Экологизация курса химии по теме “Углерод”Периодическая система / Межпредметные связи в курсе школьного предмета химии на предмете углерода и его соединений / Приложение 2 / Экологизация курса химии по теме “Углерод”Страница 1
Данная программа разработана В.М. Назаренко, МПГУ им. В.И. Ленина. В данной программе более глубоко развиваются МПС, на каждом уроке постоянно привлекаются знания учащихся из других предметов. При изучении этой темы необходимо придерживаться нескольких направлений:
1. Выяснить причины, вызывающие нарушение круговорота углерода в природе.
2. Рассмотреть физико-химическую природу оксидов углерода и оксида кремния.
3. Сравнить возможность их использования живыми организмами в процессе жизнедеятельности.
4. Раскрыть вопросы охраны окружающей природной среды в связи с добычей и использованием ископаемого твердого топлива и производство цемента.
5. Живой мир на планете Земля – это мир углерода, единственный элемент, сохраняющий в цепях одновременно одинарные и кратные связи.
6. Различие от углерода у кремния из-за увеличения заряда ядра и радиуса атома ослабевает связь валентных электронов с ядром, возрастает металличность, уменьшается электроотрицательность. Цепи из атомов кремния неустойчивы.
7. Сформулировать проблему: почему углекислый газ усваивается растениями в процессе фотосинтеза, а оксид кремния IV нет. Ответ на него заключается в следующем: в процессе усвоения растениями углекислого газа лежит реакция карбоксилирования рибулозо-1,5-дифосфата (связывание углекислого газа в темновой фазе фотосинтеза). Эта реакция возможна из-за молекулярной природы углекислого газа (он легко диффундирует через устьица в лист) и из-за наличия в его молекуле двойных связей, при разрыве которых происходит присоединение углекислого газа к углеводу.
В оксиде кремния IV атомы кремния не способны к образованию кратных связей: при образовании химических связей два валентных электрона из четырех переходят на a-подуровень, поэтому с кислородом образуются только одинарные связи. Оставшиеся у кремния и у кислорода неспаренные электроны образуют новые связи с соседними молекулами оксида кремния IV, что приводит к созданию гигантского полимера с атомной кристаллической решеткой, твердого, исключительно плотного инертного вещества, не способного растворяться в воде. В этой форме кремний не усваивается растениями, не включается в обменные процессы и, следовательно, выбывает из круговорота веществ в природе. Но в некоторых формах он участвует в обменных процессах веществ живых организмов. Кремний входит в состав стеблей растений, тканей животных. А искусственно полученные препараты на основе кремния менее канцерогенны, чем на основе углерода, способствуют более эффективному заживлению ран, язв, срастанию костей.
Обсуждая вопрос “Круговорот углерода в природе” следует объяснить, что круговорот состоит из двух циклов:
геологический |
биологический |
Представлен углекислым газом, выделяющимися в атмосферу, при сгорании ископаемого топлива, с вулканическими газами, из горячих источников, поверхностных слоев океанических вод, при выветривании горных пород, а также при осаждении карбонатов кальция и магния. Этот цикл очень длителен. |
Цикл короткий и интенсивный: углерод в виде углекислого газа ассимилируется из атмосферы растениями и из биосферы вновь возвращается в геосферу – с растениями углерод попадает в организмы животных и человека, а затем при гниении животных и растительных останков – в почву и в виде углекислого газа в атмосферу. Средняя длительность существования соединений углерода в экосистемах 15 лет. |
Смотрите также
Использование энергосберегающих технологий для кристаллизации сульфата натрия
...
Изотермы адсорбции паров летучих органических веществ на пористых углеродных материалах
Антропогенные
изменения окружающей среды становятся все более значимыми по мере усиления
хозяйственной деятельности человека. Научно – технический прогресс ведет к
заметным, иногда непредск ...
Современные направления развития композитов на основе полимеров
Современная техника предъявляет самые
разнообразные требования к полимерным материалам. Допустим, нужно повысить
прочность и жесткость полимера, снизить его стоимость, уменьшить плотность. С ...