【Edizione Popolare】Chimica del Liceo Obbligatoria Secondo Volume

📚 Riepilogo del contenuto

Questo manuale è il secondo volume del corso obbligatorio di chimica per il liceo generale, con argomenti principali che includono elementi non metallici e i loro composti, le variazioni energetiche e i limiti della velocità nelle reazioni chimiche, i fondamenti dei composti organici e il rapporto tra chimica e sviluppo sostenibile, con l'obiettivo di sviluppare le competenze chiave in chimica degli studenti.

Esplorare i segreti dei cambiamenti delle sostanze, acquisire le basi della chimica industriale moderna e della chimica organica.

Autore: Centro di ricerca e sviluppo dei materiali didattici di chimica dell'Istituto per i programmi scolastici dell'Editoriale dell'Educazione Popolare

Ringraziamenti: Approvato nel 2019 dalla Commissione nazionale per i libri scolastici, Comitato esperti

🎯 Obiettivi di apprendimento

1. Acquisire le proprietà fondamentali delle sostanze: descrivere le proprietà fisiche e le caratteristiche chimiche chiave dello zolfo, dell'anidride solforosa, dell'acido solforico, dell'azoto, dell'ammoniaca, dell'acido nitrico, del silicio e del biossido di silicio.
2. Comprendere le regolarità delle trasformazioni chimiche: scrivere equazioni chimiche e equazioni ioniche correlate, padroneggiare la logica di conversione tra specie contenenti zolfo o azoto in diversi stati di ossidazione.
3. Capacità sperimentale e applicativa: conoscere i metodi di riconoscimento degli ioni solfato e ammonio, comprendere la purificazione del sale grezzo e la classificazione e le caratteristiche dei materiali inorganici non metallici.
4. Comprendere l'essenza delle variazioni energetiche dal punto di vista dei legami chimici, identificare e distinguere reazioni esotermiche da reazioni endotermiche.
5. Comprendere il funzionamento delle celle galvaniche e delle celle a combustibile, padroneggiare gli elementi costitutivi di una cella galvanica.
6. Conoscere i metodi per esprimere la velocità delle reazioni chimiche, utilizzare il metodo del controllo delle variabili per indagare l'influenza della concentrazione, della temperatura e dei catalizzatori sulla velocità.
7. Padronanza delle regolarità strutturali: riconoscere i tipi di scheletro carbonioso nei composti organici, comprendere il fenomeno dell'isomeria e costruire molecole organiche semplici usando modelli a palline e stecchini.
8. Comprendere i meccanismi reattivi: distinguere le differenze tra reazioni di sostituzione e reazioni di addizione, comprendere il ruolo determinante dei gruppi funzionali (gruppo idrossile, gruppo carbossile, gruppo estere, ecc.) sulle proprietà dei composti organici.
9. Collegamento ai fondamenti della vita: conoscere la composizione, le proprietà e le regole di idrolisi di carboidrati, proteine e grassi, riconoscere l'applicazione della chimica organica nella scienza della vita e nella scienza dei materiali.
10. Padronanza dei principi e dei metodi di estrazione dei metalli, scegliere strategie appropriate per lo sfruttamento in base alla reattività metallica.

🔹 Lezione 1: Capitolo 5: Elementi non metallici importanti nella produzione chimica industriale

Panoramica: Questo capitolo presenta in modo approfondito le proprietà, le trasformazioni e le applicazioni degli elementi non metallici fondamentali come zolfo, azoto e silicio. Attraverso lo studio del ciclo di questi elementi nella natura, nei processi industriali e nelle nuove materie prime, gli studenti svilupperanno un'ampia comprensione del nucleo concettuale "struttura-proprietà-uso" della chimica.

Risultati dell'apprendimento:

• Acquisire le proprietà fondamentali delle sostanze: descrivere le proprietà fisiche e le caratteristiche chimiche chiave dello zolfo, dell'anidride solforosa, dell'acido solforico, dell'azoto, dell'ammoniaca, dell'acido nitrico, del silicio e del biossido di silicio.
• Comprendere le regolarità delle trasformazioni chimiche: scrivere equazioni chimiche e equazioni ioniche correlate, padroneggiare la logica di conversione tra specie contenenti zolfo o azoto in diversi stati di ossidazione.
• Capacità sperimentale e applicativa: conoscere i metodi di riconoscimento degli ioni solfato e ammonio, comprendere la purificazione del sale grezzo e la classificazione e le caratteristiche dei materiali inorganici non metallici.

🔹 Lezione 2: Capitolo 6: Variazioni energetiche, velocità e limiti nelle reazioni chimiche

Panoramica: Questo capitolo approfondisce i principali fattori motore e le caratteristiche dei processi reattivi. Gli argomenti trattati includono la trasformazione dell'energia nelle reazioni chimiche, il rapporto tra legami chimici e variazioni energetiche, la misurazione della velocità delle reazioni e i suoi fattori influenti, nonché lo studio dello stato di equilibrio chimico che definisce il grado di avanzamento della reazione e il controllo delle condizioni reattive.

Risultati dell'apprendimento:

• Comprendere l'essenza delle variazioni energetiche dal punto di vista dei legami chimici, identificare e distinguere reazioni esotermiche da reazioni endotermiche.
• Comprendere il funzionamento delle celle galvaniche e delle celle a combustibile, padroneggiare gli elementi costitutivi di una cella galvanica.
• Conoscere i metodi per esprimere la velocità delle reazioni chimiche, utilizzare il metodo del controllo delle variabili per indagare l'influenza della concentrazione, della temperatura e dei catalizzatori sulla velocità.

🔹 Lezione 3: Capitolo 7: Struttura, proprietà e sostanze fondamentali della vita nei composti organici

Panoramica: Questo capitolo ha lo scopo di introdurre gli studenti nel mondo della chimica organica. Partendo dalle caratteristiche di legame dell'atomo di carbonio, si passa dai semplici idrocarburi ai derivati comuni degli idrocarburi, fino ad arrivare alle quattro principali sostanze nutritive essenziali per la vita. Attraverso la logica fondamentale "struttura determina proprietà", gli studenti acquisiranno competenze nella classificazione dei composti organici, nel concetto di gruppo funzionale e nei principali tipi di reazione.

Risultati dell'apprendimento:

• Padronanza delle regolarità strutturali: riconoscere i tipi di scheletro carbonioso nei composti organici, comprendere il fenomeno dell'isomeria e costruire molecole organiche semplici usando modelli a palline e stecchini.
• Comprendere i meccanismi reattivi: distinguere le differenze tra reazioni di sostituzione e reazioni di addizione, comprendere il ruolo determinante dei gruppi funzionali (gruppo idrossile, gruppo carbossile, gruppo estere, ecc.) sulle proprietà dei composti organici.
• Collegamento ai fondamenti della vita: conoscere la composizione, le proprietà e le regole di idrolisi di carboidrati, proteine e grassi, riconoscere l'applicazione della chimica organica nella scienza della vita e nella scienza dei materiali.

🔹 Lezione 4: Capitolo 8: Chimica e sfruttamento delle risorse naturali, protezione ambientale e sviluppo sostenibile

Panoramica: Questo capitolo analizza in profondità il ruolo centrale della chimica nello sfruttamento delle risorse naturali. Attraverso l'analisi dei processi produttivi industriali, dell'uso razionale dei prodotti chimici e dei principi della chimica verde, si guida lo studente a sviluppare una coscienza di protezione delle risorse, comprendendo il ruolo chiave della chimica nel raggiungimento dello sviluppo sostenibile.

Risultati dell'apprendimento:

• Padronanza dei principi e dei metodi di estrazione dei metalli, scegliere strategie appropriate per lo sfruttamento in base alla reattività metallica.
• Comprendere il processo di sfruttamento integrato delle risorse marine (sale, bromo, magnesio, iodio) e le relative reazioni chimiche.
• Distinguere le modalità di sfruttamento del carbone, del petrolio e del gas naturale, differenziando tecniche fondamentali come distillazione frazionata, craquing e craking.