Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Lôi cuốn học sinh vào tiết học qua những câu chuyện kể về các nhà bác học, về lịch sử tìm ra các nguyên tố hóa học

Chia sẻ: Chubongungoc | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:26

Thêm vào BST

Báo xấu

43
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của sáng kiến kinh nghiệm là nâng cao chất lượng và hiệu quả dạy học hoá học. Phát huy tính tích cực và tạo hứng thú cho học sinh trong học tập bộ môn và qua những câu truyên kể phần nào giúp các em yêu thích, say mê nghiên cứu khoa học hơn. Đề tài này đặt ra nhằm phát huy tính tích cực trong giảng dạy và học môn Hóa học. Qua những câu truyện kể về các nhà bác học hoặc lịch sử về các nguyên tố có liên quan đến bài học để giúp Học sinh tìm hiểu, tư duy và phát huy tính tích cực, năng động, sáng tạo trong việc tiếp thu các kiến thức của bộ môn Hóa học.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Lôi cuốn học sinh vào tiết học qua những câu chuyện kể về các nhà bác học, về lịch sử tìm ra các nguyên tố hóa học

SỞ GD&ĐT LÀO CAI TRƯỜNG THPT SỐ I BÁT XÁT SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM LÔI CUỐN HỌC SINH VÀO TIẾT HỌC QUA NHỮNG CÂU CHUYỆN KỂ VỀ CÁC NHÀ BÁC HỌC, VỀ LỊCH SỬ TÌM RA CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC. Người thực hiện: ĐOÀN THU HIỀN Chuyên môn: Hóa học Chức vụ: Tổ trưởng chuyên môn Tổ chuyên môn Hóa – Sinh – Thể Dục Đơn vị công tác: Trường THPT số I Bát Xát Bát Xát, tháng 5 năm 2014 1
MỤC LỤC NỘI DUNG T RANG I.Đặt vấn đề 1. Lý do chọn đề tài 3 2. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu 3 3. Phương pháp nghiên cứu 4 4. phạm vi nghiên cứu 4 II. Nội dung của sáng kiến kinh nghiệm 1. Cơ sở lí luận của vấn đề 5 2. Thực trạng vấn đề nghiên cứu 5 3. Các biện pháp đã tiến hành để giải quyết vấn đề 6 4. Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm 23 III. Phần kết luận 1. Ý nghĩa của sang kiến kinh nghiệm 24 2. Nhận định chung 25 3. Bài học kinh nghiệm 25 IV- Tài liệu tham khảo 26 2
PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI: Phân môn Hóa học trong trường THPT giữ một vai trò quan trọng trong việc hình thành và phát triển trí dục của Học sinh. Mục đích của môn Hóa học giúp học sinh hiểu đúng đắn và hoàn chỉnh, nâng cao cho học sinh những tri thức, hiểu biết về thế giới, con người thông qua các bài học, giờ thực hành....của Hóa học nhưng qua thực tiễn giảng dạy tôi nhận thấy nhiều học sinh đều cảm thấy môn Hóa học là,.môn khoa học khô khan và khó tiếp thu nếu không đưa được các kiến thức thực tế vào bài học và đặc trưng môn Hóa học là các kiến thức đều liên quan đến nhau nên nếu chỉ ở một vài tiết học nào đó mà học sinh không chú ý sẽ tạo lỗ hổng cho các phần kiến thức liên quan và học sinh sẽ sợ học môn hóa. Do vậy, ngoài những hiểu biết về hóa học, người giáo viên dạy Hóa học còn có phương pháp truyền đạt thích hợp và những hiểu biết về những vấn đề liên quan đến bài học để gây hứng thú cho Học sinh khi lĩnh hội các kiến thức. Chính vì vậy tôi chọn đề tài: "Lôi quấn học sinh vào tiết học qua những câu truyện kể về các nhà bác học, về lịch sử tìm ra các nguyên tố hóa học ". II- MỤC ĐÍCH VÀ NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI 1. Mục đích của SKKN Nâng cao chất lượng và hiệu quả dạy học hoá học Phát huy tính tích cực và tạo hứng thú cho học sinh trong học tập bộ môn và qua những câu truyên kể phần nào giúp các em yêu thích, say mê nghiên cứu khoa học hơn. Đề tài này đặt ra nhằm phát huy tính tích cực trong giảng dạy và học môn Hóa học. Qua những câu truyện kể về các nhà bác học hoặc lịch sử về các nguyên tố có liên quan đến bài học để giúp Học sinh tìm hiểu, tư duy và phát huy tính tích cực, năng động, sáng tạo trong việc tiếp thu các kiến thức của bộ môn Hóa học. 2. Đối tượng nghiên cứu 3
Học sinh khối 10 năm học 2013– 2014 3. Đối tượng khảo sát, thực nghiệm Học sinh lớp 10A5 và 10A6 trường THPT số I huyện Bát Xát - Lào Cai III – PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Để hoàn thành tốt đề tài này tôi đã vận dụng các phương pháp nghiên cứu khoa học như: Phân tích lý thuyết, điều tra cơ bản, tổng kết kinh nghiệm sư phạm và sử dụng một số phương pháp thống kê toán học trong việc phân tích kết quả thực nghiệm sư phạm v.v.. . Nghiên cứu kỹ sách giáo khoa lớp 10, 11, 12 và các sách tham khảo về các nhà bác học và lịch sử tìm ra các nguyên tố. Đúc rút kinh nghiệm của bản thân trong quá trình dạy học. Tham khảo, học hỏi kinh nghiệm của một số đồng nghiệp . Ứng dụng thực tiễn: Giảng dạy vào thực tiễn khi áp dụng các nội dung vào trong bài học và vận dụng làm bài học trên lớp, kiểm tra kết quả giữa 2 lớp trong đó có 1 lớp đối chứng Đề tài này nghiên cứu áp dụng trong chương trình giảng dạy đối với học sinh lớp 10, 11, 12 Giáo viên cũng có thể yêu cầu học sinh về nhà tìm tư liệu qua sách, mạng trước tiết học 1 vài hôm để khích thích các em tìm tòi và nghiên cứu bài học. IV. PHẠM VI VÀ KẾ HOẠCH NGHIÊN CỨU Kế hoạch thực hiện đề tài: Đề tài bắt đầu nghiên cứu từ tháng 9 năm 2013, được thực nghiệm trong năm học 2013-2014 ở lớp 10 Đề tài được áp dụng tại trường THPT – số I huyện Bát Xát- Lào Cai 4
PHẦN II: NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM I. CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ: Phân môn hóa học trong trường THPT giữ một vai trò quan trọng trong việc hình thành và phát triển trí tuệ của học sinh. Mục đích của môn học là giúp cho học sinh hiểu đúng đắn và hoàn chỉnh, nâng cao cho học sinh những tri thức, hiểu biết về thế giới, con người thông qua các bài học, giờ thực hành … của hóa học. Hóa học để hiểu biết, giải thích được các vấn đề thực tiễn thông qua cơ sở cấu tạo nguyên tử, phân tử, sự chuyển hóa qua lại của các chất bằng các phương trình phản ứng hóa học … Đồng thời khởi nguồn, là cơ sở phát huy tính sáng tạo đưa những ứng dụng phục vụ trong đời sống của con người. Hóa học góp phần giải tỏa, xóa bỏ các hiểu biết sai lệch làm phương hại đến đời sống, tinh thần của con người… Để đạt được mục đích của hóa học trong trường phổ thông thì giáo viên dạy hóa học là nhân tố tham gia quyết định chất lượng. Do vậy, ngoài những hiểu biết về hóa học, người giáo viên dạy hóa học còn phải có phương pháp truyền đạt, thu hút, gây hứng thú khi lĩnh hội kiến thức hóa học của học sinh. Đó là vấn đề cần quan tâm và nghiên cứu nghiêm túc. Trong sáng kiến kinh nghiệm này, tôi có đề cập đến một khía cạnh “Lôi quấn học sinh vào tiết học qua những câu truyện kể về các nhà bác học, về lịch sử tìm ra các nguyên tố hóa học ”. Với mục đích góp phần sao cho học sinh học hóa học dễ hiểu, thiết thực, gần gũi với đời sống và lôi quấn học sinh khi học…. Để hóa học không còn mang tính đặc thù khó hiểu như một “ Thuật ngữ khoa học”. II. THỰC TRẠNG CỦA VẤN ĐỀ Trước tình hình học hóa học phải đổi mới phương pháp dạy đã và đang thực sự là yếu tố quyết định hiệu quả giờ dạy. Một trong những yếu tố để đạt giờ dạy có hiệu quả và tiến bộ là phải phát huy tính thực tế, giáo dục về môi trường, về tư tưởng vừa mang bản sắc dân tộc mà không làm mất đi tính cộng đồng trên toàn thế giới, những vấn đề cũ nhưng không cũ mà vấn có tính cập nhật mới mẻ, đảm bảo: 5
Tính khoa học – Hiện đại, cơ bản, tính thực tiễn và giáo dục kỹ thuật tổng hợp, tính hệ thống sư phạm. Tuy nhiên mỗi tiết học có thể không nhất thiết phải hội tụ tất cả các quan điểm nêu trên, cần phải nghiên cứu kĩ lưỡng, đừng quá lạm dụng khi lượng kiến thức không đồng nhất. Thực tế giảng dạy cho thấy: Môn hóa học trong trường phổ thông là một môn học khó, nếu không có những bài giảng và phương pháp hợp lý phù hợp với thế hệ học trò dễ làm cho học sinh thụ động trong việc tiếp thu, cảm nhận, đã có hiện tượng một số bộ phận học sinh không muốn học hóa học, ngày càng lạnh nhạt với giá trị thực tiễn của hóa học. Nhiều giáo viên chưa quan tâm đúng mức đối tượng giáo dục, chưa đặt ra cho mình nhiệm vụ và trách nhiệm nghiên cứu, hiện tượng dùng đồng loạt cùng một cách dạy, một bài giảng cho nhiều lớp, nhiều thế hệ học trò là không ít. Do phương pháp ít có tiến bộ mà người giáo viên đã trở thành người cảm nhận, truyền đạt tri thức một chiều. Nhiều giáo viên coi nhẹ hoặc coi việc giáo dục tích hợp các nội dung liên quan đến bộ môn mà qua đó giáo dục cho các em kĩ năng sống, mục đích, lí tưởng sống cũng như động viên các em học sinh có hoàn cảnh khó khăn là việc của môn khác, của giáo viên chủ nhiệm hay một đoàn thể nào đó cũng như gia đình các em là một suy nghĩ không đúng.Trong một tiết học nhiều giáo viên chỉ chú trong dạy làm sao đủ thời gian để hết lượng kiến thức mà chương trình yêu cầu mà không lồng ghép một cách phù hợp các nội dung liên quan để qua đó giáo dục được các em phát triển toàn diện và có những đam mê khoa học mà có thể trước đó các em chưa dám nghĩ tới. III. CÁC BIỆN PHÁP ĐÃ TIẾN HÀNH ĐỂ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ Để việc giảng dạy bộ môn hóa học đạt hiệu quả cao hơn tôi đã mạnh dạn cải tiến nội dung phương pháp trong các bài giảng hóa học trung học phổ thông. Một trong những điểm tôi đã làm là “Lôi quấn học sinh vào tiết học qua những câu truyện kể về các nhà bác học, về lịch sử tìm ra các nguyên tố hóa học”. Làm cho hóa học không khô khan, bớt đi tính đặc thù của khoa học. 6
Cơ sở lý luận và thực tiễn dạy học tôi đã thấy rằng “Lôi quấn học sinh vào tiết học qua những câu truyện kể về các nhà bác học, về lịch sử tìm ra các nguyên tố hóa học” sẽ tạo hứng thú, khơi dậy niềm đam mê. Học sinh hiểu được sự hi sinh, nỗi vất vả của việc nghiên cứu khoa học và những vinh quang, hạnh phúc khi là người có ích cho xã hội để từ đó phần nào làm cho các em biết trân trọng hơn những thành tựu khoa học và tạo động lực cho các em học tập tốt hơn. Để thực hiện được thì người giáo viên phải nghiên cứu kỹ bài giảng, xác định được kiến thức trọng tâm, tìm hiểu, tham khảo các vấn đề liên quan phù hợp với từng đối tượng học sinh ở thành thị và nông thôn, đôi lúc cần quan tâm đến tính cách, sở thích của đối tượng, tiếp thu, hình thành giáo án theo hướng phát huy tính tích cực chủ động của học sinh phải mang tính hợp lý và hài hòa, nhẹ nhàng, đôi lúc khôi hài nhưng sâu sắc, vẫn đảm nhiệm được mục đích học môn hóa học. Tuy nhiên thời gian giành cho vấn đề này là không nhiều “Nó như thứ gia vị trong cuộc sống không thể thay cho thức ăn nhưng thiếu nó thì kém đi hiệu quả ăn uống”. 1. Các giải pháp thực hiện: 1.1 “Lôi quấn học sinh vào tiết học qua những câu truyện kể về các nhà bác học, về lịch sử tìm ra các nguyên tố hóa học” bằng cách giáo viên tìm hiểu hoặc yêu cầu học sinh chuẩn bị trước các kiến thức liên quan đến bài học giúp cho học sinh có thể qua các tấm gương là các nhà bác học đó để tạo động lực cho các em học tập, rèn luyện và qua tìm hiểu về các nguyên tố cũng tạo hứng thú cho các em tiếp thu bài mới một cách vui vẻ, hiệu quả. 2. Các biện pháp về tổ chức thực hiện: 1. Để tổ chức thực hiện được giáo viên có thể dùng nhiều phương tiện, nhiều cách như: Bằng lời giải thích bằng hình ảnh, đoạn phim… có thể tiến hành dạy trong hoàn cảnh dùng máy chiếu hay không dùng máy chiếu. .. Điều này cần phụ thuộc vào mỗi giáo viên ở mỗi trường THPT, căn cứ vào hoàn cảnh cụ thể và phong cách dạy khác nhau để huy động tối đa vì hiệu quả giáo dục với nội dung đề tài này, có những kinh nghiệm có thể áp dụng cho nhiều người, nhưng có những 7
phong cách không thể áp dụng cho giáo viên khác. Vì phong cách dạy “ Nó như tính cách của mỗi con người không ai giống ai” Nhưng đảm bảo được nội dung dạy học theo yêu cầu của chương trình. Tôi nói như vậy không có nghĩa người giáo viên không đổi mới phương pháp giảng dạy mà mỗi giáo viên luôn phải tìm cách đổi mới trong phong cách dạy của mình theo yêu cầu của thực tiễn hiện hành. Có thể nói “ Người giáo viên như một đạo diễn cho tiết dạy của mình”.Sau đây là một số ví dụ mà tôi đã áp dụng thành công trong giảng dạy: * VÍ DỤ 1: Sự phát minh ra nguyên tố Flo. Lịch sử coi năm 1771 là năm tìm ra flo, khi nhà hóa học Thụy Điển Sile, chưng hỗn hợp khoáng vật fluorit (CaF2) với axit sunfuric, ông thu được một chất mới. Lavoadiê gọi chất mới này là axit noric, vì ông nghĩ rằng hợp chất này có chứa oxy và một nguyên tố mới chưa biết. Tất nhiên Lavoidiê đã lầm. Sau khi làm thí nghiệm đốt cháy lưu huỳnh, photpho (1872) rồi hòa tan trong nước, ông đều thu được axit. Từ đó ông tổng quát hóa rằng hễ axit là có chứa oxy. Theo ông, oxy có nghĩa là sinh ra axit. Đến năm 1810, nhà điện hóa Anh Đêvi (H.Davy) bằng cách điện phân axit clohyđric (HCl) đã tìm ra được clo và ông đã chứng minh rằng axit này là một hợp chất của clo với hyđro. Tương tự như vậy, ông giả thiết rằng axit flohyđric sẽ là một hợp chất của một nguyên tố mới chưa biết với hyđro. Tuy nhiên, lịch sử đi tìm ra flo tự do là lịch sử của nguy hiểm và hy sinh của nhiều nhà khoa học. Đêvi đã không thành công trong việc điện phân axit flohyđric và ông bị ngộ độc, tuy rằng ông đã xác định được khối lượng nguyên tử của flo là bằng 19,06. Đến năm 1834, học trò của Đêvi là nhà vật lý Farađây (M.Faraday) cố gắng tìm cách giải quyết vấn đề flo tự do bằng cách điện phân một số florua ở trạng thái nóng chảy, nhưng cũng thất bại. 8
Sau đó hai anh em Knôcxơ (Knox) người Airơlan tiến hành thí nghiệm 5 năm liền, kết quả một người chết và người khác bị thương. Một số nhà bác học khác đã chia sẻ số phận thảm hại của anh em Knôcxơ. Cuối cùng, trong những năm 1854 - 1856, giáo sư Pháp trường Đại học Bách khoa ở Pari Frêmi (E.Premy) đã điện phân canxi florua (CaF2) nóng chảy. Canxi kim loại xuất hiện ở cực âm, trong khi đó một chất khí thoát ra ở cực dương. Như vậy, Frêmi xứng đáng được coi như đồng tác giả với Sile, mặc dù ông chưa thu được khí flo để nghiên cứu tính chất. Cần nói ngay ở đây rằng không dễ dàng thu được khí flo. Nó có hoạt tính cao và rất độc, độc hơn cả axit HF. Năm 1869, nhà hóa học Anh Gorơ (G. Gore) đã thu được một lượng rất ít flo, nhưng nó đã nổ mạnh khi tác dụng với hyđro. Người cuối cùng thành công trong việc điều chế ra flo ở trạng thái tự do là nhà hóa học Pháp Moaxăng (A. Moissan). Trước một ủy ban đặc biệt của Viện Hàn lâm Khoa học Pari gồm những nhà hóa học nổi tiếng, Moaxăng đã trình bày thí nghiệm. Ngày đầu ông thất bại, nhưng ngày thứ hai mới thành công. Đó là năm 1886 - nửa sau của thế kỷ 19. Năm sau, ông thu được flo lỏng. Hợp chất có chứa flo được dùng làm thuốc chữa bệnh. Trong nước uống nếu thiếu muối flo người ta dễ bị sâu răng. Trong nhiều loại thuốc đánh răng trên nhãn hiệu có ghi thêm chữ fluoride, tức là đã có thêm hợp chất của flo. Cái gì ít là thuốc chữa bệnh, nhưng qúa liều lượng sẽ trở thành chất độc. Ở miền Nam châu Phi và ở Ôxtrâylia có một vài loài cây có chứa flo (kali floaxetat) rất độc. Một ít lá tươi của loại cây này (khoảng 1g) đã có thể giết chết một con cừu. + Lĩnh vực áp dụng: Đây là vấn đề có liên quan đến tích hợp môi trường và qua bài học học sinh hiểu được tầm quan trọng của Flo, vừa có ý thức bảo vệ môi trường và kích thích sự tìm hiểu vấn đề này. Qua đó cũng giúp các em học sinh hiểu rằng để tìm ra một nguyên tố đã phải có sự hi sinh rất nhiều từ các nhà bác học, thậm chí cả sự hi sinh về tính mạnh nên qua đó các em phải biết trân trọng 9
những thành tựu khoa học và tích cực học tập hơn… Giáo viên có thể đưa vào bài giảng về bài Flo- Brom- Iot (lớp 10). * VÍ DỤ 2: Giấc mơ và 2 phát minh Hóa học nổi tiếng. 1. Giấc mơ về vòng benzen của nhà hoá học Kekules: Benzen dùng làm dung môi và là nguyên liệu để tổng hợp chất nổ được nhà khoa học người Anh Micheal Faraday (1791-1867) phát hiện từ năm 1825, nhưng sau đó vài chục năm người ta vẫn chưa tìm ra công thức phân tử phù hợp cho chất này. Người ta hiểu phân tử benzen rất đối xứng nhưng không tưởng tượng ra được là 6 nguyên tử C hoá trị IV và 6 nguyên tử H hoá trị I được tổ hợp như thế nào để hình thành một phân tử benzen ổn định. Một ngày mùa đông năm 1865, Friedrich August Kekules (1829-1896), nhà hóa học người Đức ngồi ngủ gật cạnh bếp lò trong sự mệt mỏi của công việc nghiên cứu. Trong giấc mơ, cùng với ảo giác về những nguyên tử cacbon và hydro nối nhau nhảy múa thành một dây xích, ông đã nhìn thấy một con rắn đang quay đầu, miệng ngoặm cái đuôi mình và xoay tròn. Kekules bừng tỉnh giấc và hiểu ra rằng benzen là vật chất kết cấu dạng vòng, đó là một vòng benzen 6 cạnh, 6 nguyên tử cacbon là 6 đỉnh của một lục giác đều. 2. Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học của Mendeleev: Có một giấc mơ quan trọng đã xảy ra vào một đêm tháng 02/1869, liên quan đến “hiến pháp của vương quốc hóa học” – luật tuần hoàn của các nguyên tố. Lúc bấy giờ người ta chỉ mới tìm ra 63 nguyên tố hóa học, nhưng còn chưa rõ chúng được sắp xếp như thế nào. Các nhà khoa học luôn trăn trở, cho rằng nhất định các nguyên tố hóa học phải được sắp xếp thứ tự theo một quy luật nào đó. Giáo sư hóa học người Nga Dimitri Ivanivich Mendeleev (1834-1907) lúc bấy giờ mới 35 tuổi, đã tìm tòi rất nhiều về vấn đề này. Một hôm, sự mệt mỏi khiến ông mất ngủ thiếp đi và ông đã mơ. Trong giấc mơ, ông thấy một bảng gồm nhiều ô, đồng thời lại thấy các 10
nguyên tố hóa học lũ lượt rơi vào các ô một cách trật tự. Khi bừng tỉnh, ông vội ghi lại ý tưởng và sau đó kiểm chứng lại các tính chất của từng nguyên tố. Bất ngờ là khi kiểm tra lại thì ông thấy rất phù hợp, tính chất các nguyên tố thay đổi theo chiều tăng diện tích hạt nhân và các tính chất được lặp lại một cách tuần hoàn theo từng hàng. Đáng ngạc nhiên hơn, những nguyên tố còn trống được ông dự đoán tính chất gần sát với thực tế. Và thế là bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học của Mendeleev ra đời và được sử dụng trên toàn thế giới. Lĩnh vực áp dụng: Trong khi dẫn dắt vào bài ‘BenZen’ và bài ‘Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học ‘ giáo viên có thể thông qua cầu chuyên này để thu hút các em chú ý ngay từ đầu và cũng giúp các em phần nào hiều được nỗi vất vả và sự vinh quang của việc nghiên cứu khoa học. * VÍ DỤ 3: 9 nguyên tố hóa học được biết tới từ thời cổ đại Trong số hơn 110 nguyên tố hóa học thì chỉ có 89 nguyên tố hóa học là tồn tại trong thiên nhiên. Khi tìm hiểu các nguyên tố hóa học này, đa phần chúng ta đều thấy có tên tuổi người tìm ra, xuất xứ tên gọi, năm tìm ra … Tuy nhiên, có một vài nguyên tố là không có những điều trên bởi chúng đã được tìm ra từ rất lâu rồi. Đặc biệt, với từng quốc gia khác nhau thì tên gọi dân gian của các nguyên tố này cũng khác nhau. Có 7 nguyên tố đã được lịch sử ghi nhận là có từ thời xa xưa là 7 kim loại – vàng, bạc, đồng, sắt, thiếc, chì, thủy ngân cùng 2 phi kim – cacbon và lưu huỳnh. Điểm qua các nguyên tố này, trước hết đối với phi kim chúng ta thấy cacbon tồn tại rất nhiều trong tự nhiên, ở thể rắn là than và kim cương. Lưu huỳnh tự nhiên cũng có rất nhiều ở gần các núi lửa hoạt động. Vào thời Hy Lạp cổ đại, người dân đã biết đốt lưu huỳnh để tẩy uế nhà cửa và sau đó là xuất hiện trong công thức thuốc súng của người Hy Lạp và Trung Quốc. Vàng (Au) được lấy từ chữ Aurora (rạng đông) trong tiếng La tinh. Người ta đã tìm thấy dấu hiệu của các đồ vật bằng vàng đi cùng với vũ khí bằng đá ở thời đại đồ đá mới. Vàng cũng là một trong những nguyên nhân chính gây ra rất nhiều các cuộc chiến tranh trên thế giới. Vàng quý bởi các tính chất vật lý và hóa học của 11
chúng (không bị oxy hóa, hầu như không tan trong acid, 1 gam vàng có thể kéo thàng 1 sợi dài 2km…) Bạc (Ag) được coi là song sinh với vàng. Người xưa thể hiện vòng tròn có chấm ở giữa (cho Mặt trời) để chỉ vàng, hình lưỡi liềm (cho Mặt Trăng) để chỉ bạc. Cũng giống như vàng, bạc đã biết tới từ thời cổ đại. Vàng và bạc có tính chất chữa và phòng bệnh rất tốt nên thường được dùng làm chén bát thời xưa. Đồng (Cu) có lẽ là kim loại đầu tiên thay đá làm công cụ lao động vào khoảng 4000 năm trước Công Nguyên. Sau đó, vào thời kỳ đồng thanh thì con người đã biết nấu chảy đồng từ quặng (đồng lẫn thiếc gọi là đồng thanh). Với khả năng dễ làm nóng chảy, đồng cũng đã được sử dụng để đúc vũ khí vào thời xưa. Sắt (Fe) là một trong những nguyên tố Trời cho. Nói là Trời cho bởi vì có rất nhiều sắt rơi từ trên trời xuống cùng các thiên thạch. Sau thời kỳ đồ đồng, sắt đã được sử dụng để thay thế. Cứng hơn, bền hơn nhưng khó nung chảy hơn, việc hoàn thiện quá trình luyện sắt thực sự là một trở ngại đối với con người vào thời xưa. Chì (Pb) cũng được loài người biết tới từ khoảng thời gian 3000-4000 năm trước Công Nguyên thông qua những đồng tiền và những bức tượng bằng chì. Hệ thống dẫn nước La Mã cũng được làm bằng Chì. Người ta thường hay nhầm Chì với Thiếc và thường sử dụng lẫn lộn hai kim loại này vào thời xưa. Chì có nhiệt độ nóng chảy thấp và khá mềm trong điều kiện tự nhiên. Trong thiên nhiên, thiếc (Sn) không tồn tại ở dạng tự do, nhưng việc luyện thiếc từ SnO2 lại khá đơn giản bởi nhiệt độ nóng chảy thấp (231.9oC). Thiếc có một đặc tính thú vị là sẽ chuyển từ dạng thiếc trắng (thanh kim loại) sang dạng thiếc xám (bột kim loại) ở nhiệt độ 13.2oC. Do vậy, năm 1812 khi quân đội Napoleon phải rút ra khỏi nước Nga, rất nhiều cúc áo làm bằng thiếc trên áo của quân Pháp đã biến thành bột xám. Thủy ngân (Hg) đã được tìm thấy trong các ngôi mộ cổ Ai Cập 3000 năm trước Công Nguyên. Người Ấn độ và Trung quốc cổ đại cũng đã biết dùng thủy ngân để hòa tan vàng và bạc. Thủy ngân là kim loại duy nhất tồn tại trong tự nhiên dưới dạng lỏng. Tại Tây Ban Nha người ta có thể tìm thấy thủy ngân tự nhiên ở 12
trong đáy của các hố trên núi cao. Thời Hy Lạp cổ đại, thủy ngân đã từng được gọi là “bạc nước”. Lĩnh vực áp dụng: trong quá trình dạy phần Đại cương Kim loại giáo vên có thể lồng ghép 1 trong các phần nội dùng này vào để bài học sinh động hơn, đỡ nhàm chán và gây hứng thú cho học sinh. * VÍ DỤ 4: Lịch sử tìm ra các nguyên tố nhóm VIA 1. Lưu Huỳnh (S) Là nguyên tố phi kim thứ 2 được tìm ra vào thời cổ đại ( sau Cacbon). Trong thiên nhiên, nhiều nơi đã có những mỏ lưu huỳnh. Đó cũng là lí do để con người sớm biết lưu huỳnh. Lưu huỳnh tự sinh được tìm thấy ở những nơi gần núi lửa hoạt động. Các khí thoát ra từ miệng núi lửa thường là những hợp chất của lưu huỳnh, nên có giả thuyết cho rằng lưu huỳnh tự sinh là kết quả của phản ứng giữa các chất khí đó. Ngoài ra, sự hoạt động lâu bền của các vi sinh vật trong đất cũng là nguyên nhân tạo nên lưu huỳnh tự sinh. Những mỏ lưu huỳnh này thường ở xa núi lửa và không có chứa tạp chất selen. Lí do đáng tin cậy ở chỗ, trong quá trình hoạt động để chuyển các hợp chất sunfua thành lưu huỳnh, các vi sinh vật tránh không đụng đến selen – một chất độc đối với chúng. Khoảng thế kỉ 12-9 trước công nguyên, những người cổ Hi Lạp đã biết đốt Lưu huỳnh để tẩy uế nhà cửa, dùng khí thoát ra SO2 để tẩy trắng vải sợi. Người xưa tin rằng, các mùi và màu xanh của ngọn lửa lưu huỳnh có thể xua đuổi được ma quỷ. Thời trung cổ đã biết dùng lưu huỳnh và hợp chất của lưu huỳnh để điều chế mỹ phẩm và chữa bệnh ngoài da. Thuốc súng có tên “lửa Hi Lạp” mà người Hi Lạp năm 670 đã dùng để đốt cháy chiến thuyền của Ai Cập, có thành phần (lưu huỳnh, than, diêm tiêu) và tỉ lệ gần như thuốc ngày nay. Tính chất cháy được và khả năng hoá hợp dễ dàng với nhiều kim loại làm cho lưu huỳnh có vị trí ưu đãi đối với các nhà giả kim thuật thời trung cổ. 2. OXI (O) (1774) 13
Một ngày đáng ghi nhớ: 1/8/1774 Đó là ngày mà nhà hoá học Anh Pritxli phát hiện ra oxi. Nhưng ai là người xứng đáng được ghi nhận tìm ra oxi? Câu hỏi này mỗi quốc gia trả lời một cách khác nhau với đầy đủ chứng cớ, tự hào. Người Trung Quốc cho rằng ngay từ thế kỉ 8, nhà triết học Trung Quốc Mao Hoa đã biết rằng không khí có 2 thứ khí, khí thứ nhất có tính chất cháy được và thở được. Người Ý thì tự hào rằng chính nhà hoạ sĩ và nhà bác học nổi tiếng của họ Lêona dơ Vinxi (1452 – 1519) đương thời đã nói đến không khí là một hỗn hợp hai khí trong đó chỉ có một khí dùng để thở và đốt cháy. Đến người Pháp thì ủng hộ Lavoadiê, người Anh thì ủng hộ cho Pritxli và người Thuỵ Điển chỉ biết có Sile (C. Scheele) mới là người phát hiện ra oxi đầu tiên. Tóm lại, không nước nào chịu thua nước nào! Cuộc tranh luận về quyền tác giả khám phá ra oxi đã kéo dài 200 năm mới tạm yên. Nhưng có một điều mà mọ người phải nhất trí rằng sự ra đời của oxi là cái mốc lịch sử lớn lao của hoá học, là một cuộc cách mạng trong hoá học. Hoá học có được một ngôn ngữ riêng, có giả thuyết và định luật riêng , chỉ từ sau khi oxi chính thức ra đời. Lịch sử ghi nhận năm tìm ra oxi là năm 1774 và tác giả gồm có hai người của hai nước khác nhau: Pritli, người Anh và Sile, người Thuỵ Điển – tên La Tinh chính thức của nguyên tố này là “oxygenium”, do nhà hoá học Pháp Lavoadiê đặt ra năm 1779, vay từ hai chữ Hi Lạp “oxus” có nghĩa là axit và “gennao” có nghĩa là sinh ra. Trước tiên, chúng ta chú ý đến công trình của Pritxli. Ngày 1/8/1774, ông lấy một ít hợp chất thủy ngân màu đỏ (chúng ta hiểu đó là HgO) cho vào ống nghiệm, rồi dùng thấu kính (do ông sáng chế ra) để đốt nóng. Ông nhận thấy có chất khí bốc ra và thuỷ ngân óg ánh xuất hiện. Tình cờ lúc ấy có một cây nến đang cháy. Pritxli đưa ra chất khí này gần cây nến thì thấy cây nến sáng rực lên chưa từng thấy, làm ông vô cùng ngạc nhiên nhưng không thể nào giải thích nổi. 14
Vào thời gian trên tại Thuỷ Điển, nhà hoá học Slie cũng đã tìm ra oxi bằng nhiều cách: nhiệt phân muối nitrat, nung nóng muối magienitrat, và cả bằng chưng cất hỗn hợp sanpêt với axit sufuric. Ông gọi khí mới là “không khí lửa”. Bản luận văn này mãi đến năm 1777 mới xuất bản. Nếu căn cứ vào năm xuất bản thì tác giả phải là Sile không thể đồng chấp nhận được là Pritxli. Tuy nhiên có những chứng cứ khác bảo đảm nhà hóa học Thụy Điện đã tìm ra ít nhất ba tháng trước nhà hóa học Anh. Chứng cứ đó là: năm 1775 một nhà hóa học Thụy Điện khác tên là Becman (T. Becman) đã công bố một bài báo nói về sự thật khám phá ra “không khí lửa” bởi nhà hóa học Sile. Như vậy, vấn đề công bố trên tạp chí, nhất là tạp chí chuyên ngành, là cơ sở để giữ bản quyền tác giả. Năm 1774, trên một tờ báo nhà hóa học Baiyawng (P. Bayen) cho rằng có một dòng khí nặng hơn không khí thường, đã dính vào kim loại trong quá trình nung. Ông đã thu được dòng khí đó khi mhiệt phân hợp chất của thủy ngân. Ông còn nói thêm rằng khí này có thể biến kim loại thủy ngân thành hợp chất màu đỏ. Đáng tiếc ông không tiếp tục đề tài của mình. Ở Pháp còn một nhà hóa học nữa, tên tuổi quen thuộc với chúng ta, đó là Lavoadie, vào thời gian này cũng đang nghiên cứu nguyên nhân tăng khối lượng của kim loại khi nung. Nhà khoa học này đã nghi ngờ về tính khoa học của thuyết nguyên tố. Ông đã nghiên cứu một chất khí cháy trong không khí và nhận định rằng không khí không phải là một vật thể đơn giản. Trong không khí có phần duy trì sự cháy. Phần duy trì sự cháy là chất khí thuận lợi nhất cho sự hô hấp. Đến tháng tư năm 1775, Lavoadiê đã đọc một bản báo cáo trước viện hàn lâm khoa học Pari, trong đó ông tuyên bố đã khám phá ra Oxi, ông viết rằng oxi được tìm ra đồng thời bởi Sile, Pitxli và ông. Tuy nhiên, về phương diện pháp lí người ta chỉ thừa nhận Pritxli và Sile mà thôi. Lí do là tháng 10 năm 1774, hai tháng sau khi làm thí nghiệm đốt thủy ngân 15
oxit Pritxli có sang Pari và có kể lại cho Lavoadie nghe những thí nghiệm mà ông đã làm. Cho dù Lavoadie không được công nhận công đầu trong việc tìm ra oxi, nhưng toàn thế giới đều công nhận công lao vô cùng to lớn của Lavoadie trong việc làm cho nguyên tố oxi có tầm quan trọng hàng đầu. Lavoadie ý thức được hơn ai hết vai trò của nguyên tố này. Có được oxi trong tay, Lavoadie đã giải thích đúng đắn sự tăng khối lượng của kim loại khi nung. Ông đã thức tỉnh các nhà hóa học thế giới cuối thế kỉ 18, làm cho họ tự nguyện bỏ thuyết nhiên tố và công nhận thuyết mới về sự cháy tức là “thuyết oxi”. Cây cối là nguồn cung cấp oxi lớn nhất cho khí quyển. Con số tính được là vào khoảng 400 000 triệu tấn / năm. 3. SELEN (Se) (1817) Bộ ba lưu huỳnh, selen, telu gọi là họ chancogen, thuộc phân nhóm chính nhóm VI. Lưu huỳnh vì có ở trạng thái tự sinh nên đã được loài người biết đến thời thượng cổ. Lẽ ra nguyên tố selen được tìm ra sớm hơn nhiều, bởi vì nó thường lẫn trong khoáng vật của lưu huỳnh và mỏ lưu huỳnh. Năm 1817 nhá hóa học Thụy Điện Bacdeliut mới tìm ra được selen trong bã thải của các nhà máy điều chế axit sunfudric. Tháng 9 năm 1817, Becdeliut cùng người trợ lí của mình là Gan (G. Gahn) đi kiểm tra nhà máy sản xuất axit sunfudric. Hai ông quan sát thấy trong axit mới điều chế có một kết tủa hơi có màu. Đưa kết tủa đốt trên ngọn đèn hàn thì nó biến thành những hạt có ánh chì và có mùi củ cải tía. Quan niệm của một số nhà hóa học thời kì ấy cho rằng đó là dấu hiệu của nguyên tố telu, bởi vì telu là nguyên tố tương tự như lưu huỳnh đã được tìm ra cuối thế kỉ 18. Phân tích kĩ nhiều lần kết tủa, Becdeliut kết luận rằng trong kết tủa có chứa một kim loại chưa biết, tính chất của nó giống với tính chất của telu. 16
Kết quả của việc nghiên cứu kết tủa và một số tính chất của nguyên tố đã được công bố trên tạp chí “Niên giám hóa học và vật lí”. Ông đề nghị đặt tên nguyên tố mới là selen, theo tiếng Hi Lạp có nghĩa là mặt trăng (vệ tinh của trái đất). Cùng nhóm với telu, nguyên tố này có những tính chất tương tự và được dùng làm tế bào quang điện và để nắn dòng điện xoay chiều. Những máy ảnh hiện đại có bộ phận đo ánh sáng làm bằng selen. 4. Telu (Te) (1782) Nhóm VI của bảng hệ thống tuần hoàn có 2 phân nhóm. Phân nhóm phụ: Cr, Mo, W được tìm ra cuối thế kỉ 18. Phân nhóm chính gồm có O, S, Se, Te, Po. Trong nhiều sách giáo khoa, người ta quen gọi bộ ba nguyên tố: lưu huỳnh, selen, telu là họ chancogen, để chỉ 3 nguyên tố này trong nhóm VIA. Chữ “chalcos” theo tiếng Hi Lạp có nghĩa là vỏ quả đất. Nói là họ hàng cũng đúng, bởi vì chúng giống nhau về tính chất hóa học. Hơn nữa, Se và Te là vệ tinh của S. Đáng tiếc, Se trốn quá kĩ sau S và Te nên mãi đến đầu thế kỉ 19 mới xuất hiện, thành thử họ chancogen rất gần về huyết thống nhưng tuổi tác lại rất xa nhau! Telu coi như 3 lần được cấp giấy khai sinh, lần thứ nhất là vào năm 1782, một kỉ sư mỏ nước Áo tên là Mulơ đẫ phân tích hóa học một thứ quặng trắng được tìm thấy ở nước Áo và đã tách được ở dạng hạt kim loại, trông có vẻ giống antimo. Sau một năm nghiên cứu ông cho biết đó là một kim loại chưa biết. Để vững lòng tin, ông đã gởi một mẫu quặng đến các nhà khoáng vật nổi tiếng Thụy Điện Becman. Mẫu quặng quá bé không đủ để kết luận. Thời gian trôi… Ngày sinh thứ 2 là 25 – 1 – 1798. Tại viện hàn lâm khoa học Beclin, nhà hóa học Đức Claprot đã thông báo về việc tìm ra từ quặng màu trắng một nguyên tố mới mà ông gọi là Telu. Tiếng La Tinh “telus” có nghĩa là “quả đất”. Thật tình mà nói Claprot đã nhận mẫu quặng mà Mulơ đưa cho nhưng ông cho rằng ông mới xứng đáng là người tìm ra nguyên tố telu. 17
Cũng xin nói thêm về một người nữa có liên quan đến việc tìm ra nguyên tố telu đó là nhà hóa học, thực vật học P. Kiteibel người Hunggari. Năm 1789, ông nhận được một khoáng vật molipden có chứa bạc nhưng ông đã tách ra được một nguyên tố mới. Đáng tiếc, ông không công bố những phát hiện của mình mà chỉ mô tả những gì tìm được qua thư từ trao đổi với một số bạn đồng nghiệp. Trong một thời gian dài telu được coi như một kim loại. Năm 1832, sau khi tìm được selen, Becdeliut cho thấy có sự rất giống nhau giữa lưu huỳnh, selen và telu. Từ đó trở đi, telu được đưa vào danh sách những phi kim. Là một phi kim, telu cho những hợp chất mà nó thể hiện mức oxi hóa -2, +4, +6. Nó có giá trị trong những ngàng kĩ thuật hiện đại. Những hợp chất của nó với kim loại, những telua, có tính chất bán dẫn và có độ nhạy cao đối với các bức xạ. Vì thế chúng dùng làm ống kín truyền hình. Kim loại chì có pha thêm telu sẽ có thêm những tính chất mới như bền cơ học, bền hóa học. Trộn với thủy tinh, nó làm tăng chiết suất của thủy tinh. 5. POLONI (Po) (1898) Nguyên tố này chiếm ô 84. Tính chất của nguyên tố này được Mendeleev tuyên đoán năm 1870, căn cứ vào vị trí của nó trong cùng nhóm với lưu huỳnh, selen và telu. Theo ông, khối lượng nguyên tử của nó khoảng 212 (con số thực tế 209). Những tính chất khác của nguyên tố và hợp chất của nó cũng gần giống với những điều tiên đoán của Mendeleev. Tuy nhiên phương pháp hóa học thông thường đã nói trước đây không áp dụng được để phát hiện ra nguyên tố này, bởi vì nó thuộc dòng dõi của những nguyên tố phóng xạ tự nhiên. Liền sau khi Beccoren khám phá ra hiện tượng phóng xạ, nhà nữ vật lí học Balan Mari Sklađôpska (1867 – 1934), vợ của giáo sư Pie Curi (1859 – 1906), bắt tay nghiên cứu có hệ thống hiện tượng này. Bởi vì tia phóng xạ có khả năng ion hóa không khí, nên bà đã dùng máy điện nghiệm (electroscope) để đo. Bà muốn 18
biết, ngoài uranium ra còn có những tính chất nào khác tương tự về tính chất như uranium không? Đề tài luận án tiến sĩ của bà đã được thực hiện theo hướng này. Bà phát hiện quặng uranium thiên nhiên có tính phóng xạ gấp nhiều lần so với oxit nguyên chất của nó. bà bắt đầu tách quặng ra nhiều phân đoạn và xác định tính phóng xạ của chúng. lúc này Pie cùng cộng tác với bà. Phân đoại tách với bimut sunfat có tính phóng xạ gấp 400 lần so với uranium. Vì bitmut sunfua tinh khiết không có tính phóng xạ, nên bà đưa ra giả thuyết rằng trong phân đoạn này chắc rằng phải có một chất phóng xạ mạnh tồn tại dưới dạng tạp chất. Tại cuộc họp của viện hàn lâm khoa học Pari ngày 18 – 7 – 1989, ông bà Curi đã đọc bản báo cáo nhan đề “về một chất phóng xạ mới có chứa trong quặng uranium”. thuật ngữ “tính phóng xạ” lần đầu tiên được đưa ra trong bảng báo cáo này, để nhấn mạnh nguyên tố được tìm ra bằng một phương pháp mới. Họ đề nghị đặt tên nguyên tố này là polonium, có nghĩa là nước Balan (pologne, tiếng Pháp chỉ nước balan). Trước đây phương pháp quang phổ được dùng để nhận biết nguyên tố mới với lượng vô cùng bé, thì từ giờ trở đi có thêm một phương pháp mới, phương pháp đo độ phóng xạ, để nhận biết nguyên tố mới với lượng ít ỏi như vậy. Tuy nhiên, lúc đầu hai nhà khoa học này đã lầm khi cho rằng bitmut và poloni có tính chất hóa học rất giống nhau. poloni là một nguyên tố phóng xạ nên càng khó nghiên cứu tính chất hóa học của nó. Nhiều người bi quan cho rằng đó chẳng qua là bitmut có lẫn một số dấu vết của những chất phóng xạ. Đến năm 1902, nhà hóa học người Đức Macvan dùng 2 tấn quặng urani để thu phân đoạn bitmut và bằng phương pháp hóa học đã tách ra được một chất có tính phóng xạ mạnh mà ông gọi là “telu phóng xạ”. Theo ông, nguyên tố này đặt trong nhóm VI, nó có khối lượng lớn hơn bitmut vào khoảng 210. Cuộc tranh luận khoa học nổi lên, về bản chất về bản chất của poloni và telu phóng xạ. Nhiều nhà khoa học đứng về phe của ông bà Curi. 19
Cuối cùng sự so sánh cho thấy telu phóng xạ chính là pololni. Quyền tác giả của ông bà Curi được thế giới xác nhận. Đến năm 1912 thì nguyên tố này chính thức chiếm ô 84 trong bảng các nguyên tố hóa học. Cho mãi đến năm 1946 mới điều chế ra được kim loại poloni. poloni có chu kì phân rã 138 ngày, nó phát ra tia anpha + Lĩnh vực áp dụng:Trong phần đầu của chương Oxi- Lưu Huỳnh giáo viên có thể sơ lược tóm tắt qua về 1 số nguyên tố nhóm VIA để học sinh có thể cảm thấy bài học trở nên nhẹ nhàng, dễ nhớ và học sinh hứng thú học hơn. * VÍ DỤ 4: Nhà bác học Michael Faraday Michael Faraday sinh ra trong một gia đình nghèo, bố làm nghề thợ rèn. Ngay từ nhỏ cậu bé Faraday đã tỏ ra thông minh và ham học. Một hôm thầy giáo rất ngạc nhiên khi thấy Faraday đến lớp muộn, tay không mang cặp sách, vẻ mặt rầu rầu. Ông vội hỏi: "Có chuyện gì vậy, Faraday?". Faraday nghẹn ngào, nói không rõ tiếng: "Thưa thầy, con đến xin phép thầy thôi học để ở nhà trông em, vì dạo này bố con không có việc làm, mẹ con phải đi giặt thuê, kiếm thêm tiền nuôi gia đình". Và cậu bé òa lên khóc nức nở. Thầy giáo đặt tay lên đôi vai gầy gò của Faraday và nói: "Hãy dũng cảm lên Farday! Phải bỏ học nửa chừng như em là một điều đáng tiếc, nhưng em phải giữ vững lòng tin vào cuộc sống và luôn ghi nhớ những tấm gương hiếu học của người xưa. Cái khó là mài giũa ý chí cho bền...." Đời sống gia đình ngày càng khó khăn, Faraday được bố dẫn đến xin việc tại "Hiệu bán sách và đóng sách Ribô" ở Luân Đôn. Ông chủ hiệu sách cho chú bé ở hẳn trong xưởng với điều kiện phải giúp ông ta mọi việc vặt trong nhà. Còn chú bé chỉ có một nguyện vọng duy nhất là, buổi tối xong xuôi công việc, được phép đọc sách. Và, theo lời khuyên của Ribô, Faraday làm quen với các cuốn sách về khoa học. Cậu bé bắt đầu đọc cuốn "Những mẩu chuyện về hóa học" của Macxê. Vừa đọc được mấy trang đầu, cậu đã ngạc nhiên: "Thì ra không khí mà mọi người đang hít thở lại là một hỗn hợp nhiều thứ khác nhau!". Và Faraday nhỏm dậy, cầm cây nến đi soi tìm một cái chậu đựng nước và một cái cốc. Cậu thấy nghi hoặc những 20