Зеркало Хогвартса
Основы химии. Фундаментальные законы

— Знакомство с Периодической системой элементов, ее «координаты»: группы, подгруппы и периоды;
— «Имена» химических элементов – знаки элементов, их прочтение. История возникновения названий элементов – алхимические символы и их мистические свойства;
— Номера химических элементов. Значение номера. Введение в понятия «протон» и «электрон»;
— Масса химического элемента. Понятие атомной единицы массы. Нейтрон;
— Металл-неметалл: краткая характеристика представителей обеих групп, их нахождение в Периодической системе.

Практическая работа:
Нахождение элемента по номеру/названию/номерам группы и периода/атомной массе.

— Водород. Распространение и роль в природе. История открытия: «Чистый флогистон». Г. Кавендиш, А. Лавуазье;
— Кислород. Аллотропные модификации: дикислород, озон. Распространение и роль в природе. История открытия: опыты К. Шееле и Д. Пристли по получению «огненного воздуха»;
— Углерод. Распространение и роль в природе. Аллотропные модификации: алмаз, графит, графен, фуллерен. История открытия углерода, как простого вещества: С. Теннант, А. Лавуазье;
— Азот. Распространение и роль в природе. История открытия: опыты
Г. Кавендиша, Д. Пристли и Д. Резерфорда;
— Железо. Распространение и роль в природе. История знакомства человечества с железом с древнейших времен.

Практическая работа:
— Опыт — получение и сжигание водорода;
— Опыт — получение кислорода. Горение различных материалов в чистом кислороде;
— Опыт — получение углерода в виде сажи. Сорбционное свойство активированного угля;
— Опыт — получение железа методом электролиза раствора соли железа. Взаимодействие железа с кислотой.

— История открытия атома: представления Демокрита, Дж. Дж. Томсона, Э. Резерфорда, Н. Бора. Современная квантово-механическая модель;
— Строение атома: электронная оболочка, протоны, нейтроны, расчет их количества для атома;
— Электронная оболочка: электронные уровни, подуровни, орбитали. Внешний вид орбиталей. Порядок их заполнения.

Практическая работа:
— Расчет количества элементарных частиц в атомах элементов;
— Построение электронно-графических схем различных атомов.

— Понятия радиуса атома, энергии ионизации, сродства к электрону, электроотрицательности;
— Электроотрицательность: Л. Полинг, Р. Малликен, Сандерсон. Проведение расчетов электроотрицательности по Малликену;
— Введение понятия иона. Катионы, анионы. Простые и сложные ионы;
— Образование ионов в контексте образования химической связи между атомами.

Практическая работа:
Проведение различных реакций ионного обмена с выделением газа, осадка и воды: осаждение гидроксида меди из сульфата и обратное его растворение в серной кислоте и растворе аммиака, взаимодействие соды и серной кислоты.

— Повторение устройства электронной оболочки атомов;
— Введение понятия стабильности электронных оболочек в зависимости от их заполнения;
— Введение понятия «степень окисления». Устойчивые и неустойчивые степени окисления, корреляция устойчивости степени окисления и электронной оболочки атома;
— Характеристические степени окисления различных атомов. «Природные» степени окисления.

Практическая работа:
— Проведение окислительно-восстановительных реакций в водных растворах: реакции перманганата калия с сульфитом, пиросульфитом или пиросульфатом в кислой и основной среде, дихромата калия с сахаром в кислой среде;
— Окислительно-восстановительные реакции вне растворов: окисление глицерина перманганатом калия, окисление сахара нитратом калия, разложение нитрата тяжелого металла.

— Введение понятия «химическая связь»: ее природа, энергия, длина в сравнении с другими взаимодействиями;
— Виды химической связи: ковалентная (полярная и неполярная), донорно-акцепторная, ионная, металлическая;
— Введение понятия «валентность». Демонстрация на примере построения структурных формул различных соединений.

Практическая работа:
— Конструирование моделей молекул веществ: водорода, кислорода, азота, воды, серной кислоты, фосфорной кислоты, метана и т.п;
— Исследование механических свойств веществ, содержащих различные типы связей: ковалентную (углерод в различных видах, элементарная сера, парафин, пластмассы), ионную (кристаллы солей, минералы), металлическую (пластины или проволока из различных металлов).

— Повторение устройства периодической системы: периоды, группы, подгруппы.
— Общие тенденции изменения свойств атомов в периодах и группах: радиус атома, электроотрицательность; устойчивые, минимальные и максимальные степени окисления;
— Влияние расположения атома в периодической системе на характер образуемой им химической связи. Разделение атомов на металлы и неметаллы с точки зрения расположения их в периодической системе.

Практическая работа:
— Прогнозирование возможности и типов связи между различными атомами с использованием периодической системы;
— Оценка агрегатного состояния веществ с использованием периодической системы.

— Знакомство с химической посудой и оборудованием: названия и примеры использования;
— Дебаты «Химия против волшебства»: возможно ли существование философского камня?

Практическая работа:
Создание собственной таблицы «Волшебных элементов» — по мотивам таблицы Менделеева, но с измененными электронными подуровнями и «магическими» названиями.