення поняттю оксиди.
•                        Який самий розповсюджений оксид, на вашу думку?

Вода – сама найпоширеніша речовина на Землі, найважливіший природним оксид — джерело життя на Землі, сировина для промисловості, речовина, яка своїм кругообігом зумовлює встановлення певного клімату в різних місцевостях. Основні джерела води у світі — моря й океани, річки й озера.

«Зрозуміти воду, – означає зрозуміти Всесвіт, всі чудеса природи і саме життя» (Масару Емото).

•          Чи багато у води таємниць?

•                        Чому лід не тоне?
•                        Чому при замерзанні вода розриває склянку?
•                        Чому вода в земних умовах може знаходитися одночасно в трьох агрегатних станах?

Ці таємниці води ми обов’язково розкриємо при вивченні нової теми.

Учитель оголошує тему уроку, разом із учнями формулюють задачі уроку.

ІV. Вивчення нового матеріалу

ОДА ВОДІ

О, незрівняна і солодка,

О, надзвичайна і проста.

Створила ти річок потоки,

Ти – чародійниця, Вода!

Небесний храм, сніги й тумани

І життєдайнії дощі,

Бурхливі сині океани –

За все це дякую Воді.

З тобою побут наш пов'язаний,

Ти непомітна й головна.

Ти – на заводі, в чашці, в вазі,

Найперша ти речовина!

Добрішого нема напою

Звичайної води ковтка.

Життя наповнене тобою,

Вірніше, ти і є Життя!

Провідні вчені світу з 1970 по 1975 роки вивчали будову молекули, хімічні та фізичні процеси, що відбуваються з участю води у природі. Вони видали п’ятитомник, понад 1000 сторінок, відповіли на безліч питань, але чимала кількість запитань залишилася без відповіді. Пора дізнатися і навчитись розуміти велику і могутню воду, яку ми жорстоко експлуатуємо, порушуючи природне середовище. Тільки ґрунтовні знання про воду, водні басейни можуть дати необхідні основи для збереження та існування систем нашої планети.

     А зараз згадайте, будь ласка, головну закономірність природи: все в житті взаємопов'язано, знаючи властивості речовини можна визначити його будову, а знаючи будову можна виявити властивості речовини. Так як ми вивчали воду на уроках природознавства в 5 класі ми на узагальнимо ваші знання. Виявити взаємозв'язок властивостей нам з вами допоможе відеофрагмент.

Перегляд фрагментів документального фільму «Вода в природі»

Прийом «Незакінчене речення»

•  Якісний та кількісний склад речовин показують… (молекулярні  формули).

•                        Не лише хімічний склад, а й дають наочне уявлення про кількість хімічних зв’язків кожного елемента і про порядок зв'язування атомів один з одним показують … (структурні формули)
•                        Одна з основних властивостей атома називається … (валентністю)
•                        Число хімічних зв'язків, що утворюють атоми даного елемента, називається … ( валентністю)
•                        Валентність Оксигену та Гідрогену дорівнює відповідно…( I та II)

Як доказати, що валентність Гідрогену дорівнює І?

Для визначення валентності нам потрібно згадати математику – царицю наук. Як сказав М.В.Ломоносов: «Фізика – це права рука хімії, а математика – її очі».

Згадаймо алгоритм визначення валентностей в формулах речовин. В перекладі з латинської «алгоритм» означає порядок та правила виконання певних дій.

            І   ІІ

           Н₂О

Н₂О – молекулярна формула речовини.

От зібрались для поради,

На екстрену нараду

Два атоми Гідрогену –  два брати.

Хочуть в гості вони піти

До сусіда їх найкращого,

Розумного, не ледащого.

До Оксигену стежин багато,

Яку ж нам обрати?

Почув це сусід хороший

І каже – ходіть у гості.

Ви не заблукаєте однак,

Бо до мене лиш один шлях:

Одному стежина – зліва.

А другий справа крокує сміло.

Давайте спробуймо відгадати, чому лиш дві стежини до Оксигенової хатини?

«Світ чарівний і фантастичний» — та­кими словами лауреат Нобелівської премії Альберт Сент-Дьєрдьї харак­теризує відчуття дослідника, що ви­вчає структуру води. Результати тим сильніше вражають, що дуже вже зви­чайний сам об’єкт вивчення.

Більше трьох сотень років тому вчені встановили, що атоми з'єднуються в молекули за допомогою особливих зв'язків, що мають назву хімічних. Спершу атоми уявляли у вигляді кульок, на поверхні яких є «гачки», за їх допомогою атоми поєднуються один з одним, як ланки одного ланцюга. Тільки на початку XX ст. була встановлена істинна природа хімічного зв'язку.

  Будова молекули води.

У молекулі води між атомами Гідрогену і атомом Оксигену такі зв'язки     

      Н → О

               ↑

              Н                      

У молекулі є чотири полюси зарядів: два - позитивні і два негативні. Позитивні заряди зосереджені у атомів Гідрогену, так як Оксиген електронегативніший Гідрогену, таким чином, молекула води є диполем (2 полюси):

                   О^2δ-                                                  

           ^δ+ Н   104,5°    Н ^δ+                    

  Атоми Гідрогену розміщені під кутом 104,5°, що спричиняє   несиметричність   структури і полярність молекули води.

Ми звикли склад води позначати формулою Н₂О, але правильніше було б склад води записувати формулою (Н₂О)_n,, де п дорівнює 2, 3, 4 і т.д., оскільки окремі мо­лекули води з'єднані зв'язками.

Зв'язок між молекулами здійснюється за допомогою атома Гідрогену
     Позитивно заряджений атом Гідрогену однієї молекули води притягається до негативно зарядженого атому Оксигену іншої молекули води. Такий зв'язок отримав назву водневого. 

            Фізичні властивості води

         Фізичні властивості води настільки багатогранні, що розглянути (навіть не вивчити) їх протягом уроку не можливо. Життя не вистачить людині, щоб вивчити те різноманіття властивостей однієї з найпростіших сполук у природі. Адже енергія води нас зігріває, плавить метал, перевозить мільярди людей. За допомогою спеціальних приладів, які дають змогу отримати надтонкий струмінь води, під величезним тиском «ріжуть метал», «рубають» вугілля у шахтах. Працює вода у так званих «ковальських цехах». Металевий лист, що знаходиться на прес-формі, поміщають у спеціальний резервуар, який заповнюють водою і герметично закривають. Внаслідок гідроудару лист деформується і набирає форму тієї заготовки, на якій він лежав. Таким чином, з мінімальними затратами можна отримати, наприклад, крило автомобіля, чи навіть кузов.

         Таких прикладів можна наводити безліч. Але навіть вже з даних ви бачите, які різноманітні фізичні властивості має вода. Щоб вміти пояснювати їх, спробуйте передбачити наслідки пов’язані з фізичними властивостями води. Спершу згадаємо ті властивості води, які ми вчили у молодших класах

В ході уроку, розглядаючи властивості води, вам необхідно буде заповнити в зошитах таблицю і розподілити властивості по їх області поширення в природі

 Вода – прозора речовина без запаху та смаку. При нормальних умовах (тискові 760 мм рт. ст. і температурі 20°С) густина води 1г/см³.

При температурі 0°С вода кристалізується, а при 100°С – перетворюється на пар. Це дає змогу спостерігати в домашніх умовах три стани, у яких перебуває вода: твердий, рідкий, газоподібний. Вода має велику питому теплоємність, яка рівна 4900Дж/моль ⁰С. Це означає, що при нагріванні 1кг води на 1°С потрібно затратити 4900Дж теплоти.

Стільки ж теплоти вона віддає під час охолодження? Щоб нагріти 1 л води на 1 °С, потрібно в 3300 разів більше тепла, ніж для нагрівання 1 л повітря. Яке це має значення для живих організмів, що населяють воду? (Температура води змінюється незначно, й організмам не загрожує охолодження або перегрів)

Вода має ще одну особливу власти­вість, яку називають «аномалією те­плового розширення». Під час на­грівання води від 0 до +4 °С її об’єм зменшується, а починаючи з +4 °С — починає зростати. Яке це має значен­ня для живих організмів, що населя­ють воду? (Узимку на дні водойм вода має температуру не нижчу за 4 °С, що дає можливість живим істотам пере­жити зиму)

Вода — така звичайна, повсякден­на, домашня і, разом з тим, вража­юча рідина, що має аномалії — див­ні, незвичайні, особливі властивос­ті, яких ми не помічаємо і які дали змогу життю розвинутися та існува­ти у воді.

Ще одна аномалія води. Усі речови­ни (за невеликим винятком) під час зниження температури стискаються в об’ємі, а вода — збільшується. Лід має більший об’єм, ніж вода, а його густина менша за густину води, тому лід плаває на поверхні води. Яке це має значення для живих організмів, що населяють воду? (Під такою «шу­бою» навіть зимою в Арктиці живим істотам не холодно)

Аномальною властивістю води є дуже висока прихована теплота випаро­вування і плавлення. Щоб випари­ти воду з чайника, потрібно в 5 разів більше тепла, ніж для її кип’ятіння.

Повільне випаровування води підтверджує  дослід «Неспалима хусточка» (хусточку змочили водою, потім ацетоном або спиртом і підпалили спирт згоряє швидше, ніж встигає зайнятись хустина). Яке значенш має ця властивість води для живи) організмів, що її населяють? (Якби не властивість води повільно випаро­вуватися, то багато водойм улітку і пересихали)

При замерзанні вода виділяє тепло і зігріває навколишнє повітря. Це властивість води також відіграє важливу роль у формуванні клімату нашої планети. Замерзання води в річках, озерах, морях в той же час не дозволяє переохолоджуватися повітрю в даній місцевості. Часто можна спостерігати, як птахи в сильний мороз гріються, сидячи на льоду.

Діти, тепер, знаючи аномальні влас­тивості води, ви можете легко відпо­вісти на наступне запитання: Чому в холодні ночі взимку в теплиці став­лять бочку з водою? (Замерзаючи, вода віддає багато тепла. 1 л води, що перетворюється на лід, може пі­дігріти на 1 °С 250 тисяч літрів по­вітря)

І, нарешті, у води з усіх рідин найбіль­ший поверхневий натяг. Поверхня води завжди затягнута тонкою плів­кою з молекул. По ній, як по підло­зі, бігають комахи водомірки й на­віть тропічні ящірки — василиски. Фізики підрахували: щоб розірвати стовпчик води завтовшки 3 см, по­трібна вага більше 100 тонн!

Перегляд відео «Поверхневий натяг»

Явище поверхневого натягу виникає тому, що у поверхні води менше молекул, ніж усередині і вони, прагнучи покрити всю рідину, створюють міцно натягнуту поверхневу плівку за рахунок водневих зв'язків між молекулами води на поверхні рідини.
Цей досвід ви можете проробити в домашніх умовах.

Яке значення цієї властивості?
(Пересування комах, сферична форма краплі)
Чому, коли до плаваючої голці в ємність ми додали СМС, голка впала?
(Через те, що вода перетворилася на розчин)

Цікаві факти про воду

Ми ніколи не будемо мати більше води, ніж маємо зараз. Щодня з поверхні землі випаровується 1,000,000,000,000 (трильйон) тонн води

Середньостатистична людина складається з води на 50-80%. Ембріон людини складається з води на 95%, дитина на 70-80%, а доросла людина на 50-70%, тобто з віком людина всихає, організм людини зашлаковується і разом зі зменшенням частки води в організмі приходять хвороби і старість. Кров людини на 83% складається з води. Кавун на 93% складається з води.

У найглибшій точці світового океану (Маріанський жолоб, 11034 м.) кинутій у воду залізній кульці потрібно більше години, щоб досягти океанського дна.

Недалеко від села Кергалан в Азербайджані є горюча вода. Від сірника вода спалахує блакитним полум'ям через наявність у її складі метану.

Забруднені підземні води очищаються протягом декількох тисячоліть.

Людина може обходитися 30 діб без їжі і менше тижня без води.

У склянці води міститься близько 8,000,000,000,000,000,000,000,000 (8 септіліонов) молекул.

 Вода - це основний розчинник в людському організмі. З її допомогою переносяться всі корисні речовини, вона ж виводить з організму шлаки та шкідливі речовини.

Середньостатистична людина, користуючись водопровідною водою, за своє життя пропускає через організм від 80кг до 100кг хімічного бруду. І саме тому так важливо бути впевненим в якості води, яку ви вживаєте.

У складі мантії Землі води міститься в 10-12 разів більше, ніж у Світовому океані.

Вживання кофеїну й алкоголю призводить до обезводнення. На кожну випиту чашку кави або порцію алкоголю треба додатково випити склянку води.

Морська вода замерзає при температурі - 1,91°C.

Вода відбиває 5% сонячних променів, у той час як сніг - близько 85%. Під лід океану проникає тільки 2% сонячного світла.

 Загадки про воду

•                        У воді родиться, а води боїться. (Сіль)
•                        Чого в решеті не принесеш? (Вода)
•                        Надворі – горою, а в хаті водою. (Сніг)
•                        У вогні не горить, у воді не тоне. (Лід)
•                        Чистий, ясний, як алмаз, та дорого не коштує
•                        Від матері породжений і сам її народжує. (Лід)

•                        Без рук, без ніг догори повзе. (Водяна пара)

•                        До вечора прилітає, ніч на землі перебуває, а ранком на небо летить. (Роса)
•                        Без рук, без ніг, усе біжить. (Вода)
•                        Як би ти не народився, то і я б не помер. (Вода і лід)
•                        Текло, текло і лягло під скло. (Лід на річці)

Вода — універсальний природний розчинник. У ній розчиняються і тверді речовини, і рідини, і гази.

V. Застосування знань, умінь, навичок

Вода, земля і повітря — найцінніші скарби, які подарувала нам природа. Усе живе черпає воду з цілющих джерел. Тож з давніх-давен людина дуже шанобливо ставиться до води. «Хліб — батько, вода — мати»,— кажуть у народі; «Будь здоровий, як вода» — найкращі побажання добрим людям. Давайте разом згадаємо, які ще прислів’я про воду склав український народ. А для нього зіграємо в «Екологічне лото".

   1.     Робота в групах    

     Кожній групі роздають аркуші із записами частин прислів'їв.  

     Учні повинні скласти повне прислів'я.

 Скласти повне прислів’я

1. Ліс і вода...	...доброту віддячить.
2. Де верба..	...який поріг, така й господиня.
3. Криниця з водою...	...брат і сестра.
4. Хто у воді...	...там і вода.
5. Яка криниця, такий і господар...	..що людина з розумом.
6. Вода за.,.	...той у добрі.

     Відповіді:

1.                   Ліс і вода — брат і сестра.
2.                   Де верба — там і вода.
3.                   Криниця з водою — що людина з розумом.
4.                   Хто у вод, той у добрі.
5.                   Яка криниця, такий і господар, який поріг, така й господиня.
6.                   Вода за доброту віддячить.

Самостійна індивідуальна робота учнів за тестами. Взаємоперевірка.

       Можливі відповіді: а) так, б) ні.

1.                   Життя зародилось у воді.
2.                   Світовий океан займає ¾ земної поверхні.
3.                   Водойми не впливають на кліматичні умови територій.
4.                   Вода в природі існує у трьох агрегатних станах.
5.                   Вода за нормальних умов газоподібна речовина.
6.                   Густина криги більша за густину рідкої води.
7.                   Усі реакції в організмі людини відбуваються тільки в рідкому середовищі.
8.                   Вода необхідна рослинам для поглинання поживних речовин з ґрунту.
9.                   Без води людина може прожити два місяці.
10.               У природних водоймах вода завжди чиста.

Відповіді: а) 1, 2,4, 7, 8;     б) З, 5, 6, 9, 10.

VІ. Підведення підсумків уроку

1.                   Яка формула води?
2.                   Яка просторова будова молекула води?
3.                   Які фізичні властивості води?
4.                   Що відбувається з водою в природі?
5.                   Чому вода рідина?
6.                   Чому вода знаходиться в трьох агрегатних станах?
7.                   Чому лід плаває на поверхні води?

В кінці уроку запитання: «Що я можу зробити по іншому тепер, коли володію новою інформацією про воду?»

VІІ. Релаксація

-         Якщо ви переконані у необхідності ощадливого поводження з водою,

                                      сплесніть у долоні.

-         Якщо ви закриваєте кран щоразу, коли чистите зуби,

                                сплесніть у долоні над головою.

-         Якщо ви ніколи не залишаєте сміття у лісі,

                                           тупніть ногою.

-         Якщо ви не кидаєте сміття на вулиці,

                                            підморгніть.

-         Якщо ви завжди вимикаєте світло, коли виходите з кімнати,

                                    затуліть праве око долонею.

-         Якщо до вашої кімнати залетів джміль і ви намагаєтесь випустити його, а не вбити,

                                           змахніть руками.

-         Якщо ви переконані, що кожен повинен піклуватись про збереження навколишнього середовища,

                                   простягніть обидві руки своїм сусідам.

Дякую всім за роботу! Кожному роздається зображення замороженої краплі води під мікроскопом за методикою Масару Емото, яка відповідає слову «Дякую».

VІІІ. Домашнє завдання

Опрацювати §    , №