khai niem phan ung hoa hoc 8

de tai

Mục lục

LỜI CẢM ƠN 3

QUI ƯỚC VIẾT TẮC 4

PHẦN 1: MỞ ðẦU 5

1) Lí do chọn ñề tài: 5

2) Mục ñích ñề tài: 6

3) Nhiệm vụ của ñề tài: 6

4) Phương pháp nghiên cứu: 7

5) Khách thể và ñối tượng nghiên cứu 7

PHẦN 2: NỘI DUNG 8

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN 8

1.1 Cơ sở lí luận của sự hình thành và phát triển khái niệm phản úng hóa học ở trường THCS 8

1.1.1 Tầm quan trọng của việc hình thành khái niệm phản ứng trong dạy học hóa học 8

1.1.2 Quá trình hình thành các khái niệm cơ bản về hóa học 10

1.1.3 Nội dung nghiên cứu của việc hình thành khái niệm 11

1.2 Cơ sở lí thuyết việc hình thành và phát triển các khái niệm cơ bản ở chương trình THCS 12

1.2.1 Các khái niệm cơ bản mở ñầu về hóa học 12

1.2.1.1 Thế nào là khái niệm cơ bản 12

1.2.1.2 Những kiến thức cơ bản nhất về hóa học 13

1.2.2 Một số quan ñiểm về việc ñịnh nghĩa các khái niệm cơ bản của hóa học 14

1.2.3 Hệ thống các khái niệm cơ bản về phản ứng hóa học ñược dạy và học ở chương trình THCS 17

1.2.3.1 ðịnh nghĩa phản ứng hóa học: 18

1.2.3.2 Phân loại phản ứng hóa học 18

1.2.3.3 Bản chất của phản ứng hóa học 18

1.2.3.4 Khi nào phản ứng hóa học xảy ra? 19

I.2.3.5 Hiệu ứng nhiệt của phản ứng hóa học 21

1.2.3.6 Tốc ñộ phản ứng hóa học 21

1.2.3.7 Xúc tác 22

1.3 Cấu trúc chương trình THCS 28

CHƯƠNG 2: HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN KHÁI NIỆM PHẢN ỨNG HÓA HỌC TRONG CHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC SGK LỚP 8 29

2.1 Những ñiều kiện quan trọng ñể hình thành cho học sinh hệ thống các khái niệm về phản ứng hóa học 29

2.2 Phân tích sự hình thành và phát triển khái niệm phản ứng hóa học 32

2.2.1 Thông qua chương I: “ Chất-Nguyên Tử-Phân Tử” nghiên cứu bản chất của phản ứng hóa học dưới ánh sáng của thuyết nguyên tử - phân tử 32

2.2.2 Phân biệt hiên tượng vật lí, hiện tượng hóa học Hình thành khái niệm phản ứng hóa học (bài 12, 13) 34

2.2.2.1 Nghiên cứu về sự biến ñổi của chất 34

2.2.2.2 Hình thành khái niệm phản ứng hóa học 37

2.2.3 Học sinh làm quen các quy luật ñịnh lượng của phản ứng hóa học 38

2.2.4 Phát triển khái niệm về phản ưng hóa học khi học “ Tính theo công thức và

phương trình hóa học” 41

2.2.5 Hình thành khái niệm phân loại phản ứng hóa học, ñồng thời bước ñầu củng cố và phát triển các khái niệm ñã nêu trên của phản ứng hóa học thông qua việc nghiên cứu các phản ứng cụ thể 42

2.6 Tiếp tục củng cố và phát triển khái niệm phản ứng hóa học khi nghiên cứu các hợp chất vô cơ quan trọng, các ñơn chất (kim loại và phi kim) và các hợp chất hữu cơ tiêu biểu 47

2.6.1 Khái niệm tốc ñộ phản ứng 47

2.6.2 Khái niệm phân loại phản ứng 48

CHƯƠNG 3: MỘT SỐ KẾT QUẢ BƯỚC ðẦU CỦA ðÈ TÀI 51

3.1 Thực trạng nắm vững khái niệm phản ứng hóa học của học sinh ở trường THCS chúng tôi ñã tiến hành ñiều tra ở khối lớp 8 ở các trường THCS: Nguyễn Thị Lựu, Tràm Chim, Trường THCS Phạm Hữu Lầu 51

3.1.1 Mục ñích 51

3.1.2 Tiến hành 51

3.1.3 Kết quả 51

3.1.4 Nhận xét, nguyên nhân và giải pháp 52

3.1.4.1 Nhận xét 52

3.1.4.2 Nguyên nhân và giải pháp 53

3.1.4.3 Giải pháp 54

3.2 Thiết kế một số giáo án dạy về các phản ứng hóa học ở SGK lớp 8 55

Phần 3: KẾT LUẬN VÀ ðỀ XUẤT 60

1 Kết luận chung 60

2 ðề xuất và kiến nghị 60

LỜI CẢM ƠN

Sau một thời gian nghiên cứu và thực hiện ñề tài, khóa luận của em ñã hoàn tất Có

ñược kết quả của ngày hôm nay chính là nhờ công lao của toàn thể thầy cô khoa

Hóa trường ðHðT ñã dạy dỗ em trong suốt khóa học, truyền cho em những kiến thức quí báu làm nền tảng ñể em thực hiện tốt khóa luận của mình.với lòng biết ơn sâu sắc em xin ñược gửi ñến:

Thầy Trần Quốc Trị là người ñã tận tình hướng dẫn, ñưa ra những ý kiến quí báu và nhiệt tình giúp ñỡ em trong suốt uqa trình thực hiện luận văn

hoàn tất việc ñiều tra thực nghiệm ñồng thời ñã cho những ý kiến quí báu về

ñề tài

Ngoài ra em còn nhận ñược sự ñộng viên hỗ trợ rất lớn từ phía gia ñình, bạn

bè và người thân Xin cảm ơn tất cả mọi người

Cuối cùng, lời cảm ơn xin ñược gởi ñến các bạn sinh viên trong lớp ủng hộ

và nhiệt tình giúp ñỡ tôi trong quá trình tìm tài liệu và thực nghiệm sư phạm

ðây là lần ñầu tiên em trực tiếp nghiên cứu một ñề tài khoa học nên tất cả ñều

hết sức mới mẻ Với lượng kiến thức hạn hẹp, kinh nghiệm chưa có nhiều, thời gian lại có hạn nên khóa luận này không thể tránh khỏi những thiếu sót Rất mong nhận ñược sự chỉ bảo và góp ý chân tình của thầy cô và các bạn ñồng nghiệp

Cao Lãnh, ngày 13 tháng 4 năm 2009

Sinh viên thực hiện

ðặng Thị Nhựt Thanh

QUI ƯỚC VIẾT TẮT

PHẦN 1: MỞ ðẦU

1) Lí do chọn đề tài:

Hĩa học là một mơn khoa học nghiên cứu các chất và sự biến hĩa của chúng nhưng hĩa học chỉ được coi là một mơn khoa học chính thức từ khi cĩ mục đích yêu cầu xác định và cĩ đối tượng riêng Tính chất độc lập của hĩa học chỉ mới thể hiện vào giữa thế kỉ 17 mà thơi Hĩa học nằm trong số các khoa học trẻ nhất so với thiên văn học, tốn học, vật lí học, … trong khi cac khoa học kia do mục đích yêu cầu

được xác định sớm, phát triển theo hướng ổn định và thuận lợi, thì hĩa học khơng

cĩ được may mắn đĩ Các hoạt động hĩa học trong giai đoạn đầu tiên qua cả ngàn năm được tiến hành khơng mục đích yêu cầu rõ rệt mà cịn bị lợi dụng đẻ phục vụ những mục đích tơn giáo và chính trị Cho mãi đến thế kỉ 17 hĩa học thực sự vươn lên thành một khoa học độc lập

Sự hình thành hĩa học bắt đầu từ thời điểm nào? ðể phát triển hĩa học thành một mơn khoa học độc lập thì đã trãi qua bao nhiêu giai đoạn? Sự trình bày như thế nào cho hợp lí qua các thời gian dài ngắn khác nhau Chúng ta khơng thể nghiên cứu hĩa học như một đối tượng cơ lập mà phải xét trong bối cảnh lịch sử cĩ các hoạt động xã hội khác nhau như về chính trị, kinh tế, văn hĩa, …

Sự phát triển của hĩa học ngày càng phức tạp vì hĩa học đã cĩ đầy đủ cơ sở hiện đại về cả lí luận và thực nghiệm chặt chẽ, cả hai kết hợp dần dần tự phân hĩa thành một số ngành cơ bản rồi chuyên ngành đi sâu rồi ra đời với số lượng và chất lượng ngày càng tăng nhanh Như vậy nổi lên vấn đề quan trọng là sự lựa chọn và trình bày các thơng tin như thế nào nhằm bảo đảm sự tiếp thu và nhớ dễ dàng

Các nhà khoa học lấy nguyên tử làm trung tâm và chọn các vấn đề chủ yếu

cĩ liên quan đến nguyên tử (ví dụ electron, hạt nhân nguyên tử …) rồi chi tiết hĩa từng vấn đề đĩ tùy theo mức độ phát triển của khoa học trong từng thời kì (ví dụ thành phần hạt nhân nguyên tử, vỏ electron của nguyên tử, …)

Như lời phát biểu của viện sỉ PI Van ðen: “Nếu khơng hiểu được quá khứ, chúng ta sẽ khơng hiểu được hiện tại, và chỉ khi đã hiểu tường tận quá khứ và hiện tại, chúng ta mới cĩ thể dự đốn được tương lai”

Nắm vững sự hình thành và phát triển của ngành hóa học là ựã gián tiếp nắm

ựược sâu sắc sự hình thành và phát triển một số khái niệm cơ bản trong hóa học ựó

cũng là nền tảng là Ộbàn ựạpỢ là bước tiến cho việc học hóa học một cách dễ dàng

Trong chương trình trung học cơ sở khi học sinh mới ựược làm quen với hóa học thì việc học sinh ựược trực tiếp tri giác các chất, quan sát hoặc tự làm các thắ nghiệm ựơn giản là cách tốt nhất ựể hình thành nên các khái niệm trừu tượng về hóa học Khi học lên các lớp trên, mức ựộ tắch lũy kiến thức ựã nhiều thì học sinh sẽ học hóa học trên cơ sở kết hợp tri giác thực nghiệm với tư duy khái niệm Các học thuyết hóa học ựều xây dựng trên cơ sở cấu tạo nguyên tử, phân tử, cụ thể là phản

ứng hóa học Cho nên việc hình thành và phát triển các khái niệm cơ bản, cụ thể là

khái niệm phản ứng hóa học ựồng thời nắm vững các khái niệm ựó ở chương trình trung học cơ sở sẽ là ựà phát triển giúp học sinh phát triển năng lực nhận thức, khả năng tư duy logic, khả năng giải thắch các hiện tượng một cách khoa học

Với những lắ do cơ bản như trên nên em ựã nghiên cứu ựề tài: ỘHÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN KHÁI NIỆM PHẢN ỨNG HÓA HỌC KHI DẠY MỘT SỐ NỘI DUNG CHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC LỚP 8

2) Mục ựắch ựề tài:

Hình thành và phát triển khái niệm phản ứng hóa học ở chương trình THCS khi dạy học một số nội dung chương trình hóa học lớp 8

3) Nhiệm vụ của ựề tài:

- Tìm hiểu cấu trúc chương trình THCS, nghiên cứu quá trình hình thành và phát triển khái niệm phản ứng hóa học

- Tìm hiểu thực trạng của việc dạy học khái niệm phản ứng hóa học ở vài trường THCS

- đóng góp một số ý kiến ựể cùng nhau tìm ra những phương pháp dạy học thắch hợp nhất kắch thắch sự hăng say, tắnh tắch cực học Hóa Học của học sinh lớp 8 bước

ựầu tiếp xúc với hóa học cũng như bước ựầu học qua những khái niệm cơ bản

nhưng rất trừu tượng về hóa

- Tìm hiểu một số giáo án giảng dạy ở trường THCS

- Thực tập giảng dạy một số giáo án ñể thấy ñược việc hình thành và phát triển khái niệm phản ứng hóa học ở trường THCS

- Nhận xét và rút ra kết luận chung

4) Phương pháp nghiên cứu:

- Nghiên cứu lí luận

- Nghiên cứu thực tiễn:ñiều tra, phỏng vấn …

- Thống kê toán học

- Thực tập giảng dạy một số giáo án ở trường THCS

- Trao ñổi với những giáo viên có kinh nghiệm trong giảng dạy hóa học ở trường

THCS

5) Khách thể và ñối tượng nghiên cứu

- Khách thể nghiên cứu: quá trình dạy và học hóa học ở truờng THCS

- ðối tượng nghiên cứu: Sự hình thành và phát triển một số khái niệm cơ bản

về hóa học ở trường THCS

PHẦN 2: NỘI DUNG

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN

1.1 Cơ sở lí luận của sự hình thành và phát triển khái niệm phản úng hóa học ở

Trong quá trình khái quát hóa những kiến thức về chất riêng biệt và về những biến hóa của chúng, những khái niệm cơ bản là ñiểm tựa cho việc tiếp tục nghiên cứu các nguyên tố và các hợp chất hóa học Lúc ñó, những khái niệm cơ bản dần dần ñược cụ thể hóa thêm, ñào sâu thêm và ngày càng phản ánh ñúng ñắn và ñầy ñủ hơn các mặt phức tạp của thực tế

Trong một công trình thực nghiệm về tâm lí học sư phạm, người ta cho một số học sinh lớp 4 quan sát sự phân tích của thủy ngân oxit và oxi Sau khi quan sát hiện tượng, các em rất ngạc nhiên và hoàn toàn không thể nói ñược gì về thành phần của chất ðiều ấy là dĩ nhiên vì ở lớp 4 các em chưa hề nghiên cứu hiện tượng này, trong

ý thức chưa ñược hình thành những khái niệm hóa học cần thiết và ñủ ñể có thể hiểu

ñược hiện tượng Do ñó khi người ta hỏi về hiện tượng các em buộc phải dùng ñến

những khái niệm không phù hợp, không ñúng ñể giải thích hiện tượng, như cho biến hóa nói trên là “trò ảo thuật”, gọi giọt thủy ngân bám ở thành bình là “giọt bạc”… Cũng nghiên cứu tương tự với một số học sinh ở lớp trên, người ta thấy rằng học sinh lớp 5 (chưa học hóa), khi xem tác dụng của kim loại ñồng với axit nitric thì cho

ñó chỉ là một hiện tượng “bốc khói ” mà thôi Học sinh lớp 6 khi xem thí nghiệm

giữa dung dịch axit sunfuric với bari clorua hay chì axetat với kali iotua thì tỏ ra rất

thích thú Nhưng họ không hề nghĩ rằng ñó là những phản ứng hóa học Các em cho rằng “ ñó là trò ảo thuật thú vị”, “ñấy là sữa”, “ñấy là vàng” Ảo thuật, sữa, vàng là những khái niệm ñã ñược hình thành trong ñầu óc của em học sinh lớp 6, những khái niệm về phản ứng hóa học thì chưa hề có Do ñó họ xếp loại các hiện tượng trên vào khái niệm “ảo thuật, “sữa”, hay “vàng” chứ không xếp vào khái niệm “phản ứng hóa học”

Khi học sinh lớp 6 xem tác dụng của axit sunfuric với kẽm, các em cho là hiện tượng ñặc biệt, mà không cần ñun nóng Khái niệm “sôi” ñã có trong ý thức của các

em và ñược ñem vận dụng gượng ép và sai lầm ñể giải thích trường hợp này Nhưng nếu ta lấy muối ăn hòa tan vào nước, rồi hỏi học sinh lớp 6 xem ñó là hiện tượng gì, tất nhiên các em trả lời ñược trôi chảy rằng ñó là sự hòa tan Trong cuộc sống hằng ngày, và thông qua các môn học khác, ngay cả từ lớp dưới, khái niệm “hòa tan”ñã

ñược hình thành ở học sinh lớp 6 và trong trường hợp này họ vận dụng ñúng ñắn

khái niệm ñó

ðối với học sinh lớp 8, sau khi học sinh ñã tiếp thu những khái niệm cơ bản như

nguyên tử, ngyên tố hóa học, phản ứng hóa học, phản ứng ôxi hóa - khử, v.v… những hiện tượng nói trên sẽ trở nên rất dễ hiểu, có thể giải thích ñúng ñắn, bằng những thuật ngữ hóa học, bằng ngôn ngữ riêng của khoa học này Họ còn có thể dùng những khái niệm ñó mà giải thích ñược những hiện tượng phức tạp hơn như sự cháy của của phôtpho trong oxi, sự phân tích của canxi cacbonat, v.v …

Qua những ví dụ trên ñây, ta thấy rằng trong quá trình dạy học, những khái niệm dần trở thành những ñiểm tựa, vũ khí phương pháp hết sức cần thiết cho việc tiếp tục nghiên cứu các chất và các hiện tượng hóa học một cách dễ dàng, nhanh chóng và có hiệu quả Vì thế, việc nghiên cứu hóa học trong phổ thông bắt ñầu từ việc hình thành một số khái niệm chung nhất

Như lịch sử khoa học ñã chứng minh, những khái niệm hóa học biến ñổi dần khi con người càng hiểu sâu hơn và rộng hơn về bản chất của các hiện tượng hoá học Trong việc hình thành các khái niệm cơ bản về hóa học, thuyết cấu tạo và ñịnh luật tuần hoàn của các nguyên tố hóa học giữ vai trò cực kì quan trọng Sự phát triển về nội

dung của những khái niệm cơ bản về hóa học ở THCS và THPT, gắn bó như hình với bóng với sự phát triển về nội dung của thuyết cấu tạo chất, của những hiểu biết

về ựịnh luật tuần hoàn và bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

Vì thế trong dạy học hóa học, người giáo viên cần chú ý rèn luyện cho học sinh thói quen nhận thức các sự kiện thực nghiệm về phản ứng hóa học dưới ánh sáng của thuyết cấu tạo chất và các dữ kiện về nguyên tố hóa học, các hợp chất của chúng dưới ánh sáng của ựịnh luật tuần hoàn

đó là những yếu tố quyết ựịnh cho việc hình thành những khái niệm cơ bản về hóa

học.Có thể nói, lúc ban ựầu thuyết cấu tạo chất và ựịnh luật tuần hoàn (mà cụ thể là bảng tuần hoàn) là ựối tượng nghiên cứu hóa học Sau khi học sinh ựã tiếp thu ựược những khái niệm cơ bản về thuyết cấu tạo chất và bảng tuần hoàn chúng lại trở thành

vũ khắ và phương pháp chỉ ựạo việc hình thành các khái niệm hóa học khác Việc vân dụng thuyết cấu tạo chất và ựịnh luật tuần hoàn trong việc dạy học hoá học không những có ý nghĩa hết sức to lớn ựối với việc hình thành các khái niệm cơ bản

về hoá học, mà cả ựối với việc hệ thống hóa chúng cùng với những kiến thức xã hội khác

Trong chương trình trường THCS, ba chương: ỘChất-Nguyên tử-Phân tửỢ, ỘPhản

ứng hoá họcỢ, ỘMolỢvà ỘTắnh toán hóa họcỢ ựược nghiên cứu trong nữa năm học

lớp 8 điều ựó càng khẳng ựịnh rằng việc hình thành những khái niệm cơ bản ựầu tiên về hóa học là nhiêm vụ quan trọng, giáo viên phải thực hiện một cách có trách nhiệm với nghệ thuật cao

1.1.2 Quá trình hình thành các khái niệm cơ bản về hóa học [2]

Muốn biết một khái niệm cụ thể phải trải qua những giai ựoạn phát triển nào, người giáo viên phải phân tắch sâu sắc nội dung giáo trình Trước hết phải tìm ựiểm xuất phát của chúng trong hệ thống các khái niệm, tức là vị trắ xuất hiện ựầu tiên của nó trong chương trình Từ ựó theo dõi xem có thể hình thành hoàn chỉnh khái niệm ựó ngay tức khắc ựược không hay phải trình bày nội dung của nó theo nhiều giai ựoạn, ngày càng sâu rộng hơn, chắnh xác hơn Rồi xét xem sự hình thành của khái niệm ựó phải trãi qua mấy giai ựoạn, trong mỗi giai ựoạn cụ thể; trong mỗi giai ựoạn ựó, nội

dung cần truyền thụ mức ñộ ra sao, phương pháp dạy học như thế nào cho thích hợp… Phải có ý thức dạy như thế nào ñể bước trước phải chuẩn bị tốt cho bước sau

và bước này phải ñào sâu phát triển nội dung khái niệm ñã truyền thụ ở bước trước

Sự nhận thức của học sinh diễn ra từ cái cụ thể ñến trừu tượng hóa chỉ là một bước ñi tới cái riêng, cái cụ thể Cái riêng chỉ ñược nhận thức sâu sắc, ñầy ñủ dưới ánh sáng của lí thuyết, ñịnh luật Việc phân tích sâu sắc nội dung của các khái niệm cơ bản về hóa học dựa vào cấu trúc, tinh thần và nội dung của chương trình, ñồng thời chiếu cố

ñến những quy luật tâm lí học sư phạm là những ñiều kiện cơ bản quyết ñịnh chất

lượng của việc hình thành những khái niệm này Sau khi ñã phân tích nội dung khái niệm, vạch ra các giai ñoạn hình thành khái niệm, chúng ta phải lựa chọn những biện pháp, thủ thuật giảng dạy, hướng dẫn học sinh học tập sao cho ñạt ñược hiệu quả cao nhất

1.1.3 Nội dung nghiên cứu của việc hình thành khái niệm [9]

Muốn hình thành có hiệu quả cho học sinh một khái niệm hoặc một hệ thống khái niệm nào ñó người giáo viên cần xét kỹ nhiều mặt của khái niệm trước khi tiến hành giảng dạy Muốn xét vấn ñề này phải xuất phát từ mục tiêu ñào tạo của cấp học và nhiệm vụ ñức trí dục của môn học tức là phải dựa chắc chắn vào nội dung chương trình của môn học ñó.Nói chung việc nghiên cứu sự hình thành của khái niệm cần trãi qua các bước sau ñây:

Xét vị trí và tầm quan trọng của khái niệm (hay hệ thống khái niệm) trong chương trình bộ môn

mà ta phải hình thành cho học sinh

Cần dựa vào trình ñộ phát triển chung của học sinh mà xét kỹ khối lượng, mức ñộ nông hay sâu của những kiến thức ñó Như vậy ở ñây có hai bước phải thực hiện:

Xét cấu trúc của khái niệm theo quan ñiểm hiện ñại của khoa học (dựa vào chương trình hóa học cao ñẳng và ñại học)

Lựa chọn kiến thức và kỹ năng, kỹ xảo cần truyền thụ cho học sinh phổ thông căn cứ vào trình ñộ phát triển của họ

Phân tích quá trình hình thành khái niệm (hay hệ thống khái niệm) trong suốt chương trình cả THCS và THPT, nói cách khác chúng ta phải xét sự phân chia thành giai ñoạn của sự phát triển các khái niệm Trong từng giai ñoạn, khái niệm ñược hình thành và phát triển ra sao có những yêu cầu gì về cả kiến thức lẫn kỹ năng và kỹ xảo Sau những bước nói trên, chúng ta mới xét những ñặc ñiểm về nặt sư phạm (phương pháp tổ chức việc dạy và học) của từng giai ñoạn ñó.Tìm ra những biện pháp sư phạm hiệu nghiệm nhất thích hợp với từng giai ñoạn ñó cũng như yêu cầu chung về việc hình thành khái niệm này.Ở ñây giáo viên phải vận dụng sáng tạo những nguyên tắc dạy hóa học, mà còn phải tìm ra những biện pháp sư phạm tích cực nhất trong kho tàng hiểu biết và kinh nghiệm dạy học của mình về phương pháp tổ chức

Cuối cùng chúng ta xét tới việc tổng kết khái niệm, nhằm khái quát hóa cho học sinh những kiến thức lẻ tẻ, từng mặt của hệ thống kiến thức mà các em tiếp thu ñược trong quá trình hình thành khái niệm này Như vậy các em sẽ nắm vững ñược khái niệm trong sự hệ thống hóa chặt chẽ

Trên ñây là nội dung của những bước chính mà giáo viên phải làm khi nghiên cứu sự hình thành của một khái niệm (hay hệ thống khái niệm) nào ñó.Tất nhiên ñây là những nét chung Khi xét khái niệm cụ thể (như vấn ñề thuyết cấu tạo chất, ngôn ngữ

và chữ viết hóa học, …) có thể không cần ñi qua tất cả các bước trên

1.2 Cơ sở lí thuyết việc hình thành và phát triển các khái niệm cơ bản ở chương

trình THCS

1.2.1 Các khái niệm cơ bản mở ñầu về hóa học [9]

1.2.1.1 Thế nào là khái niệm cơ bản

Chương trình hóa học bao giờ cũng phải là một hệ thống những kiến thức cơ bản về hóa học ñã ñược lựa chọn căn cứ vào mục tiêu ñào tạo của nhà trường vào những quy luật sư phạm và những ñặc ñiểm của khoa học hóa học Chương trình này không thể thâu tóm ñược mọi kiến thức hóa học của thời ñại, vì kiến thức của loài người

ñược tích lũy ngày càng nhiều, hệ thống kiến thức ñó chỉ có thể bao gồm ñược

những hiểu biết bản chất nhất, mấu chốt nhất có thể dùng làm nền tảng, làm vũ khí

ñể người học có khả năng tiếp tục ñi sâu vào ngành khoa học này cũng như các

ngành có liên quan Có thể nói ựó là hệ thống những hiểu biết quan trọng sống còn nhất về hóa học mà không có chúng thì không thể hiểu và học hóa học ựược

Tất nhiên chương trình học tập không phải chỉ bao gồm hệ thống những kiến thức cơ bản nhất mà nó còn chứa ựựng những kiến thức hỗ trợ về hóa học và cả về những môn khác nhằm giúp học sinh hiểu ựược hệ thống những kiến thức cơ bản nhất về hóa học Hệ thống này tạo thành bộ xương sống của chương trình đó là những kiến thức cơ bản nhất mà học sinh buộc phải biết.Bên cạnh ựó còn có những kiến thức cơ bản cần thiết và có những kiến thức có thể biết Những kiến thức cơ bản nhất thường giúp học sinh suy ra ựược những kiến thức khác và chắnh những kiến thức cơ bản khác lại giúp ựào sâu thêm những kiến thức cơ bản nhất

1.2.1.2 Những kiến thức cơ bản nhất về hóa học

đối với chương trình hóa học trường phổ thông Việt Nam, những kiến thức cơ bản

tạo thành nội dung chủ yếu của nó chắnh là những nhóm khái niệm cơ bản sau ựây:

Những khái niệm về từng phản ứng hóa học riêng rẽ cụ thể, về các loại phản

ứng hóa học và khái niệm chung về phản ứng hóa học

Những khái niệm về các chất cụ thể, về các loại chất và khái niệm chung về chất và tắnh chất của nó

Những khái niệm về các nguyên tố hóa học riêng rẽ, khái niệm về nguyên tố hóa học, về ựịnh luật tuần hoàn

Những khái niệm chung và trừu tượng phản ánh những ựặc tắnh của các nguyên tố, các chất và phản ứng hóa học ựã ựược lấy ra coi là ựối tượng ựộc lập ựể nghiên cứu như: hóa trị, tắnh axit, tắnh thuận nghịch Ầ

Những khái niệm về ứng dụng thực tiễn quan trọng có tắnh chất kỹ thuật tổng hợp của hoá học phục vụ ựời sống, sản xuất và chiến ựấu, phục vụ khoa học

và kỹ thuật

hóa học như việc thắ nghiệm, phân tắch và nhận biết các chất Ầ

Hệ thống những kiến thức có thể thay ựổi, thêm bớt về nội dung, khối lượng cũng như chương trình tự sắp xếp, tùy theo mục ựắch giáo dục, và thực tiễn của từng nước

ñồng thời còn phụ thuộc vào khả năng tiếp thu của học sinh, tức là số lượng và mức

ñộ những kiến thức truyền thụ phải có chọn lọc, phù hợp với lứa tuổi học sinh trung

học cơ sở

Có thể nói rằng chương trình hóa học phổ thông Việt Nam truyền thụ những kiến thức của học thuyết về các nguyên tố hóa học và những hợp chất của chúng, ñó là những kiến thức quan trọng sống còn ñối với thực tiễn, chúng ñã ñược hệ thống tuần hoàn hệ thống lại trong bảng tuần hoàn và ñược soi sáng bởi những quan ñiểm hiện

ñại của thuyết cấu tạo chất

ðể có thể xác ñịnh cụ thể nội dung những cơ sở của hóa học cần trả lời ñược những

câu hỏi sau ñây:

chọn ñể ñưa vào chương trình?

Cần lựa chọn những hợp chất nào của những nguyên tố ñó ñể xây dựng chương trình và nghiên cứu chúng tỉ mỉ ñến mức ñộ nào?

Cần ñưa vào chương trình những quan ñiểm lí thuyết nào (ñịnh luật, học thuyết) ñủ ñể cho phép học sinh hiểu ñược các nguyên tố hóa học, các chất và những biến hóa của chúng

Khi ñưa ra những khái niệm cơ bản trên, cần ñưa vào những sự kiện, hiện tương hóa học cụ thể nào?

ðồng thời cũng cần xét và giải quyết một vấn ñề rất mấu chốt có tính chất

quyết ñịnh tới việc sắp xếp trình tự các khái niệm cơ bản trong chương trình, ñó là vấn ñề về vị trí tối ưu của việc nghiên cứu hệ thống tuần hoàn và thuyết cấu tạo nguyên tử trong chương trình

1.2.2 Một số quan ñiểm về việc ñịnh nghĩa các khái niệm cơ bản của hóa học [9]

Trong quá trình nghiên cứu hóa học, có cần thiết phải ñịnh nghĩa những khái niệm chung không?

Về vấn ñề này có hai quan ñiểm:

không thể truyền thụ cho học sinh những ñịnh nghĩa phù hợp với trình ñộ

hiện ñại của khoa học quá cao với mức ñộ hiểu biết của họ Tốt hơn cả là chỉ cần nêu lên, liệt kê ra những dấu hiệu chủ yếu, nhờ ñó có thể phân biệt ñược khái niệm

Quan ñiểm này rõ ràng là sai lầm Trước hết, nếu không ñưa ra ñịnh nghĩa, thì sẽ cản trở sự phát triển sau này của kiến thức về hóa học, do tính chất mơ hồ thiếu súc tích trong sự hiểu biết của học sinh về khái niệm Nếu không nêu ñịnh nghĩa của khái niệm, chính học sinh sẽ tự tạo ra cho mình ñịnh nghĩa, và như vậy thường mắc phải sai lầm vì chưa có kinh nghiệm và chưa nắm ñược toàn diện các hiện tượng khảo sát Chẳng hạn, có học sinh cho oxit là những chất có chứa oxi, axit chứa hidro, hay là chất có chứa hidro thay thế ñược bởi kim loại, hoặc ñó là hợp chất tạo thành bởi sự kết hợp của oxit không kim loại với nước

Thứ hai, sai lầm của quan ñiểm này thể hiện ở cho rằng có thể ñịnh nghĩa bằng sự liệt kê những dấu hiệu ñặc trưng, mà không hiểu rằng liệt kê những dấu hiệu ñặc trưng ñó là ñịnh nghĩa

Thứ ba, những ñịnh nghĩa phù hợp với trình ñộ hiện ñại của khoa học cũng không phải ñã hoàn mỹ và tuyệt ñối không chối cãi ñược Không phải ngẫu nhiên mà nhiều nhà hóa học còn chưa nhất trí với nhau về ñịnh nghĩa của nhiều khái niệm

Thứ tư, phải truyền thụ cho học sinh những ñịnh nghĩa “tối tân”, nhất là ngay một lúc

ñó, ñó chẳng qua là quan niệm siêu hình trong việc giảng dạy và không phù hợp với

phương pháp sư phạm và tâm lí học Việc tiếp thu kiến thức là một quá trình, và dĩ nhiên ñịnh nghĩa của khái niệm cũng phải phát triển như sự phát triển của nội dung khái niệm Nếu giáo viên không giảng dạy theo quan niệm phát triển biện chứng của

ñịnh nghĩa thì học sinh buộc phải tự mình làm việc ñó mỗi khi tích lũy ñược tài liệu

mới và cơ sở lí thuyết mới, và như thế họ dễ mắc phải sai lầm vì thiếu sự chỉ ñạo của giáo viên

Quan ñiểm thứ hai ñúng ñắn cho rằng ñối với một khái niệm có thể và cần

ñưa ra ñịnh nghĩa của nó không phải là ñưa ra ngay một lúc ñịnh nghĩa ñầy ñủ ở trình

ñộ hiện ñại của khoa học mà là một hệ thống ñịnh nghĩa từ ñơn giản ñến mức chính

xác cao dần và ngày càng gần với sự thật ñể cuối cùng ñi ñến ñịnh nghĩa chính xác

cuả khái niệm mà ta cần truyền thụ cho học sinh Như vậy trong quá trình giảng dạy

có thể ñưa ra những ñịnh nghĩa sơ bộ chưa hoàn toàn ñầy ñủ, chính xác (nhưng không sai) rồi trên cơ sở tích lũy thêm những sự kiện thực nghiệm mới và nghiên cứu ngày càng sâu những cơ sở lí thuyết mới dẫn học sinh tới ñịnh nghĩa ñầy ñủ hơn

và chính xác hơn.Trong mỗi ñịnh nghĩa ñi sau cần bao gồm hạt nhân chân lí của ñịnh nghĩa ñi trước, và mỗi ñịnh nghĩa mới lại phải ñược nhìn dưới ánh sáng của những quan ñiểm lí thuyết mới

Phổ biến một quan niệm cho rằng hình như ñưa ra những ñịnh nghĩa chưa ñủ chính xác sẽ khó thay thế về sau bởi những ñịnh nghĩa chính xác hơn ñúng ñắn hơn Quả thực ñiều này có xảy ra nếu giáo viên không biết tiến hành công việc một cách có nghệ thuật Chẳng hạn, ở lớp 8 có ñưa ra ñịnh nghĩa về axit như sau: “Axit là hợp chất mà phân tử có chứa nguyên tử hidro và khi tác dụng với bazơ tạo thành muối và nước” Lên lớp 10 khi giảng giải cho học sinh về sự phân li của axit trong nước, tạo thành ion hidro và ion gốc axit giáo viên nêu lên ñịnh nghĩa mới của axit một cách bình thản, qua quít: Bây giờ chúng ta có thể ñịnh nghĩa axit một cách khác: “Axit là những chất khi phân li tạo thành những ion dương duy nhất ñó là những ion hidro” Rồi sau ñó cũng chẳng cho thêm những công việc bổ sung gì cả Trong trường hợp này ta cũng không ngạc nhiên gì khi thấy sau ñó ít hôm trong các bài kiểm tra, phần lớn học sinh lại nêu lại ñịnh nghĩa về axit ñã học ở lớp 8

Ở lớp 10 giáo viên cho học sinh làm công việc sau ñây Sau khi giải thích bản chất

của sự phân li axit, giáo viên cho học sinh tập luyện viết phương trình của phản ứng phân li của một loạt những axit quen thuộc Phân tích những hiện tượng phân li trong nước của những axit này, học sinh có thể ñi tới kết luận rằng tất cả những axit ñang xét ñều có một ñặc tính: trong nước chúng tách ra những ion hidro Sau ñó nhắc lại những tính chất hóa học chung của những axit ñó và so sánh với những tính chất chung là khả năng tách ion hidro khi phân li Như vậy học sinh có thể thấy rõ ràng nguồn gốc tạo nên những tính chất hóa học chung của axit là sự tách ion hidro khi axit bị phân li Và ñến ñây giáo viên chỉ cho học sinh thấy rằng do việc tìm ra hiện tượng mới, ñịnh nghĩa ở lớp 8 không còn phù hợp với kiến thức mới của chúng ta Vì

thế ñịnh nghĩa cũ phải ñược thay bởi ñịnh nghĩa mới chính xác hơn, ñúng ñắn hơn Lúc ñó giáo viên nêu lên ñịnh nghĩa mới (như trong thí dụ nêu trên) và nói rằng ñịnh nghĩa cũ ñã hết vai trò của nó, từ nay về sau ta chỉ dùng ñịnh nghĩa mới này, trong các bài kiểm tra ta sẽ thấy học sinh giải thích bản chất của axit theo quan ñiểm mới

Sự thay thế dần dần, qua từng giai ñoạn, những ñịnh nghĩa kèm theo sự tích lũy những sự kiện mới có một ý nghĩa rất quan trọng làm cho học sinh xác nhận rằng nhận thức của chúng ta là một quá trình và chân lí không thể phát hiện ra ngay một lúc, mà chỉ có thể giành lấy trong quá trình vô tận nhận thức chân lí tương ñối, nhưng khách quan

Trong quá trình hình thành khái niệm, nên ñưa ñịnh nghĩa lúc nào cho thuận tiện ? Nên ñưa ñịnh nghĩa ra cho học sinh khi họ ñã biết những dấu hiệu cần thiết nhất cho việc ñịnh nghĩa Như vậy, giúp cho họ hình thành nhanh chóng hơn và rõ nét hơn bản thân khái niệm và ñồng thời có thể sớm vận dụng ñịnh nghĩa ñó trong thực tiễn Chẳng hạn, sau khi trình bày thí nghiệm sắt hóa hợp với lưu huỳnh thì nên chỉ cho học sinh thấy rằng người ta biết nhiều loại phản ứng, trong ñó từ một số nhiều chất

có thể thu ñược một số ít chất, và phản ứng ñó gọi là phản ứng kết hợp Sau ñó trình bày tác dụng của kẽm với lưu huỳnh và ñề nghị học sinh xét xem ñó là phản ứng gì Trong trường hợp này ñịnh nghĩa của phản ứng kết hợp ñược dùng làm phương pháp

ñể phân biệt và nhận thức những hiện tượng cụ thể và những khái niệm về các hiện

tượng ñó

Cũng tương tự như vậy, sau khi trình bày cho học sinh những quan ñiểm cơ bản của thuyết nguyên tử-phân tử, lập tức nội dung của tất cả những khái niệm chung trước kia ñều ñược ñem ra xem xét lại và những ñịnh nghĩa mới lập tức mới ñược ñem ra vận dụng, trở thành phương pháp giành lấy kiến thức mới

1.2.3 Hệ thống các khái niệm cơ bản về phản ứng hóa học ñược dạy và học ở

chương trình THCS [7]

Khi xét ñến khái niệm phản ứng hóa học, cần nghiên cứu ñầy ñủ các khái niệm cụ thể sau:

1.2.3.1 ðịnh nghĩa phản ứng hóa học: Quá trình biến ñổi chất này thành chất khác

gọi là phản ứng hóa học

1.2.3.2 Phân loại phản ứng hóa học

Sự thay ñổi số các chất ñầu và các chất ñược tạo thành sau phản ứng là cơ sở ñể phân loại các phản ứng hóa học

b) Phản ứng kết hợp: CaO + H2O Ca(OH)2

e) Phản ứng chuyển hóa ña hình: HgI2 Hg + I2

Các phản ứng hóa học ñược phân loại dựa theo sự thay ñổi số oxi hóa của các nguyên

tố phản ứng Khi ñó người ta tách các phản ứng oxi hóa – khử thành một nhóm riêng

1.2.3.3 Bản chất của phản ứng hóa học

Ngay trước khi xuất hiện khoa học hóa học ñã có quan niệm cho rằng phản ứng hóa

học là sự chuyển hóa từ những chất này thành chất khác Sau ñó giải thích dưới ánh sáng của thuyết cấu tạo chất thế nào là phản ứng hóa học, thì kiến thức bản chất của

phản ứng hóa học ñi sâu hơn nhiều Có ba mức ñộ ñi sâu quan trọng nhất:

Dưới ánh sáng của thuyết nguyên tử- phân tử thì phản ứng hóa học là sự biến

ñổi thành phần và cấu tạo của phân tử các chất ban ñầu trên cơ sở ñó tạo

thành phân tử các chất mới

Dưới ánh sáng của thuyết ñiện tử về cấu tạo nguyên tử – ñó là sự chuyển

hóa các chất ban ñầu thành các chất mới (không chỉ về cấu tạo phân tử ) do

kết quả sự thay ñổi các liên kết hóa học, nhưng vẫn giữ nguyên hạt nhân tử

Trên các cơ sở quan ñiểm cơ lượng tử – ñó là tương tác culong giữa các hạt nhân với ñám mây electron không bị ngăn cách có trong toàn hệ các nguyên

tử tương tác

Bản chất của phản ứng hóa học ngày càng ñược khám phá sâu hơn trong lịch sử

khoa học cùng với việc giải thích câu hỏi: tương tác hóa học xảy ra như thế nào,

nghĩa là nghiên cứu cơ chế của của phản ứng hóa học Nếu như thời xưa con người chỉ có thể xác nhận sự chuyển hóa chất này thành chất khác thì chưa giải thích ñược

sự chuyển hóa ñó xảy ra như thế nào thì về người ta ngày càng cố gắng ñi sâu hơn

và toàn diện hơn vào các quá trình xảy ra trong phản ứng hóa học Vì thế các khái

niệm sau ñây về cơ chế của chuyển hóa học ñã lần lượt xuất hiện “Về sự phá vỡ mọi liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử các chất ban ñầu và sự xuất hiện các liên kết mới sau khi các nguyên tử ñược phân bố lại; về sự xuất hiện các hợp chất trung gian trong phản ứng hóa học; về sự xuất hiện các mạch từ những chuyển hóa sơ cấp; về sự tạo thành trạng thái chuyển tiếp trong phản ứng hóa học Khái niệm về

trạng thái chuyển tiếp cũng nằm trong mức ñộ nghiên cứu các hiện tượng hóa học,

dựa trên cơ sở hóa lượng tử Không ñược giản ñơn coi phức hoạt hóa như một hợp chất trung gian, vì sao nó vẫn là trạng thái chuyển tiếp, nghĩa là nó không phải là một hợp chất hoá học và là cầu nối tới một chất khác

Những khái niệm về các ñiều kiện của phản ứng nằm trong nhóm các khái niệm về

trạng thái ban ñầu của các chất sẽ tham gia chuyển hóa hóa học cũng chiếm một vị trí quan trọng trong hệ thống các kiến thức về phản ứng hóa học.Từ lâu trong hóa học ñã có quan niệm cho rằng cần phải có những tương tác giữa các chất Khi

nghiên cứu các phản ứng hóa học xảy ra giữa hai hay nhiều chất, ñã xuất hiện khái niệm về sự cần thiết phải có sự tiếp xúc giữa các chất, tạo ñiều kiện cho các phân tử chất phản ứng va chạm lẫn nhau ñể có tương tác hóa học xảy ra Vậy khi nào phản

ứng hóa học xảy ra?

1.2.3.4 Khi nào phản ứng hóa học xảy ra?

Quá trình chuyển hóa chất này thành chất khác cực kì phức tạp, bao gồm những hoạt ñộng hóa học sơ cấp có liên quan lẫn nhau, nghĩa là gồm toàn bộ những biến

ñổi xảy ra với những lượng tối thiểu tiểu phân của các chất phản ứng ban ñầu ñể tạo

thành sản phẩm phản ứng Ví dụ trong phản ứng giữa iot và hidro thì sự va chạm mạnh giữa các phân tử hidro và các phân tử iot, sự tạo thành một tập hợp hoạt phân

rã tập hợp này thành hai phân tử hidro và iotua… nằm trong khái niệm hoạt ñộng hóa học sơ cấp Song trong nhiều trường hợp khác thì sự chuyển hóa các chất ban

ñầu thành các sản phẩm phản ứng xảy ra theo nhiều giai ñoạn và vì vậy bao gồm

nhiều hoạt ñộng sơ cấp Trong nhiều phản ứng hóa học, lúc ñầu xuất hiện các gốc tự

do, và các gốc tự do này làm chuyển hóa hóa học tiếp tục thực hiện, ñồng thời xuất hiện tương tác hóa học giữa các ion, chúng dễ dàng tương tác với nhau do có sức hút tĩnh ñiện Dù cơ chế các chuyển hóa hóa học có ña dạng nhưng có chung tính quy luật: trong qúa trình tiến hành các phản ứng hóa học ñều xuất hiện chất trung gian Khả năng xuất hiện những chất trung gian ñó là một trong những ñiều kiện ñể phản ứng tiến triển

Chuyển hóa hóa học xảy ra do sự tăng các mâu thuẫn nội tại trong chất (hoặc trong hỗn hợp ban ñầu)

Các phản ứng hóa học có thể xuất hiện và xảy ra nhờ cung cấp năng lượng: khi ñun nóng, do tác dụng của ánh sáng, dòng ñiện và phóng ñiện, các lực cơ học, các bức

xạ Phải có sự tiếp cận (va chạm) giữa các tiểu phân của chất thì mới có phản ứng hóa học xảy ra Sự va chạm này là cần thiết ñể tạo nên một tập hợp hoạt hóa, ñể có

sự phân bố lại giữa các chất tham gia phản ứng, giữa tiểu phân của chất và năng lượng của chất Trong trường hợp phản ứng tỏa nhiệt ñể thực hiện một hoạt ñông sơ cấp của phản ứng thì cũng cần có một tiểu phân, biến ñổi hóa học không xảy ra trong phân tử cô lập bởi vì phân tử này phải cung cấp năng lượng tỏa ra không những cho các phân tử của sản phẩm phản ứng sinh ra từ phân tử cô lập mà còn các tiểu phân khác nữa, trừ những trường hợp trong ñó phản ứng có năng lượng thoát ra dưới dạng ánh sáng Vậy hiệu ứng nhiệt của phản ứng hóa học là gì?

I.2.3.5 Hiệu ứng nhiệt của phản ứng hóa học

ðặc ñiểm của phản ứng hóa học là có sự thoát ra hay hấp thụ năng lượng Sự tiến

hành phản ứng có liên quan với sự phá vỡ các liên kết hóa học này và xuất hiện các liên kết hóa học khác.Như vậy hiệu ứng nhiệt của phản ứng hóa học ñược xác ñịnh bởi hiệu năng lượng của các liên kết ñược tạo thành và của liên kết bị phá vỡ

Năng lượng ñược giải phóng ở phản ưng hóa học gọi là hóa năng Khi phản ưng hóa học xảy ra có kèm theo sự chuyển hóa hóa năng thành nhiệt năng, trong nhiều trường hợp nhiệt năng chuyển thành hóa năng

Phản ứng hóa học kèm theo sự thoát nhiệt ñược gọi là phản ứng phát nhiệt, còn phản ứng xảy ra vơí sự hấp thụ nhiệt gọi là phản ứng thu nhiệt

Ví dụ: các quá trình phát nhiệt như: ñốt cháy chất trong không khí, kết hợp kim loại với clo, trung hòa kiềm bằng axit, tương tác của natri với nước…

Nhóm khái niệm tiếp theo về phản ứng hóa học ñược chúng ta nêu ra nữa là khái niệm về tốc ñộ phản ứng, xuất hiện các khái niệm về sự tiến triển của phản ứng hóa học theo thời gian, về ảnh hưởng của các ñiều kiện vật lí khác nhau, về sự có mặt chất xúc tác ñến tốc ñộ phản ứng, về sự phụ thuộc của tốc ñộ phản ứng vào bản chất của chất tác dụng (thành phần các chất), vào số lượng phân tử tương tác lẫn nhau trong hoạt ñộng hóa học sơ cấp, vào cơ chế của phản ứng hóa học, vào dạng tiểu phân của chất tham gia ở thời kì chuyển hóa chậm nhất

1.2.3.6 Tốc ñộ phản ứng hóa học

Tốc ñộ phản ứng hóa học có thể thay ñổi trong giới hạn rộng Nhiều phản ứng trong dung dịch (giữa bazơ và axit, giữa các muối ) xảy ra nhanh ñến nổi thực tế có thể xem chúng là tức thời Các phản ứng nổ xảy ra cực nhanh Có thể có những phản

ứng hoa học tiếng hành hàng phút, hàng giờ, hàng năm Những chuyển hóa hóa học

trong thủy tinh, xỉ, quặng xảy ra rất chậm

Tốc ñộ của các phản ứng hóa học quyết ñịnh sự tiến hành các quá trình sinh học, cũng như năng suất của nhiều quá trình sản xuất, tốc ñộ cháy của nhiên liệu trong tên lửa gây ra tốc ñộ chuyển ñộng của nó

Trong quá trình phản ứng hóa học tốc ñộ của nó bị thay ñổi Ở ñầu quá trình tốc ñộ phản ứng lớn nhất, sau ñó giảm mạnh Bởi vì lúc ñầu nồng ñộ các chất phản ứng lớn nhất, do ñó xác xuất va chạm các phân tử chất phản ứng cũng lớn nhất Tùy theo mức ñộ chuyển các chất ñầu thành các sản phẩm phản ứng, mà nồng ñộ của các chất

ñó giảm và ñồng thời giảm cả xác xuất va chạm các phân tử phản ứng

Tốc ñộ phản ứng phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong ñó quan trọng nhất là bản chất hóa học của các chất phản ứng, nồng ñộ của chúng, nhiệt ñộ và sự có mặt của chất xúc tác

Tốc ñộ phản ứng hóa học phụ thuộc vào nồng ñộ của các chất tham gia phản ứng Nồng ñộ của chúng càng lớn thì các phân tử chất phản ứng trong thời gian chuyển

ñộng hỗn loạn càng thường xuyên va chạm với nhau

1.2.3.7 Xúc tác

Thêm một chất nào ñó vào hỗn hợp phản ứng sẽ ảnh hưởng ñến tốc ñộ phản ứng hóa học Ví dụ, nếu thêm những lượng nhỏ maangan ñioxit vào dung dịch hidro peoxit, thì tốc ñộ phân hủy nó thành oxi và nước tăng lên rất mạnh Chất làm thay

ñổi tốc ñộ phản ứng hóa học, nhưng không ñi vào thành phần các sản phẩm phản ứng ñược gọi là chất xúc tác Hiện tượng thay ñổi tốc ñộ phản ứng khi có mặt chất

xúc tác ñược gọi là sự xúc tác

Một số chất xúc tác làm tảng nhanh phản ứng hóa học lên hàng triệu lần, do ñó có thể thực hiện ñược những phản ứng mà khi không có chất xúc tác thì chúng ta tiến hành châm ñến nổi thực tế không nhận ra ñược Người ta còn biết ñược chất xúc tác làm chậm phản ứng hóa học và ñược gọi là chất ức chế…

1.2.3.8 Những mối quan hệ bên trong và bên ngoài của hệ thống các khái niệm

về phản ứng hóa học.(tac gia)

Có thể hình dung hệ thống các khái niệm về phản ứng hóa học bằng sơ ñồ ở hình

bên

Các nhóm khái niệm ñã kể ñến ñược trình bày dưới dạng các hình dạng: hình tròn hoặc hình elip.Các mối quan hệ giữa các nhóm khái niệm ñược thể hiện ở chỗ sắp xếp sao cho các hình (hình tròn, hình elip, vòng tròn và elip) xen phủ lên nhau Khái niệm về bản chất của phản ứng ñược hình dung như là trung tâm của hệ nghiên cứu ( vòng tròn A) Khi biểu thị bản chất của phản ứng bằng phương trình hóa học (phương trình phân tử, phương trình ion hay phương trình ñiện tử), chúng

ta xem xét thành phần ñầu và cuối của các chất tham gia chuyển hóa, và tỉ số khối lượng giữa các chất ñó Nghiên cứu sâu các biến ñổi sinh ra trong các phản ứng hóa học sẽ làm sáng tỏ các quá trình trung gian gây ra biến hóa, nghĩa là sẽ xác ñịnh

ñược cơ chế của phản ứng (vòng tròn B) Vì việc khám phá ra cơ chế của chuyển

hóa hóa học có liên quan ñến việc nghiên cứu sâu bản chất của phản ứng, nên tác giả sắp xếp vòng tròn B trong vòng tròn A

Có thể xuất hiện quan niệm cho rằng bản chất của phản ứng hóa học và cơ chế của

nó là một, song quan niệm này tỏ ra chưa chính xác Khi vạch rõ bản chất của phản

ứng hóa học thì ựã xác ựịnh ựược mối quan hệ giữa các chất ban ựầu và các sản

phẩm của phản ứng Bản chất của phản ứng này hay phản ứng khác ựược mô tả bằng các phương trình hóa học Song không thể phân tắch ựược cơ chế của phản

ứng theo phương trình ựó, tức là không thể hiểu ựược các chất này chuyển hóa

thành chất khác ra sao, quá trình ựó chia nhỏ thành các giai ựoạn nào?

Các nhóm khái niệm còn lại ựược trình bày trên sơ ựồ bằng những elip sau ựây: C Ờ trạng thái ựầu của hỗn hợp tác dụng; D- tốc ựộ của phản ứng hóa học ; E-cân bằng hóa học ; F- chiều của phản ứng; K- trạng thái cuối của hỗn hợp tác dụng Như vị trắ sắp xếp các hình elip ựã chỉ rõ, tất cả nhóm khái niệm này có quan hệ trực tiếp với nhau hoặc thông qua các khái niệm về bản chất và cơ chế của phản ứng hóa học Elip D ( khái niệm về tốc ựộ của phản ứng hóa học) xen phủ elip C và các vòng tròn

A, B đó là do có mối quan hệ trực tiếp giữa các khái niệm sau ựây: a) tốc ựộ phản

ứng và các ựiều kiện của các chuyển hóa hóa học ( nằm trong nhóm các khái niệm

về trạng thái ựầu của hỗn hợp tác dụng; b) khái niệm về tốc ựộ phản ứng và cơ chế của chuyển hóa học

Trong cuốn Ộ Vì sao phản ứng hóa học xảy raỢ của A Kambel có nêu kết luận như sau: Ộmuốn cho phản ứng xảy ra, cần sao cho các phân tử 1) va chạm, 2) ựược ựịnh hướng trong thời gian va chạm; 3) có một năng lượng cần thiết cho phản ứng Mọi phản ứng hóa học ựều phải thỏa mãn các ựiều kiện trên Những ựiều kiện này kết nghĩa về tốc ựộ của phản ứng Chẳng hạn chúng cho biết phản ứng xảy ra rất chậm nếu như các phân tử va chạm nhau thưa thớt(do nồng ựộ các chất ựầu nhỏ), nếu như

ựể phản ứng thì ựòi hỏi các phân tử phải có một sự ựịnh hướng rất chắnh xác khi va

chạm nhau, hoặc nếu năng lượng hoạt hóa của phản ứng phải rất lớn, còn nhiệt ựộ các chất tác dụng lại thấpỢ Kết luận này khẳng ựịnh sự tồn tại mối quan hệ giữa các khái niệm về tốc ựộ của phản ứng hóa học và các ựiều kiện tương tác hóa học ( không những chỉ về nồng ựộ và nhiệt ựộ của chất, mà cả về bản chất của các chất

ựặc biệt về hình dạng các phân tử, nó ựòi hỏi các phân tử phải ựược ựịnh hướng

hoặc không ựể cho tương tác hóa học xảy ra)

Trên hình 1 elip F quan hệ với elip C qua các vòng tròn A,B Nó nêu lên mối quan

hệ trung gian giữa các khía niệm về hướng của phản ứng với các khái niệm về các

ñiều kiện tương tác hóa học Thật vậy, chiều của phản ứng thuận nghịch thay ñổi

tùy theo sự thay ñổi các ñiều kiện, bởi vì một phản ứng hóa học có một bản chất nhất ñịnh sẽ ñược thế bởi một phản ứng nghịch có bản chất khác hẳn Có khi cùng chất ñầu tạo nên các sản phẩm khác nhau, như phản ứng oxi hóa amoniac, tạo ra nito tự do hoặc nito oxit Sự thay ñổi hướng tương tác hóa học phụ thuộc vào ảnh hưởng của các ñiều kiện ñến sự thay ñổi không những bản chất mà cả cơ chế phản

ứng nữa

Cân bằng hóa học xuất hiện trong trường hợp phản ứng xảy ra trong cùng một hỗn hợp theo hai hướng ngược nhau, tốc ñộ của hai phản ứng ngược nhau bằng nhau

Do ñó elipE (khái niệm về cân bằng hóa học) nằm giữa elip C và F

Hỗn hợp phản ứng ñạt tới trạng thái cuối cùng xác ñịnh phụ thuộc trước hết vào hướng của tương tác (elip F và K xen phủ nhau) Hỗn hợp phản ứng ñi từ trạng thái

ñầu tới trạng thái cuối khi có tác ñộng của những ñiềukiện bên ngói lên hỗn hợp, và

trên cơ sở ñó thực hiện những thay ñổi tương ứng của chất phản ứng (các vòng C,

A, B, K liên quan với nhau)

Trạng thái ñầu và trạng thái cuối của hỗn hợp phản ứng liên hệ với nhau, trước hết bởi ñịnh luật về bảo toàn nguyên tố hóa học Trong bất kì chuyển hóa hóa học nào trong một chất hay nhiều chất, ta ñều thấy trong các chất thu ñược sau phản ứng, những nguyên tố hóa học có trong thành phần của một chất hay nhiều chất tham gia phản ứng ðịnh luật này biểu thị rõ ràng ñặc ñiểm khác biệt giữa phản ứng hóa học

và phản ứng hạt nhân

Mặt ñịnh lượng của mối quan hệ giữa các ñiều kiện và tốc ñộ của chuyển hóa hóa học ñược phản ánh trong các quy luật của tiến trình phản ứng ðịnh luật tác dụng khối lượng nói lên sự phụ thuộc giữa nồng ñộ các chất tác dụng và tốc ñộ của phản

ứng, còn sự phụ thuộc giữa nhiệt ñộ các chất và tốc ñộ phản ứng và ñịnh luật Van

Khái niệm về phản ứng hóa học giới thiệu hệ thống các khái niệm thành phần nghiên cứu là một yếu tố không thể tách trong hệ thống kiến thức hóa học tổng quát

có liên quan với các khái niệm về chất, nguyên tố hóa học, các loại phản ứng hóa học và các biễu hóa hóa học riêng biệt trong hệ thống chung ñó, như chỉ dẫn hình

2

Cần nêu rõ là không chỉ có khái niệm tổng quát về phản ứng hóa học mà cả khái niệm thành phần nằm trong hệ ñều có liên quan chặt chẽ với những khái niệm khác của toàn hệ thống kiến thức hóa học, ñặc biệt kiến thức về chất và về cấu tạo chất

Do ñó bản chất và cơ chế của phản ứng hóa học trong lịch sử khoa học khi giải thích những thay ñổi ñịnh tính của các chất ñược khám phá dưới ánh sáng của thuyết nguyên tử - phân tử, và sau ñó dưới ánh sáng của thuyết cấu tạo nguyên tử Không sử dụng những hiểu biết về chất và về cấu tạo chất thì không thể nghiên cứu nhóm khái niệm về trạng thái ñầu của hỗn hợp phản ứng Chính ñó là một hỗn hợp chất gồm các tiểu phân có thành phần này hay thành phần khác, có cấu tạo này hay cấu tạo khác

Hình 2_Vị trí của khái niệm tổng quát về phản ứng hóa học

trong hệ thống kiến thức hóa học

Các ñiều kiện quan trọng nhất ñể phản ứng xảy ra và tiến triển, ñặc biệt là việc ñịnh

hướng cần thiết cho các tiểu phân tham gia tương tác hóa học có thể nhận thức ñược

trên cơ sở những hiểu biết sâu về cấu tạo chất

Các khái niệm về tốc ñộ của phản ứng hoá học và về những ñiều kiện ảnh hưởng

ñến tốc ñộ cũng liên quan với các khái niệm về cấu tạo chất Chỉ khi sử dụng các

khái niệm ñó mới có thể giải thích quá trình phản ứng hoá học với tốc ñọ nhất ñịnh

và giải thích ñược ảnh hưởng của nồng ñộ các chất phản ứng, nhiệt ñộ và các ñiều

kiện khác ñến tốc ñộ ñó

Nguyên

tố hóa học Chất

Phản ứng hóa học

Các loại chất Các loại

phản ứng

Các nhóm nguyên tố

Các chất

riêng biệt

các phản ứng hóa học riêng biệt

các nguyên

tố hóa học riêng biệt

Khái niệm về

Khái niệm về

Theo cách lí luận tương tự, thì có thể tìm thấy mối liên hệ giữa các nhóm khái niệm thành phần khác về sự chuyển hóa hóa học của các chất (như chiều của phản ứng, cân bằng hóa học, trạng thái cuối của hỗn hợp phản ứng )

Do ñó có thể kết luận rằng, những khái niệm về phản ứng hoá học có rất nhiều mối liên hệ ña dạng không những với nhau, mà còn cả với các khái niệm khác của mọi hệ thống kiến thức hoá học

CHƯƠNG 2: HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN KHÁI NIỆM PHẢN ỨNG HÓA HỌC TRONG CHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC SGK LỚP 8

2.1 Những ñiều kiện quan trọng ñể hình thành cho học sinh hệ thống các khái niệm về phản ứng hóa học

Chúng ta ñã gặp trong các tài liệu giáo dục những ñiều chỉ dẫn về sự cần thiết phải

có những ñiều kiện ñể hình thành hệ thống khái niệm cho học sinh, như việc khái quát dần dần những kiến thức ñã lĩnh hội ñược, việc sử dụng các sơ ñồ và bảng trong quá trình hệ thống hóa và tổng quát hóa kiến thức

ðể hình thành cho học sinh hệ thống khái niệm về phản ứng hóa học cần có các ñiều kiện:

Trước hết, ñó là sự nhận thức rõ rệt của giáo viên, hiểu hệ thống ñó là cái gì, có những mối liên hệ nào giữa các khái niệm nằm trong hệ, hệ thống ñó nói chung và các khái niệm riêng biệt của hệ có liên quan với các kiến thức hóa học nằm trong phạm vi như thế nào ( ví dụ với các khái niệm tổng quat về chất và về nguyên tố hóa học)

Khái niệm về phản ứng hóa học chỉ là một bộ phận của hệ thống các kiến thức khoa học về sự chuyển hóa hóa học của các chất nên cần phải lựa chọn những kiến thức nào cần thiết cho học sinh

Khi lựa chọn kiến thức về phản ứng hóa học cần xuất phát từ những nhiệm vụ của việc giảng dạy hóa học trong giai ñoạn hiện nay là:

những ñịnh luật hóa học và sự kiện quan trọng nhất, những lí thuyết hóa học chủ ñạo

Cho học sinh làm quen những cơ sở của nền sản xuất hóa học cả về lí thuyết và thực hành, ứng dụng của hóa học trong các ngành quan trọng nhất của nền kinh tế quốc dân

Phát triển kĩ năng quan sát và giải thích những hiện tượng hóa học xảy ra trong tự nhiên, trong phòng thí nghiệm, trong sản xuất và trong cuộc sống hàng ngày

Hình thành kĩ năng sử dụng các chất và thực hiện một số thao tác hóa học

Phát triển lòng yêu khoa học, tính ham hiểu biết, thái ñộ tích cực ñối với tự nhiên, kĩ năng ñộc lập trao dồi các tri thức khoa học

Nhiệm vụ phát triển kĩ năng quan sát và giải thích các hiện tượng hóa học ñòi hỏi cho học sinh làm quen với bản chất của sự chuyển hóa hóa học và những dấu hiệu của phản ứng hóa học, nghĩa là phân biệt ñược trạng thái cuối của hỗn hợp phản

ứng khác trạng thái ñầu ở chổ nào( theo tính chất của chất và theo trạng thái năng

lượng ) ðể hình thành kĩ năng thực hiện các thao tác, cần làm cho học sinh biết

ñược những ñiều kiện quan trọng nhất ñể phản ứng sinh ra và tiến triển Vì các khái

niệm về bản chất của phản ứng hóa học nằm trong những kiến thức tổng quát về sự chuyển hóa hóa học ñược hình thành trên cơ sở nghiên cứu các phản ứng riêng biệt của các chất vô cơ và hữu cơ nên khi học về phản ứng không thể ñi khỏi giới hạn ñã

ñược quy ñịnh ở bất kì vị trí nào của giáo trình hóa phổ thông

Khi phát triển cho học sinh những kiến thức thuộc nhóm khái niệm về trạng thái ñầu của hỗn hợp phản ứng cần ñặc biệt lưu ý ñến những ñiều kiện phát sinh và tiến triển phản ứng sẽ xác ñịnh tốc ñộ của phản ứng ( như các ñiều kiện bảo ñảm sự va chạm giữa các tiểu phân phản ứng, tăng số tiểu phân có năng lượng hoạt hóa, ảnh hưởng

ñến việc lựa chọn cơ chế có lợi nhất của chuyển hóa)

Trong nhóm khái niệm về tốc ñộ của phản ứng, cần phát triển kiến thức theo trình

tự sau :

Sự phụ thuộc của tốc ñộ phản ứng vào các ñiều kiện ( nồng ñộ, bề mặt tiếp xúc giữa các chất, nhiệt ñộ) về mặt ñịnh tính

Ảnh hưởng của sự có mặt của chất xúc tác ñến tốc ñộ phản ứng hóa học

Sự phụ thuộc của tốc ñộ phản ứng vào bản chất các chất phản ứng vào thành phần các chất

Tốc ñộ của phản ứng coi như sự biến thiên của nồng ñộ các chất phản ứng về mặt ñịnh lượng sự phụ thuộc của tốc ñộ phản ứng vào cơ chế của phản ứng hóa học

Sự phụ thuộc của tốc ñộ phản ứng vào dạng các tiểu phân của chất tham gia giai ñoạn chuyển hóa

ðiều kiện tiếp theo ñể hình thành cho học sinh hệ thống khái niệm trên là khi

mở rộng các kiến thức thuộc bất kì nhóm khái niệm thành phần nào về phản

ứng hóa học ñều cần phải lưu ý ñến những nhiệm vụ của việc hình thành

toàn bộ hệ thống ñó

Như vậy cần hình dung là trong quá trình phát triển khái niệm không những chỉ thực hiện mối liên hệ “ thuận” giữa chúng ( những khái niệm ñược hình thành dựa vào các khái niệm trước), mà cả mối quan hệ liên hệ ngược nữa ( phát triển các khái niệm ñã lĩnh hội ñược trên cơ sở hình thành các khái niệm mới)

Cho học sinh làm quen các quy luật của sự chuyển hóa hóa học là ñiều kiện hình thành kết quả hệ thống khái niệm về phản ứng hóa học, bởi vì nó sẽ ñảm bảo thiết lập ñược mối liên hệ có tính quy luật giữa các khái niệm thành phần của các nhóm khác nhau và như vậy sẽ bảo ñảm cho việc lĩnh hội chúng có cơ sở hơn

Một ñiều kiện nữa cũng quan trọng ñể hình thành hệ thống khái niệm về phản ứng hóa học, ñó là việc ñảm bảo cho học lĩnh hội một cách tự giác, sâu sắc và vững chắc mọi khái niệm thành phần về sự chuyển hóa học của các chất Việc hệ thống hóa kiến thức sẽ chỉ thành công khi nào mọi khái niệm – yếu tố của hệ ñược học sinh lĩnh hội với chất lượng ñầy ñủ

Trên những cơ sở những nghiên cứu ñó, ta thấy rõ là muốn hình thành mọi khái niệm thành phần về sự chuyển hóa hóa học của các chất, thì phải có những ñiều kiện chung về phương pháp Muốn vậy giáo viên cần:

Dựa vào những kiến thức thu ñược khi học những tài liệu thực tế của giáo trình Hóa

Sử dụng hợp lí những hiện tượng học sinh quan sát ñược và thí nghiệm hóa học

Áp dụng thuyết cấu tạo chất ñể giải thích các mặt nghiên cứu ñược của chuyển hóa hóa học