Kimya tədrisində elmilik prinsipinin reallaşdirilmasi ş. L. Quliyeva Tovuz rayon təhsil şöbəsi T.Ə. Mahmudov

Kimya məktəbdə

KIMYA TƏDRISINDƏ ELMILIK PRINSIPININ REALLAŞDIRILMASI
Ş.L. Quliyeva

Tovuz rayon təhsil şöbəsi
T.Ə. Mahmudov

Tovuz rayon Çobansıxnaq kənd orta məktəbi

Orta məktəb kimya kursu ucun butun kimyanın fundamentini təşkil edən elmi faktları, qanunları və nəzəriyyələri seçmək qəbul edilmişdir. Şagird bunları mənimsəməklə dünyanın elmi mənzərəsinin dərk edilməsində və istehsalın inkişaf etdirilməsində kimyanın yerini və əhəmiyyətini dərk edir.

Məktəb kimya kursunun əsasını təşkil edən biliklər sistemi iki yerə bölünür: bunlardan birincisi, maddələrin tərkibi və quruluşu haqqında təlimdir. Maddələrin xassələrini onların tərkibi və quruluşunu müəyyən edir. Ikincisi, kimyəvi proseslərin qanunauyğunluqları və onların idarə edilməsi üsullarıdır. Həmin qanunauyğunluqları bilməklə yeni maddələr və materiallar istehsal edilir.

Kimyanı və fizikanı öyrənərkən şagird dünyanın elmi mənzərəsini aşağıdakı kimi təsəvvür etməlidir. Bütün maddi aləm elmə məlum olan və olmayan elementar hissəciklərdən təşkil olunmuşdur. Həmin elementar hissəciklər obyektiv qanunlar əsasında bir-birilə birləşərək atomun nüvəsini əmələ gətirirlər və bu proseslər enerjinin udulması və ayrilması ilə müşayət olunur.

Nuvə elektron ortuyu kəsb edilərək atomu əmələ gətirir. Şagird atomların qarşılıqlı təsirini, onların mexanizmini, bu qarşılıqlı təsir nəticəsində bəsit maddələrdən zülallar və nuklein turşularına qədər mürəkkəb maddələrin sintez edilməsinin qanunauyğunluqlarını şuurlu surətdə dərk etməlidir. Burada əsas məsələlərdən biri elmi həqiqətin şagirdlərə olduğu kimi catdırılmasıdır. Bunun bir sıra cətinlikləri var. Şagirdlər kimyanı öyrənməyə başlayarkən həmin məsələləri olduğu kimi dərk etməkdə çətinlik cəkirlər. Dərsliklərdə və dərs vəsaitlərində bir sıra hallarda elmi həqiqət təhrif edilmiş şəkildə verilir. Bəzən sadələşdirmə xatirinə hər hansı anlayış yaxud qanunauyğunluq səhv şəkildə öyrədilir. Sonra onları aradan qaldırmaq çətin olur. Mümkün olan bütün hallarda tədris fənni elmin müasir səviyyəsini özündə əks etdirir. Bunun reallaşdırılması müəllimdən yüksək elmi bilik, yaradıcılıq və daim öz üzərində işləmək tələb edir. Yaradıcı müəllimlər təlimin digər prinsiplərilə yanaşı elmilik prinsipini də daim diqqət mərkəzində saxlayırlar. Kimyanın elə anlayışları faktları və qanunauyğunluqları var kı, onlar vaxtı ilə təhrif edilmiş vəziyyətdə dərsliklərə salınıb və onların birindən digərinə keçərək bu günə gəlib çatmışlar.

Atom kimyəvi birləşmədə elementin ən kicik hissəciyidir. Molekul maddənin kimyəvi xassələrini ozundə saxlayan ən kicik hissəciyidir. Bu təriflərin hər ikisi 1860-cı ildə verilən təriflərdir və muasir dərsliklərdə də belə təqdim olunur. Muasir təriflərdə atom və malekulun quruluşu nəzərə alınır. Atom müsbət yüklü nüvədən və mənfi yüklü elektronlardan ebarət olan elektro-neytral hissəcikdir. Molekul kimyəvi rabitələr vasitəsilə muəyyən quruluş əmələ gətirən atomların toplusudur. Göründüyü kimi müasir təriflərdə atomu və molekulu əmələ gətirən hissəciklər və onların əmələ gətirdikləri quruluş öz əksini tapmışdır.

Kimyəvi reaksiyalarin surətinə təsir edən amillərdən biri reaksiyaya daxil olan maddələrin qatılıqlarıdır. Kütlələrin təsiri qanuna əsasən kimyəvi reaksiyaların sürəti reaksiyaya daxil olan maddələrin qatılıqlarının reaksiya tənliyindəki əmsalı qədər qüvvətə yüksəldilən hasili ilə düz mütanasibdir. Bu qanunu bəzi reaksiyalara tədbiq etmək səhv nəticəyə səbəb olur. Piritin yandırılmasında 4FeS₂+11O₂=2Fe₂O₃+8SO₂ oksigenin qatılığını 2 dəfə artırdıqda reaksiyanın sürəti 2¹¹=2120 dəfə artmalıdır. Təcrübədə isə bu baş vermir.

Muəyyən temperaturda 2H₂+O₂=2H₂O reaksiyasında guruldayıcı qazın (2H₂+O₂) təzyiqini azaldıqda yəni reaksiyaya daxil olan maddələrin qatılıqlarını azaltdıqda partlayır. Reaksiya ani vaxtda başa çatır. Bunların hər ikisi kütlələrin təsiri qanunun əksinədir. Həmin mövzu tədris edilərkən şagirdlərə bildirilməlidir ki, qanunauyğunluqların əksəriyyətində kənaraçıxma halları olur və onları mütləq hal kimi qəbul etmək olmaz. Məlum olduğu kimi, halogenlərin kimyəvi fəallıqları atom nömrəsi (sıra nömrəsi) artdıqca azalır və dövri sistem cədvəlində yuxarıdakı halogen özündən sonrakını birləşmələrdən çıxarır. Əksər hallarda müəllimlər və şagirdlər bunu mütləq hal kimi qəbul edirlər. Unutmaq olmaz ki, bu qayda hidrogen-halogenidlər və onların duzları üçün doğrudur.

2KClO₃+J₂= 2KJO₃+Cl₂ reaksiyasını şagirdlər çox vaxt səhv kimi qəbul edirlər. Bu reaksiyadakı Cl⁵⁺ ionu kimi yod atomunu J⁵⁺-ə qədər oksidləşdirir. 2KJ+Cl₂=2KCl+J₂ reaksiyasında da xlor oksidləşdiricidir.

Ion rabitəsi yaranarkən cox vaxt təsirsiz qazların elektron konfiqurasiyasına istinad edilir. Metallar xarici energetik səviyyədən elektron verirlər, qeyri-metallar isə davamlı oktet təbəqəsi yaranması üçün çatışmayan elektronları alırlar. Lakin bu davamlı ionlar əmələ gəlməsi üçün yeganə hal deyil. Böyük dövlərin elə metalları var ki, onların ionlarının xarici təbəqəsindəki elektronların sayı səkkizə bərabər deyil. Bunlara misal olaraq, Fe²⁺, Fe³⁺, Cr²⁺, Cr³⁺, Zn²⁺, Hg²⁺, Cu²⁺, və s. –ni gostərmək olar. Xarici təbəqəsində 8 elektron olan ion (Fe⁸⁺ yaxud Cu¹¹⁺) əmələ gəlməsi ucun coxlu miqdarda enerji serf edilməlidir və alınan çoxyüklü ionlar sabit olmazdılar. Ona görə də reaksiyalarda aralıq vəziyyətdə olan elektron quruluşlu ionlar əmələ gəlir.

Duzların hidrolizində duzun əmələ gəlməsində dörd hal qeyd olunur və qüvvətli əsasla qüvvətli turşudan əmələ gələn duzların hidrolizə uğramadığı bildirilir. Belə duzların məhlulu neytral olur (PH=7). Lakin bu mutləq deyil. Yuksək temperaturda həmin duzu hidrolizə ugratmaq olur. Yuksək temperaturda kalium-xlorid hidrolizə uğrayır:
KCl+H₂O  KOH+HCl
Hidrogen-xlorid ucucu olduğundan reaksiya sferasından çıxır, tarazlıq sağa yönəlir, duz hidrolizə uğrayır. Qeyri-metal olmasına baxmayaraq metalların elektrokimyəvi gərginlik sırasında hidrogen də yerləşdirilib. Həmin sırada hidrogendən əvvəl yerləşən metallar turşuların məhlulundan hidrogeni çıxarırlar. Hidrogendən sonra yerləşən metallarda isə bu reaksiya getmir. Yuxarıdakı misallar kimi bu qayda da mütləq deyil. Bu qaydadan kənaraçıxma halları var. Bunlara misal olaraq aşağıdakıları göstərmək olar:
2Cu+4HCl=2HCuCl₂+H₂

qatı

Cu+2HY=CuY₂+H₂

2Ag+2HY=2AgY+H₂

Bu reaksiyalarda birincinin səbəbi HCuCl₂ kompleks ionu əmələ gəlməsi, sonuncularda isə cokuntulərin alınmasıdır. Ona görə də hər üç halda tarazlıq sağa yönəlir.

Dərsliklərdə və dərs vəsaitlərinin əksəriyyətində karbonat turşusunun zəif turşu olduğu bildirilir. Həmin turşunun suda məhlulunda indikatorların rəngi zəif dəyişir. Praktika deyilənləri təstiq edir. Oksigenli turşuların ümumi formulu E(OH)_mO_n kimi yazılır. Bu formula əsasən HClO₄, H₂SO₄, HNO₃, H₃PO₄, H₃CO₃, muvafiq surətdə Cl(OH)O₃, S(OH)₂O₂, N(OH)O₂, P(OH)₃O, C(OH)₂O kimi yazılır. n=3 olduqda turşu ən qüvvətli, n=2 olduqda qüvvətli, n=1 olduqda orta qüvvətli olur.

Deməli H₂CO₃ orta quvvətli turşudur. Onun indikatorlara təsirinin zəif olmasının səbəbi məhlulda miqdarının az olmasıdır. CO₂nH₂O polihidratı və H₂CO₃ molekulu termiki cəhətdən davamsızdır.

Dərsliklərin demək olar ki, hamısında və hətda ali məktəb dərsliklərində karbon-dioksidin su ilə reaksiyası aşağıdakı kimi yazılır:

CO₂+H₂O  H₂CO₃
İlk baxışda burada səhv yoxdur. Lakin dəqiq hesablamalar gostərmişdir ki, CO₂ molekulu bir H₂O molekulu ilə deyil iki molekul H₂O ilə qarşılıqlı təsirdə olmalıdır. Ona görə də reaksiya tənliyi belə olmalıdır:
CO₂+(H₂O)₂  H₂CO₃+H₂O

yaxud CO₂+H₂O(H₂O) H₂CO₃(H₂O)

Gorunduyu kimi su molekulu eyni reaksiyaya həm daxil olur və yenidən alınır.

Fosforun fəal metallarla reaksiyasından müvafiq metalın fosfidi alınır və reaksiya tənliyi ümumi şəkildə aşağıdakı kimidir.

_{0 0 n+ 3-}

3Me+nP=Me₃Pn

Konkret olaraq qələvi və qələvi-torpaq metalları ilə
3Na+P=Na₃P

3Ca+2P=Ca₃P₂

Ağ fosforun natrium metalı ilə reaksiyasında Na₃P₂₁ birləşməsi alınmışdır.Bu birləşmədə fosforun oksidləşmə dərəcəsi formal olaraq – 1/7-ə bərabərdir. Nuvə-maqnit rezonansı vasitəsilə P₂₁^3- anionun quruluşu muəyyən edilmişdir.

Şəkildə P^-3₂₁ anionun quruluşu gostərilmişdir. Burada ağ fosforun (P₄) fraqmentləri

təkrar olunur. Gorunduyu kimi P^-3₂₁ anionunda fosfor atomlarının hər birinin valentliyi 3-ə bərabərdir.

Dəmir və onun birləşmələrinə aid məlumatlar Fe²⁺ və Fe³⁺ ionların təyin edilməsinə xüsusi diqqət yetirilir. Lakin təəssüf ki, həmin ionların qırmızı və sarı qan duzları ilə əmələ gətirdikləri birləşmələrin formulu əksər hallarda səhv verilir:

_{II III}

3FeCl₂+2K₃Fe(CN)₆ = 6KCl+Fe₃Fe(CN)₆₂

Turnbul abısı

_{III II}

4FeCl₂+3K₄Fe(CN)₆ = 12KCl+Fe₄Fe(CN)₆₃

Berlin abısı
Bu reaksiya tənliklərinin hər ikisi elmi həqiqəti əks etdirmir. Elektron, infraqırmızı və qamma-rezonans spektroskopiyası üsulları ilə müəyyən edilmişdir ki, həmin reaksiyaların düzgün tənlikləri aşağıdakı kimidir:

_{2+ 3+ 3+ 2+}

FeCl₂+K₃Fe(CN)₆ =KFeFe(CN)₆+2KCl

Turnbul abısı
Reaksiyanın gedişində elektron mübadiləsi prosesi baş verir, kompleksin daxili sferasındakı Fe³⁺ ionu qismən reduksiya olunur:
Fe³⁺ Fe²⁺
Dəmir 2-xloriddə olan Fe²⁺ ionu oksidləşir:
Fe²⁺ Fe³⁺
Berlin abısının əmələ gəlməsinin tənliyi

_{3+ 2+ 3+ 2+}

FeCl₃+K₄Fe(CN)₆ =KFeFe(CN)₆+3KCl

Berlin abısı

Gorunduyu kimi hər ikisinin yəni turubul və berlin abılarının kimyəvi tərkibləri eynidir.

Qeyri-uzvi birləşmələrin əsas sinifləri VIII sinifdə oyrədilir. Burada şagirdlərə oksidlər, əsaslar, turşular və duzların tərkibi, xassələri, alınma üsulları və təbiq sahələri haqqında məlumatlar verilir. Bunlar yuxarı siniflərdə ayrı-ayrı kimyəvi elementlərin müvafiq birləşmələri misalında yenidən nəzərdən keçirilir. Duzların bir-birilə reaksiyasından iki yeni duz alınır. Burada ilkin şərf reaksiya üçün götürülən duzların hər ikisinin suda həll olmaları və alınan duzlardan birinin reaksiya sferasından çöküntü halında ayrılmasıdır.

Qeyd etmək lazımdır ki, bunlar mütləq deyil.Bəzi hallarda duzların bir-birilə reaksiyasından duzlardan əlavə başqa maddələr də alınır:

2FeCl₃+6KJ= 2FeCl₂+J₂+6KCl

Hg₂Cl₂+SnCl₂= 2Hg+SnCl₄

NiCl₂+NaH₂PO₂+H₂O= Ni+NaH₂PO₃+2HCl

CuSo₄+4 KcN = C₂ N₂+2 Cu C CN + K₂SO₄

Kimyada kimyəvi formullardan əlavə struktur formulundan istifadə edilir. Struktur formulu molekulda atomların qarışılıqlı yerləşməsi göstərir:
Kimyəvi formulun Struktur formulu

Üzvü kimyadan çox vaxt qısa struktur formulundan istifadə edilir. Məsələn etil spirtinin kimyəvi formulu C₂ H₅ OH, struktur formulu , qısa struktur formulu CH₃-CH₂-OH-dır

Köhnə dərsliklərdə və dərs vəsaitlərində qrafik formullardan istifadə edilir və bunlar struktur formulu kimi təqdim edilir. Bunlar şagirdlərdə maddələrin mövcud olmayan qurluşları haqqında səhv təsəvvür yaradır.

Alüminium-oksid, kalsim-karbid və fosfor anhidiridinin qrafik formulunu

şəkildə yazılar və bunların heç biri həmin maddələrin quruluşunu əks etdirmir. Alüminium-oksidi kiristal qəfəsində bir alüminium otomu 6 oksigen atomu ilə və bir oksigen atomu 4 alüminium atomu ilə birləşib, kalsium-karbiddə üçqat rabitəli karbon atomları 60^o-li bucaq əmələ gətirə bilməz.

Deməli qrafik formulda göstərilən qurluşda kalsim-karbid ola bilməz. Qurluşu yuxarıda verilən formada fosfat anhidridi yoxdur. Fosfat anhidridinin üçüncü forması P₄O₁₀-dur, P₄O₁₀-nun kiristal formasında P₄O₁₀ molekulları bir-birilə molekullar arası qüvvələrlə əlaqədədirlər. Digər modifikasiyalar polmer maddələrdir. Deməli real olaraq P₂ O₅ tərkibli maddə yoxdur. Dərsliklərin əksəriyyətində fotosintezin tənliyi aşağıdakı kimi yazılır:

Lakin fotosintezin dəqiq tənliyi belədir:
nCO₂ + 2nH₂O + hv [CH₂O]_n+nO₂+n H₂O

Günəş

işığının

enerjisi

Bu tənlikdə [CH₂O]_n real maddəni deyil, karbohidratı göstərir. Kütlə spektrometriyası ilə müəyyən edilmişdir ki, fotosintez prosesində oksigen karbon-dioksiddən deyil sudan əmələ gəlir.Sadələşdirmə bəzi hallarda təhriflərə səbəb olur. Polisakaridlərin (nişasta,sellüloza) hidrolizi yəni, su birləşdirməklə onlardan monosaxaridlərin alınması dərsliklərin əksəriyyətində səhv olaraq aşağıdakı kimi verilir:
(C₆H₁₀O₅)_n + nH₂O nC₆H₁₂O₆

nişasta qlükoza

Bu reaksiyanın düzgün tənliyi belədir:
H–(–C₂H₁₀O₅–)_n–OH + (n-1)H₂O nC₆H₁₂O₆

nişasta qlükoza

Nişasta yaxud sellülozanın təbii polimerinin qurluşunu şagirdlər öyrəndikdən sonra bu tənliyin prosesi düzgün ifadə etdiyini dərk edirlər. Sonra onlar müstəqil sürətdə polisaxaridlərin hidrolizini və onun əksini bir ümumi tənliklə göstərməkdə çətinlik çəkmirlər:

Yeri gəldikcə şagirdlərə belə faktların tədim olunması kimyaya marağı artır. Onlar biliklərinin daha da dərinləşdiyini dərk edirlər. Səbəb və nəticə əlaqələri reallaşdırılır. Ən başlıcası elmi həqiqət şagirdlərə olduğu kimi təqdim edilir. Sonrakı anlayışların süurlu surətdə dərk edilməsi üçün zəmin yaradılır.

Riyaziyyat dəqiq elmdir. Riyaziyyat dərsliklərində verilən hər hansı anlayış sonrakı anlayışlarla heç vaxt ziddiyyət təşkil etmir.

Kimya təbiət elmidir. Buna baxmayaraq müasir fiziki tədqiqat üsulları kimyəvi proseslərin yüksək dəqiqliklə öyrənilməsinə imkan vermişdir. Bunlardan daha çox əhəmiyyət kəsb edənlər elmi jurnallarda və ali məktəb dərsliklərində öz əksini tapır.

Bəziləri isə orta məktəb dərsliklərinə daxil edilir.

Köhnəlmiş və səhv anlayışların əvəzinə şagirdlərə elmi faktlar və onlardan çıxan məntiqi nəticələr təqdim edilməlidir.

Elmilik prinsipinin reallaşdırılması mövcud kimya proqramı və dərsliklərinin yeniləri ilə əvəz edilməsini tələb etmir. Bundan ötrü müəllim kimyaya aid olan elmi-metodiki və populyar ədəbiyyatı müntəzəm mütaliə etməlidir və onlardan yaradıcılıqla istifadə etməlidir.

Qeyd: Bu məqaləni redaksiya heyyəti müəllimlərin şəxsi fikri kimi çap etməyə icazə verir. Əgər orta məktəb dərsliklərində mövzular bu cür izah edilsə, şagirdlər heçnə dərk etməz.

İstifadə edilmiş ədəbiyyat:


1. Леенсон И.А. Анализ наиболее распространённых ошибок в учебных пособиях по химии, М.: Журн. ВХО им. Д.И.Менделеева, 1983/5.

2. Химия: Справ. Изд./ В.Шретер, К.Х.Лаутеншлегер, Х.Бибрак и др.: Пер. с нем.-М.; Химия 1989.

3. Химия: Справ. Материалы. Учеб. Пособие для учащихся/ Ю.Д. Третьяков и др. М.; Просвещение, 1984.

4. Боровский Е.Э. Планетарная гипоксия. М.химия в школе 2004/7.

Ш.Кулиева; Т.Махмудов

Реализация принципа научности в преподавании химии
АННОТАЦИЯ
В статье основное внимание направлено на реализацию принципов научности в преподавании химии. На конкретных примерах даётся рекомендация для реализации этого принципа.


Sh.Guliyeva, T.Mahmudov

The realization of the principle of scientific character in the teaching of chemistry
SUMMARY
The realization of the principle of scientific character in the teaching of chemistry is grounded and some concrete examples are given to realize that principle in this article.

Ачар сюзляр: kimyəvi formul, quruluş formulu, oksid
Ключевые слова: химическая формула, формула строения, оксид
Key words: chemical formula, constitutional formula, oxide