«История химии»
для будущих химиков,
и не только

Программа элективного курса • 10–11 классы

За свою недолгую историю химия как наука ушла далеко от своих истоков. И у современных школьников представления об истории этой науки весьма смутные. Практически все школьные учебники приводят разнообразные исторические справки, в основном в виде кратких биографий выдающихся химиков, но целостной картины о ходе развития науки химии они не дают. Многочисленные статьи о жизни и творческом пути великих ученых-химиков, опубликованные в периодической печати и электронных ресурсах, тоже раскрывают лишь отдельные стороны истории химии без общей систематизации материала. Неудивительно, что даже студенты-химики не имеют ясного представления об истории химии. Они с трудом могут вспомнить лишь несколько фамилий наиболее известных ученых, но не ориентируются в хронологии открытий в химии, не знакомы с современным уровнем развития химической науки.

Понятно, что при большой загруженности школьного курса химии учебным материалом, относящимся непосредственно к предмету, выкроить время на исторические экскурсы не удается. В связи с этим оптимальным представляется рассмотрение истории химии в качестве элективного курса. Это особенно важно для школьников, выбравших химию в качестве будущей профессии, поскольку анализ прошлого помогает оценить настоящее науки и увидеть ее перспективы. Не исключено, что данный курс будет интересен и тем учащимся, которые интересуются наукой вообще и историей науки в частности.

В последнее десятилетие в педагогической литературе опубликовано несколько программ факультативных курсов и спецкурсов по истории химии. Однако они не были подкреплены изданием соответствующих учебных пособий и методических материалов. Поэтому нами была поставлена задача разработки учебно-методического комплекта для элективного курса по истории химии, в котором наряду с учебным пособием, содержащим изложение истории химии и вопросы по темам, предусмотрены методические рекомендации для учителя, приводится описание лабораторных и демонстрационных опытов, темы дискуссий и конференций. Кроме того, в состав учебно-методического комплекта входит также хрестоматия, содержащая выдержки из малодоступных изданий, которые сопровождаются краткими биографическими сведениями об авторах, а также вопросами и заданиями к приведенным в хрестоматии текстам.

Основная задача курса – проследить эволюцию основных химических идей и представлений от предыстории до настоящего времени, избегая рассеяния основополагающих моментов и нагромождения частных фактов. Особое внимание уделено последним достижениям, современному состоянию и перспективам развития химии, что должно способствовать большей заинтересованности учащихся в предмете и, в определенной степени, их профориентации. С этой же целью предполагается ознакомить учащихся с основными направлениями химической науки: общей, неорганической, органической, аналитической, физической, коллоидной химией, а также с основами химической технологии.

В ходе изучения истории химии на первый план выходит не объяснение материала, а самостоятельное изучение с последующим обсуждением и обобщением на уроках. Предлагаются такие элементы исследования, как анализ исторических текстов и самостоятельное планирование учебно-исследовательских работ. Эволюцию знаний о строении и свойствах веществ невозможно рассмотреть без проведения химического эксперимента, поэтому важная роль в элективном курсе принадлежит лабораторным опытам.

По каждой теме учащиеся готовят рефераты или доклады. Источниками информации при выполнении учащимися самостоятельной работы являются учебное пособие, теоретический материал, предоставленный учителем, а также дополнительная литература, в том числе справочники и энциклопедии, сетевые ресурсы, электронные библиотеки и т. п.

Данный элективный курс базируется на знаниях, полученных учащимися в основной школе. Поэтому его целесообразно изучать параллельно с курсом химии в 10-м или 11-м классе. Курс рассчитан на 70 учебных часов в течение года.

Т е м а  I. Ранний период развития химии.

1. Зарождение химии в Древнем мире. Химические представления в древности. Использование биологических процессов (брожение). Использование технических процессов (спекание, сплавление). Развитие ремесел: гончарное и стекольное производства, выплавка металлов, получение красок и эмалей, ядов и лекарств. Первые теоретические обобщения. Древнегреческая натурфилософия.

2. Химия в период Средневековья. Алхимия, ее достижения, значение и влияние на развитие химии. Греко-египетская алхимия. Арабская алхимия. Европейская алхимия. Практическая химия. Техническая химия. Ятрохимия.

Персоналии: Ибн Сина (Авиценна), Г.Агрикола, Ф.А.Парацельс.

Т е м а  II. Становление химии как науки.

3. Первые научные представления в химии. Возрождение атомистики. Развитие атомистических представлений. Пневматическая химия. Открытие и исследование диоксида углерода, азота, водорода, кислорода.

4. Первые химические теории. Начало точных измерений в химии. Теория флогистона. Кислородная теория окисления, горения и дыхания.

5. Законы стехиометрии. Количественные измерения в химии. Представления о химическом сродстве. Закон сохранения массы. Закон постоянства состава веществ. Законы кратных и объемных отношений. Закон Авогадро. Новый взгляд на элементы. Атомные веса и символы элементов. Развитие понятий «атом», «молекула», «эквивалент».

6. Основные направления химии. Разделение химии. Неорганическая химия. Органическая химия. Аналитическая химия. Физическая химия.

Персоналии: Р.Бойль, М.В.Ломоносов, И.Б. ван Гельмонт, Дж. Пристли, Дж. Блэк, Г.Кавендиш, К.В.Шееле, Г.Э.Шталь, А.Л.Лавуазье, К.Л.Бертолле, Ж.Л.Пруст, Дж.Дальтон, Ж.Л.Гей-Люссак, А.Авогадро, Й.Я.Берцелиус, С.Канниццаро, Г.Дэви, Р.В.Бунзен, Ф.Велер, В.Оствальд, Я.Г.Вант-Гофф.

Т е м а  III. Развитие неорганической химии.

7. Периодический закон. Первые попытки систематизации элементов. Открытие периодического закона. Заполнение пробелов в периодической системе. Появление новых групп элементов.

8. Новая металлургия. Новые методы получения обычной и легированной стали. Развитие цветной металлургии. Производство алюминия. Порошковая металлургия.

9. Прикладная неорганическая химия. Связывание азота. Появление фотографии. Изобретение спичек. Получение новых синтетических неорганических материалов: особо твердые вещества на полупроводники, сверхпроводники.

10. Открытие новых классов неорганических соединений. Комплексные соединения. Координационная теория. Русская школа координационной химии. Соединения благородных газов.

Персоналии: Г.Гесс, Д.И.Менделеев, У.Рамзай, Н.С.Курнаков, А.Вернер, Л.А.Чугаев.

Т е м а  IV. Развитие органической химии.

11. Первые шаги органической химии. Использование элементного анализа для исследования органических соединений. Возникновение представлений о синтезе органических веществ. Первые теории в органической химии. Представления о валентности. Теория строения органических веществ.

12. Синтетическая органическая химия. Появление синтетических красителей. Исследование и синтез белков и других биологически важных веществ. Развитие химии высокомолекулярных соединений. Нефтепереработка. Каталитические превращения углеводородов. Синтез элементоорганических соединений. Силиконы, фторуглероды. Синтез металлоорганических соединений.

13. Физическая органическая химия. Химическая связь в органических веществах. Современные представления о строении органических веществ. Теории резонанса и представления о мезомерии. Обнаружение свободных радикалов. Механизмы химических реакций.

Персоналии: Ю.Либих, М.Бертло, Ж.Б.Дюма, Ш.Ф.Жерар, О.Лоран, А.Кекуле, А.М.Бутлеров, Н.Н.Зинин, А.В.Гофман, А.Байер, Э.Г.Фишер, Ф.Сенгер, Р.Б.Вудворд, В.Н.Ипатьев, С.В.Лебедев, Н.Д.Зелинский, А.Н.Несмеянов, Л.Полинг, А.Е.Арбузов.

Т е м а  V. Развитие аналитической химии.

14. Качественный анализ. Зарождение аналитической химии. Появление систематического качественного анализа. Система группового анализа. Использование аналитических реагентов. Спектральный оптический анализ.

15. Количественный анализ. Появление весовых и объемных методов анализа. Развитие определения ионов в водных растворах.

16. Новые методы анализа. Появление микроанализа. Физико-химические методы разделения смесей. Хроматографический анализ. Экстракция. Использование инструментальных методов в химическом анализе.

Персоналии: Т.Е.Ловиц, М.С.Цвет.

Т е м а  VI. Развитие физической химии.

17. Химическая термодинамика. Появление термохимии. Становление термодинамики. Учение о химическом равновесии.

18. Химическая кинетика. Учение о скорости химической реакции. Возникновение и развитие катализа.

19. Электрохимия. Электрохимические теории. Законы электролиза. Изучение термодинамики электрохимических реакций.

20. Учение о растворах. Теория электролитической диссоциации. Теории кислот и оснований. Коллоидная химия.

21. Строение вещества. Открытие электрона. Открытие радиоактивности. Развитие представлений о строении атома. Появление квантовой химии. Учение о химической связи.

22. Ядерная химия. Исследование ядерных реакций. Синтез новых доурановых и трансурановых элементов.

Персоналии: Дж.У.Гиббс, В.Нернст, И.Р.Пригожин, С.А.Аррениус, А.Вольта, М.Фарадей, П.И.В.Дебай, Л.Онсагер, И.Ленгмюр, М.Склодовская-Кюри, Ф.Содди, Р.С.Малликен.

Т е м а  VII. Современная химия.

23. Взаимосвязь химии с другими науками. Математическая химия. Химическая физика. Биохимия и молекулярная биология. Изучение структуры белка, гемоглобина, нуклеиновых кислот. Геохимия. Космохимия.

24. Новые направления в химии. Физические методы в химии. Супрамолекулярная химия. Биотехнологии. Нанотехнологии.

Персоналии: В.И.Вернадский, Н.Н.Семенов, С.Хиншелвуд, Р.Вильштеттер, Дж.Уотсон, Ф.Крик.

Учебно-методический комплект

Савинкина Е.В., Логинова Г.П., Плоткин С.С. История химии. Элективный курс: учебное пособие. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007; Савинкина Е.В., Логинова Г.П., Плоткин С.С. История химии. Элективный курс: хрестоматия. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний (в печати); Савинкина Е.В., Логинова Г.П., Плоткин С.С. История химии. Элективный курс: методическое пособие. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007.

Д о п о л н и т е л ь н а я  л и т е р а т у р а

Азимов А. Краткая история химии: развитие идей и представлений в химии. Пер. с англ. З.Е.Гельмана. СПб.: Амфора, 2000, 269 с.; Азимов А. Краткая история биологии. От алхимии до генетики. Пер. с англ. Л.А.Игоревского. М.: Центрполиграф, 2002, 223 с.; Большая детская энциклопедия. Химия. Под ред. Б.Д.Степина и Л.Ю.Аликберовой. М.: Русское энциклопедическое товарищество, 2000, 640 с.; Волков В.А., Вонский Е.В., Кузнецова Г.И. Выдающиеся химики мира. М.: Высшая школа, 1991, 656 с.; Джуа М. История химии. Пер. с итал. М.: Мир, 1975, 480 с.;
Лен Ж.-М. Супрамолекулярная химия: Концепции и перспективы. Пер. с англ. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1998, 334 с.; Лидин Р.А., Аликберова Л.Ю. Химия: Справочное пособие для старшеклассников и поступающих в вузы. М.: АСТ-ПРЕСС ШКОЛА, 2002, 512 с.; Нанотехнология в ближайшем десятилетии. Прогноз направления исследований. Под ред. М.К.Роко, Р.С.Уильямса и П.Аливисатоса. Пер. с англ. М.: Мир, 2002, 292 с.; Соловьев Ю.И. История химии. М.: Просвещение, 1973, 396 с.; Соловьев Ю.И. Эволюция основных теоретических проблем химии. М.: Наука, 1971, 379 с.; Соловьев Ю.И., Курашов В.И. Химия на перекрестке наук: Исторический процесс развития взаимодействия естественно-научных знаний. М.: Наука, 1989, 192 с.; Степин Б.Д., Аликберова Л.Ю. Книга по химии для домашнего чтения. М.: Химия, 1995, 400 с.; Фигуровский Н.А. История химии. М.: Просвещение, 1979, 311 с.; Харгиттаи И. Откровенная наука. Беседы со знаменитыми химиками. Пер. с англ. П.М.Зоркого. Под ред. М.Харгиттаи. М.: Едиториал УРСС, 2003, 472 с.; Химическая энциклопедия. В 5 т. М.: Советская энциклопедия; Большая Российская энциклопедия, 1988–1998; Химия: Энциклопедия химических элементов. Под ред. А.М.Смолеговского. М.: Дрофа, 2000, 432 с.; Штрубе В. Пути развития химии. В 2 т. Пер. с нем. М.: Мир, 1984; Энциклопедия для детей. Т. 16. Физика. Ч. 2. М.: Аванта+, 2000, 432 с.; Энциклопедия для детей. Т. 17. Химия. М.: Аванта+, 2000, 640 с.; Я иду на урок химии: Летопись важнейших открытий в химии. XVII–ХIХ вв. Книга для учителя. М.: ИД «Первое сентября», 1999, 320 с.

Е.В.САВИНКИНА,
Г.П.ЛОГИНОВА,
С.С.ПЛОТКИН
(Московская государственная
академия тонкой химической
технологии им. М.В.Ломоносова)