Pobierz Pierwiastek a związek chemiczny i więcej Egzaminy w PDF z Chemistry tylko na Docsity!
Pierwiastek a związek chemiczny
Materiał zawiera starter, w którym znajduje się odwołanie do wcześniejszej wiedzy ucznia związanej z danym tematem, oraz cele sformułowane w języku ucznia.
Lekcja składa się z następujących sekcji:
tekstu głównego, zawierającego segmenty „Jakie substancje nazywamy substancjami chemicznymi?”; „W jakim celu powstały symbole pierwiastków chemicznych”; „Jakie substancje nazywamy związkami chemicznymi?”;
podsumowania; słownika; ćwiczeń.
Ponadto materiał obejmuje 22 ilustracje (fotografie, obrazy, rysunki), dwa filmy, 10 poleceń w ramach tekstu głównego, porządkujących na bieżąco informacje, oraz dziewięć ćwiczeń interaktywnych sprawdzających zdobyte wiadomości.
Słownik pojęć posiada wyjaśnienia terminów „elektroliza wody”, „International Union of Pure and Applied Chemistry IUPAC”, „pierwiastek chemiczny”, „Polskie Towarzystwo Chemiczne”, „substancje proste”, „substancje złożone”, „symbol pierwiastka”, „wzór chemiczny”, oraz „związek chemiczny”.
Pierwiastek a związek chemiczny
Złoto i sól kamienna to substancje chemiczne, które wydobywane są w kopalniach. Złoto, podobnie jak np. żelazo, tlen i wodór, jest pierwiastkiem chemicznym. Z kolei sól kamienna (znana chemikom pod nazwą „chlorek sodu”), podobnie jak woda czy dwutlenek węgla, to związek chemiczny. Obecnie znanych jest 118 pierwiastków chemicznych i kilkadziesiąt milionów związków chemicznych. Jaka jest różnica między pierwiastkiem a związkiem chemicznym?
Aby zrozumieć poruszane w tym materiale zagadnienia, przypomnij sobie:
definicję substancji; zastosowanie w praktyce zasad bezpieczeństwa w szkolnej pracowni chemicznej; przykłady właściwości substancji zaliczanych do właściwości fizycznych oraz właściwości chemicznych; sposoby badania właściwości fizycznych i chemicznych substancji.
Nauczysz się
definiować pojęcia: pierwiastek i związek chemiczny ; wyjaśniać różnicę między pierwiastkiem a związkiem chemicznym; uzasadniać, dlaczego warto posługiwać się symbolami chemicznymi; omawiać zasady tworzenia symboli pierwiastków chemicznych; wymieniać przykłady pierwiastków i związków chemicznych.
1. Jakie substancje nazywamy pierwiastkami
chemicznymi?
W naszym otoczeniu występują różne substancje o różnych właściwościach fizycznych i chemicznych. Substancje te możemy podzielić na proste (niepołączone z innymi substancjami) i złożone. Substancje proste to takie, których nie można rozłożyć na prostsze. Substancje złożone ulegają rozkładowi na inne (prostsze) substancje, np. pod wpływem działania wysokiej temperatury.
Polecenie 1
Cukier buraczany nie należy do substancji prostych. Substancjami prostymi są pierwiastki chemiczne – jak węgiel powstający w wyniku analizowanej przemiany chemicznej.
Pojęcie „pierwiastek” znane było już w starożytności, jednak w tamtym czasie miało inne niż obecnie znaczenie (pierwiastkami nazywano cztery żywioły, z których miałaby być utworzona materia: ziemia, woda, ogień i powietrze). Wspomniana definicja pierwiastka, jako substancji prostej, wprowadzona została w 1661 r. przez angielskiego uczonego Roberta Boyle’a (czyt. Bojla) i stała się podstawą współczesnych rozważań na temat pierwiastków.
Obecnie znanych jest 118 pierwiastków chemicznych, z których ok. 90 występuje w przyrodzie. Pozostałe pierwiastki zostały otrzymane sztucznie w laboratoriach. Warto wspomnieć, że tylko nieliczne pierwiastki występują w przyrodzie w tzw. stanie wolnym (rodzimym), jako substancje niezwiązane z innymi. Należą do nich m.in. złoto, siarka, węgiel, platyna, miedź oraz tlen i azot.
Zapisz obserwacje i wnioski do przeprowadzonego doświaczenia.
Obserwacje:
Wnioski:
Złoto (po lewej) i srebro (po prawej) to pierwiastki chemiczne, które występują w przyrodzie w stanie wolnym (rodzimym). Źródło: Rob Lavinsky (h p://commons.wikimedia.org), Alchemist-hp (h p://commons.wikimedia.org), Krzysztof Jaworski, licencja: CC BY-SA 3.0.
Czy kopernik ma coś wspólnego z Mikołajem Kopernikiem, czyli skąd wzięły się nazwy pierwiastków chemicznych?
Każdy z obecnie znanych pierwiastków chemicznych ma swoją nazwę oraz symbol. Nazwy te brzmią różnie w różnych językach (np. tlen w języku łacińskim to oxygenium (czyt. oksigenium), w języku angielskim to oxygen (czyt. oksydżen), a w języku niemieckim Saúerstoff (czyt. sałersztof)). Na całym świecie do oznaczania pierwiastków chemicznych stosuje się jednak te same symbole – jedno lub dwuliterowe skróty, pochodzące od łacińskich nazw pierwiastków (przykładowo symbol tlenu to O od oxygenium). W nich pierwsza litera jest zawsze wielka, a druga (jeśli występuje) jest już mała.
Część pierwiastków chemicznych znana była już w starożytności i to z tego okresu pochodzą ich nazwy. Od XX w. prawo do nadawania nazw pierwiastkom mają osoby, które pierwsze je odkryły lub otrzymały. Nazwa pierwiastka, zanim zostanie podana do wiadomości publicznej, musi zostać zatwierdzona przez międzynarodową organizację o nazwie IUPAC (ang. International Union of Pure and Applied Chemistry (czyt. internaszynal junion of piur end aplajd kemistry)). Polskie tłumaczenia nazw pierwiastków chemicznych ustala Polskie Towarzystwo Chemiczne.
Nazwy pierwiastków tworzono m.in. od ich właściwości, nazw ciał niebieskich i imion postaci mitologicznych:
Film dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/b/P60AWyIyk Film pt. Przykłady pierwiastków, których nazwy wywodzą się od ich właściwości, nazw ciał niebieskich lub imion postaci mitologicznych. Źródło: Tomorrow Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Animacja przedstawia proces tworzenia nazw pierwiastków na podstawie następujących kryteriów: od właściwości tych pierwiastków, od nazw ciał niebieskich, planet i planetoid oraz od postaci mitologicznych.
Nazwy niektórych pierwiastków pochodzą od nazwisk wybitnych uczonych:
Polecenie 2
Wykorzystując informacje zawarte w powyższych materiałach filmowych oraz galerii zdjęć, a także inne dostępne źródła informacji, stwórz mapę pojęć ukazującą różne pochodzenie nazw pierwiastków chemicznych. W mapie uwzględnij przynajmniej 20 pierwiastków chemicznych – podaj ich polskie nazwy, symbole oraz nazwy w języku łacińskim.
2. W jakim celu powstały symbole pierwiastków
chemicznych?
Dla zainteresowanych
Polecenie 3
Podczas komunikowania się za pomocą np. SMS-ów możesz spotkać zapisy typu: **;)
:( :-D** Wyjaśnij, co oznaczają te symbole.
Odpowiedź zapisz w zeszycie do lekcji chemii, zrób zdjęcie, a następnie umieść je w wyznaczonym polu.
Zaloguj się, aby dodać ilustrację.
Polecenie 4
Przeanalizuj zapis rozgrywek szachowych, a następnie uzasadnij, dlaczego do opisu przebiegu par i szachowej stosuje się zapis symboliczny.
Zapis przebiegu par i szachowej: 1.d4 f5 2.c4 Sf6 3.Sc3 e6 4.Sf3 d5 5.e3 c6 6.Gd3 Gd6 7.0-0 0-0 8.Se2 Sbd7 9.Sg59. G:h2+ 10.Kh1 Sg4 (10.K:h2 Sg4+ 11.Kg1 H:g5 +-) 11.f4 He8 12.g3 Hh 13.Kg2 Gg1! (14.W:g1 Hh2+ 15.Kf3 Hf2x) 14.S:g1 Hh2+ 15.Kf3 e5! 16.d:e5 Sd:e5+! 17.f:e S:e5+ 18.Kf4 Sg6+ 19.Kf3 f4! 20.e:f4 (grozi 20. Gg4+ 21. Se5x, 20.g:f4 Sh4x, 20.G:g6 Gg4+ 21.K:g4 H:g3+ 22.Kh5 h:g6+ 23.K:g6 Wf6+ 24.Kh5 Wh6x) 20. Gg4+! 21.K:g4 Se5+(21.Ke przedłużało par ę) 22.f:e5 h5x
Oznaczenia i symbole szachowe Źródło: epodreczniki.pl, licencja: CC BY-SA 3.0.
W życiu codziennym często stosujemy symbole. Dzięki nim możemy bez konieczności czytania, niejednokrotnie bardzo długiego, słownego opisu zrozumieć potrzebne informacje. Przykładami takich symboli są piktogramy (np. znaki drogowe lub piktogramy BHP). Swój sposób porozumiewania się mają także chemicy. Zamiast posługiwać się pełnymi nazwami pierwiastków i związków chemicznych, które (jak już wspomniano) brzmią inaczej w różnych językach, zastąpili je odpowiednimi symbolami.
Symbole pierwiastków chemicznych to umowne, międzynarodowe skróty ich nazw. Pochodzą najczęściej z języka angielskiego lub z łaciny i greki – w przypadku pierwiastków znanych od dawna.
Polecenie 6
W oparciu o analizę wyników doświadczenia nr 1, wymień nazwy oraz symbole pierwiastków wchodzących w skład sacharozy.
Powstający w wyniku termicznego rozkładu sacharozy węgiel to pierwiastek chemiczny. Z kolei będąca drugim produktem tej przemiany woda, jest związkiem chemicznym. Woda jest więc substancją złożoną, którą można rozłożyć na prostsze składniki. Można tego dokonać np. w procesie tzw. elektrolizy, której uproszczony schemat przedstawiono na poniższym rysunku:
Uproszczony schemat elektrolizy wody Źródło: Dariusz Adryan, dostępny w internecie: epodreczniki.pl, licencja: CC BY-SA 3.0.
W wyniku rozkładu wody, pod wpływem prądu, można uzyskać tlen oraz wodór – substancje należące do pierwiastków chemicznych. Woda jest zatem związkiem chemicznym utworzonym z tlenu ( ) i wodoru ( ).
Znając symbole pierwiastków chemicznych, można zapisać wzory związków chemicznych. Przykładowo:
sacharoza to związek chemiczny o wzorze ;
Odpowiedź:
O H
C 12 H 22 O 11
woda to związek chemiczny o wzorze ; związek chemiczny utworzony z magnezu i tlenu nosi nazwę tlenek magnezu i ma wzór ; związek chemiczny utworzony z wapnia i tlenu nosi nazwę tlenek wapnia i ma wzór ; węgiel i tlen mogą tworzyć ze sobą dwa związki chemiczne: tlenek węgla(II) – lub tlenek węgla(IV) (dwutlenek węgla) –.
Sposoby zapisywania wzorów, interpretowania tych zapisów i tworzenia nazw związków chemicznych poznasz na dalszych etapach nauki chemii.
Zapamiętaj!
Przestrzegaj wielkich i małych liter w zapisie symboli pierwiastków i związków chemicznych: to symbol węgla; to symbol tlenu; to symbol kobaltu; ale to wzór związku chemicznego o nazwie tlenek węgla(II).
Z wieloma związkami chemicznymi spotykamy się na co dzień. Na przykład w kuchni często używa się analizowanej już wody oraz sacharozy (cukru buraczanego), soli kamiennej (chlorku sodu), kwasku cytrynowego (kwasu cytrynowego), octu (kwasu octowego rozpuszczonego w wodzie) czy też alkoholu (etanolu rozpuszczonego w wodzie).
Polecenie 7
Zapoznaj się z poniższą grafiką interaktywną, a dowiesz się, w jakich innych przedmiotach i produktach przechowywanych w kuchni znajdują się związki chemiczne.
Grafika interaktywna Źródło: dostępny w internecie: pixnio.com, domena publiczna.
Wspomniana już na początku tej lekcji sól kamienna to związek sodu z chlorem o wzorze NaCl:
H 2 O
MgO
CaO CO CO 2
C
O
Co CO
Wodór: hydrogenium Źródło: Dariusz Adryan, dostępny w internecie: epodreczniki.pl, licencja: CC BY-SA 3.0.
Trudności z brakiem odpowiedniego zapisu nurtowały innych uczonych. Pierre‐Auguste Adet (czyt. pier ogust ede) (1763–1834) i Jean Henri Hassenfratz (czyt. żą enri assenfrac) (1755–1827) wysunęli propozycję prostszego zapisu:
Symbole Źródło: Dariusz Adryan, dostępny w internecie: epodreczniki.pl, licencja: CC BY-SA 3.0.
Symbole te oznaczały nie tylko pierwiastki, ale umożliwiały także oznaczanie związków chemicznych poprzez zestawienia, np:
Symbole Źródło: Dariusz Adryan, dostępny w internecie: epodreczniki.pl, licencja: CC BY-SA 3.0.
John Dalton (czyt. dżon dalton) (1766–1844) wprowadził oznaczenia pierwiastków, stosując symbole, dzięki którym można było zapisywać również wzory związków chemicznych:
Symbole Źródło: Dariusz Adryan, dostępny w internecie: epodreczniki.pl, licencja: CC BY-SA 3.0.
Kilka lat później, system Daltona został zastąpiony symbolami chemicznymi, wprowadzonymi przez Jönsa Berzeliusa (czyt. jonsa beszeliusa), które są z niewielkimi zmianami stosowane do dziś, np.:
wodór: ; tlen: ; woda:.
H O HOH
Polecenie 8.
Sacharoza (cukier buraczany) to substancja złożona z węgla, tlenu oraz wodoru. Przerysuj poniższą tabelę do zeszytu i uzupełnij wskazane właściwości, zawartych w sacharozie substancji. Następnie sformułuj wniosek, w którym ocenisz, czy substancje złożone mają takie same właściwości jak pierwiastki, z których zostały utworzone.
SACHAROZA WĘGIEL TLEN WODÓR
STAN SKUPIENIA
BARWA
Dla zainteresowanych
Polecenie 9
Sporządź oś czasu i umieść na niej daty odkryć wybranych pierwiastków chemicznych, a także ich znaczenie.
Odpowiedź zapisz w zeszycie do lekcji chemii, zrób zdjęcie, a następnie umieść je w wyznaczonym polu.
Zaloguj się, aby dodać ilustrację.
Polecenie 10
Zaproponuj infografikę ułatwiającą zapamiętanie symboli i nazwy pierwiastków.
Słownik
elektroliza wody
w uproszczeniu: reakcja chemiczna, w której woda pod wpływem przepływu prądu elektrycznego ulega rozkładowi na tlen i wodór
Interna onal Union of Pure and Applied Chemistry (czyt. internaszynal junion of piur end aplajd kemistry) IUPAC
Międzynarodowa Unia Chemii Czystej i Stosowanej; międzynarodowa organizacja, która zajmuje się głównie standaryzacją symboliki, nazewnictwa i wzorców wielkości fizycznych stosowanych przez chemików na całym świecie
pierwiastek chemiczny
substancja prosta, której nie można rozłożyć na substancje prostsze
Polskie Towarzystwo Chemiczne
stowarzyszenie naukowe skupiające osoby zawodowo lub tylko amatorsko związane z chemią; jego celem jest popieranie rozwoju nauk chemicznych i ich popularyzacja wśród społeczeństwa
substancje proste
substancje chemiczne, których nie można rozłożyć na prostsze; substancjami prostymi są pierwiastki chemiczne
substancje złożone
Ćwiczenie 2
Wskaż, które z poniższych substancji nie są pierwiastkami chemicznymi.
fosfor
siarka
ołów
węgiel
żelazo
miedź
tlenek wapnia
sód
cynk
magnez
wapń
tlen
srebro
tlenek krzemu(IV)
chlorek sodu
cukier (sacharoza)
Ćwiczenie 3
Poniżej podano symbole i wzory 10 substancji chemicznych. Wybierz i zaznacz te z nich, które są pierwiastkami chemicznymi.
Mg
Br 2
P 4
CO 2
Co
BaO
H 2
O 2
C 6 H 12 O 6
CO
