Текст книги "Химические сказки. Беседы с детьми о химии"

Наталья Иванова
Химические сказки. Беседы с детьми о химии

© ООО «ТЦ Сфера», оформление, иллюстрации, 2021

© Иванова Н.В., текст, 2021

От автора

Химия – наука о превращениях одних веществ в другие. А там, где есть чудесные метаморфозы, живёт сказка. Учёные-химики немного волшебники и сказочники!

Химия – интересная область знаний об окружающем мире. В старшей школе многие ученики не любят этот предмет, потому что с детства у них не был сформирован интерес к основам мироздания. Важно как можно раньше пробудить у ребёнка любознательность, желание узнать о химических элементах, из которых состоит все вокруг, а также о различных веществах.

Из чего состоит вода и поваренная соль? Что такое йод? Как устроен воздух? Эти вопросы могут вызывать у детей интерес. Ответы на них юные слушатели и читатели найдут в данной книге.

Материал книги можно использовать для занятий в дошкольных образовательных учреждениях и начальной школе, для детских клубов, развивающих центров в рамках раннего курса «Ознакомление с окружающим миром». Современному человеку, независимо от рода занятий, важно быть грамотным в разных областях знаний. Сложная наука химия необходима не только химикам. Она нужна врачам, нефтяникам, даже художникам, скульпторам и историкам, а также любому образованному человеку!

Главный герой сказки – человечек Химиша Пробиркин – воспитанник подготовительной к школе группы детского сада. Он ещё не знаком с химией, но очень любознателен. Вместе с этим персонажем дети будут путешествовать по клеточкам таблицы Менделеева и знакомиться с их обитателями – химическими элементами.

В конце каждого раздела даются задания, вопросы и даже небольшие безопасные химические опыты. Например, окрашивание крахмала йодом в синий цвет. Конечно, все эксперименты нужно делать под присмотром взрослых.

В книгу включены далеко не все элементы, вошедшие в таблицу Менделеева, а те, о которых дети уже имеют представления. Материалы можно использовать с учётом возраста детей. Совсем простые сведения, стихотворения, загадки, шарады подойдут дошкольникам, а ученикам начальной школы можно рассказать о химических элементах более подробно.

В детском саду и в начальной школе легко организовать химическую лабораторию для любознательных ребят. А дети любознательны всегда! Ознакомление с кирпичиками мироздания – химическими элементами – можно превратить в захватывающую игру, способствующую интеллектуальному развитию. Нужно только проявить фантазию и любовь к детям и окружающему миру. Немного старания и трудолюбия тоже не помешает.

Автор будет рад, если эта книга станет импульсом к дальнейшему обучению детей, разовьёт у них познавательный интерес.

Вместо предисловия

Ребята, вам уже известно, что предметы вокруг нас состоят из различных материалов. Дом сделан из кирпича, камня, бетона или дерева, игрушки – из резины, пластмассы, дерева или металла, столы и кровати бывают деревянными, стеклянными или металлическими. Мороженое состоит из молока и сахара, моря и океаны – из воды и соли…

А ведь и кирпич, и пластмасса, и металлы, и вода, и соль, и сахар из чего-то состоят. И даже мы сами… Об этом нам расскажет герой сказки Химиша Пробиркин. Автор придумал этого персонажа и отправил его путешествовать по знаменитой таблице Менделеева, или, как её ещё называют, Периодической системе химических элементов. Химиша побывает в гостях у некоторых химических элементов – наиболее простых составных частей любого вещества. У каждого из них свой характер.

Итак, друзья, отправляемся в увлекательное путешествие!

Сказки о Водороде, Гелии и Боре

Познакомьтесь, этого мальчика с колбочкой в руке, перепачканного сажей, с недавнего времени стали называть Химиша Пробиркин. Раньше-то он был Миша Пробкин… Но однажды случилось вот что.

Нашему герою шесть с половиной лет. Он ходит в подготовительную к школе группу детского сада и уже довольно бегло читает. Конечно, мальчик пока не знает химию, но он очень любопытен.

И вот, когда никого не было дома, Миша решил поэкспериментировать с порошками и растворами на кухне. Он стал смешивать друг с другом содержимое различных баночек и разбавлять получившуюся смесь водой. Ничего особенного не произошло, но некоторые вещества поменяли цвет, а в одной баночке даже появились пузырьки.

Вдруг в стакане, в котором он смешал, на его взгляд, совсем безобидные порошки и жидкости, раздалось: «Буль-буль-буль… Пш-ш-ш-ш… Бабах-тарарах-шлёп-дзынь-шмяк-бряк!» – и по кухне полетели искры. Хорошо, что Миша остался цел.

После этого мальчик заинтересовался химией и понял, что многого не знает. Он открыл учебник по химии старшего брата, полный непонятных слов, и загрустил. Экспериментировать на кухне было интересно, а читать сложный текст очень скучно… На первой странице учебника красовалась таинственная табличка, над которой был нарисован какой-то дедушка с бородой. Он немного укоризненно смотрел на Мишу. Ну, или ему так тогда показалось. Ты, наш дорогой читатель, скорее всего, уже догадался, что это был портрет великого учёного Дмитрия Ивановича Менделеева. А табличка – ни что иное, как Периодическая таблица химических элементов. Но Миша этого ещё не знал.

«Что это за странная таблица? И кто этот бородач рядом с ней? Эх, вот если бы эти химические элементы могли сами о себе рассказать и попроще, чем в учебнике…», – подумал Миша и вдруг услышал чей-то приятный голос:

– А ты залезай к нам, побеседуем!

Голос раздавался из первой клеточки таблицы учебника!

Недолго думая, Миша залез в книжку. Он сам не понял, как у него это получилось, но ведь у нас сказка. И вот тут наш герой почувствовал, как из Миши превращается в Химишу. А фамилия его теперь не Пробкин, а Пробиркин. Об этом сказал ему внутренний голос – в сказках такое бывает…

Пробиркин и первый элемент таблицы Менделеева

Новоиспечённый Химиша Пробиркин оказался в первой клеточке таблицы из учебника по химии брата. В ней находилось что-то маленькое, круглое, лёгкое и подвижное.

– Ой! – воскликнул мальчик от неожиданности. – Привет! Я – Химиша Пробиркин, а ты кто такой?

– Меня зовут Водород. Я – химичекий элемент, – услышал в ответ мальчик. – А попал ты в Периодическую систему химических элементов, или таблицу Менделеева. Её составил великий русский химик Дмитрий Иванович Менделеев. Химические элементы различаются размером атомов. Вот Менделеев и расположил нас в порядке их увеличения. Ты слышал про атомы? Это микроскопические частички вещества, их можно увидеть только в мощнейшие микроскопы.

– Про атомы я что-то слышал от папы, а химические элементы для меня загадка, – ответил Химиша.

– Химический элемент – это совокупность определённого вида атомов одного размера, – произнёс Водород.

– А что такое совокупность? – поинтересовался Химиша.

– Ну, это что-то вроде группы. В твоей группе в детском саду находится совокупность ребят. Они разные. Атомы тоже не одинаковые. Они бывают большими и поменьше, как, например, семена: маковое зёрнышко меньше, семя гороха – больше. Если собрать в кучку атомы одинакового размера, получим отдельный химический элемент. Мои атомы самые маленькие и лёгкие. У других элементов они больше и тяжелее. В таблице, в которую ты попал, атомы выстроены по размеру и пронумерованы, начиная с самого маленького. Значит, я, Водород, стою на первом месте и располагаюсь в первой клеточке таблицы Менделеева, в которой ты оказался, – рассказал Водород. – Премудростей в нашей сказке много. Так, химический элемент может быть сам по себе, не соединённым с другими элементами, и тогда он образует простое вещество. Если он объединяется с другими элементами, получается сложное вещество. Я, Водород, в виде простого вещества являюсь газом.

– А что такое газ? – спросил Химиша.

– Вещества могут находиться в трёх основных состояниях: твёрдом, жидком и газообразном (в виде газа). Это зависит от расстояния между их мельчайшими частичками: атомами или молекулами, – ответил Водород.

– А что такое молекула? – поинтересовался Пробиркин.

– Это мельчайшая частичка вещества. В отличие от атома, она может состоять из нескольких соединённых атомов одного или нескольких разных элементов, – сообщил Водород. Расстояние между частичками вещества бывает разным. Если оно находится в твёрдом состоянии, между ними небольшой промежуток, они плотно прижаты друг к другу. В жидкости расстояние между частицами больше, и они могут более свободно перемещаться. Если вещество находится в газообразном состоянии, промежуток между ними гораздо больше размера самих частиц, и они друг от друга разлетаются далеко. Поэтому газ летучий, как воздух и ветер.

Ну вот вспомни сам: где тебе удобнее бежать – в воде или рассекая воздух, по земле? А если в глине?

– Ой, кажется, понял. Особенно про воздух и ветер… – произнёс Химиша.

– Если понял, приведи пример разного состояния вещества, которое ты знаешь, – предложил Водород.

– Я знаю вещество – воду. Нам в садике объясняли, что вода в твёрдом виде – это лёд на катке. Жидкая она в стакане, луже, море… А газообразная – это водяной пар, который вырывается из носика чайника при кипении, – показал свои познания Пробиркин.

– Вот-вот. Всё верно. Итак, я, Водород, при нормальной температуре (это + 25 градусов, как в тёплую погоду) являюсь газообразным веществом, газом. Но, как и вода, могу быть и жидким и твёрдым – при очень большом морозе. Мы же с тобой будем говорить про нормальные температурные условия, когда я в виде простого вещества – газ. Итак, я, Водород, первый в таблице Менделеева химический элемент. У меня самый маленький и лёгкий атом. В виде простого вещества я – газ, – добавил Водород.

– Как интересно! – произнёс Химиша с восхищением. В виде простого вещества… А есть непростые вещества?

– Я уже начинал про это рассказывать, но давай повторим. Простые вещества образованы атомами одного элемента. Если объединяются атомы нескольких элементов, они образуют молекулу сложного вещества. И если я соединюсь с другим элементом, например, Кислородом, получится сложное вещество – Вода. О ней ты уже и сам немного рассказал. Молодец! – похвалил мальчика Водород.

– А вот таблица… По какому всё-таки принципу в ней построены элементы? – поинтересовался Химиша.

– Внутри каждого атома есть ядро (ну, как желток внутри яйца), которое заряжено электричеством. Ядра можно сравнить с аккумуляторами плеера или мобильного телефона. Только заряды электричества совсем крошечные. Я уже говорил, что Менделеев выстроил элементы по порядку: от лёгких атомов к более тяжёлым. Затем учёные определили, что есть и другая закономерность: элементы встали в строй «по росту» зарядов ядер атомов. И химический элемент стали определять как совокупность (кучку) атомов с одинаковым зарядом ядра, – продолжил рассказ Водород. – Если бы ты стал ещё меньше, чем сейчас, мог бы взвешивать атомы на малюсеньких весах и измерять электрические заряды ядер миниатюрными приборами, а потом ты бы отобрал атомы с одинаковым зарядом ядра (плюс один, например) в одну кучку и составил из них определённый химический элемент. Понял? Я, Водород, – это скопление самых лёгких атомов с самым маленьким зарядом ядра. Масса моего атома принята учёными за единицу, и заряд моего ядра тоже равен единице. Понятно?

– Теперь я начинаю кое-что понимать, – ответил Химиша.

– Раз я в виде простого вещества самый лёгкий газ, то всегда стремлюсь улететь куда-нибудь повыше: в небо или даже в космос. Поэтому чем ближе к облакам, тем меня в атмосфере больше. А в сложном веществе, в виде соединения Вода, я нахожусь на поверхности Земли: в океанах, морях, реках, озёрах, болотах, лужах, бассейнах, ваннах, аквариумах – во всех водоёмах. Да и в земной коре разных соединений Водорода немало. По количеству атомов на Земле я занимаю первое место среди всех элементов, да и на Солнце я самый распространённый элемент: составляю около трёх четвёртых частей его массы. Я почти везде первый, чемпион! И очень химически активный… – продолжил рассказ Водород.

– А что значит «химически активный?» – спросил Пробиркин.

– Если всё-таки меня поместить в клетки, где обитают другие элементы, я со многими из них начну химически реагировать: буду отдавать им свои электроны атомов, а они – их принимать, – пояснил Водород.

– А что такое электроны? – поинтересовался Химиша.

– Электроны – ещё более мелкие частички атома, чем ядра. Они как будто вращаются вокруг них по орбитам. И элементы могут отдавать их друг другу или отбирать друг у друга. Ну как ребята меняются игрушками. Вот так меняться электронами своих атомов – и значит химически реагировать, – сказал Водород. – Реагировать друг с другом элементам интересно, ведь получаются новые вещества, а иногда реакция бывает очень красивой. Нередко даже взрыв происходит! Как у меня с Кислородом.

– Вот и у меня произошёл взрыв, – сказал Химиша.

– Надеюсь, теперь ты понял, почему это случилось. Напомню, что в таблице Менделеева есть обитатель – Кислород. С ним мне лучше не сталкиваться. Если кто-то вздумает нас вместе поджечь, будет взрыв, – произнёс Водород. – Впрочем, Кислород в таблице не единственный, с кем я не очень дружу. Зато после столкновения с этим элементом образуется Вода! В её молекуле два моих атома и один – Кислорода. Меня и назвали Водородом не просто так. Мое имя означает «рождающий воду»! Повторю, что вода покрывает значительную часть поверхности Земли, и жизнь без неё невозможна. У Воды много замечательных свойств, благодаря которым существует всё живое. Впрочем, об этом тебе ещё расскажут на уроках окружающего мира в начальной школе, а в более старших классах – на уроках биологии.

– Теперь я знаю, из чего состоит вода! – воскликнул Химиша.

– Да, и я очень горжусь Водой. Ещё я горжусь своим положением в таблице элементов – ведь я самый первый и ни на кого не похож! – произнёс Водород. – Послушай стихотворение обо мне.

Водород

 
Не шутите с Водородом!
Он горит, рождая воду,
В смеси с Кислородом-братом
Он взрывается, ребята!
Вам скажу на всякий случай:
Эту смесь зовут гремучей.
А ещё хочу сейчас
Объяснить я всем ребятам:
Водород – легчайший газ,
У него мельчайший атом.
 
 
Водород на первом месте
В Менделеевской системе.
Это очень много чести —
Находиться перед всеми!
 
 
Может Водород гордиться
Положением в таблице!
 

– Мне очень понравилось стихотворение, – сказал мальчик.

– Мой ближайший сосед – Гелий – совсем другой по характеру, он очень пассивный и самый инертный (то есть ленивый и спокойный) из всех братьев-элементов. Он ни с кем никогда не играет, никак не реагирует на других, – продолжил Водород. – Я не пойму, как он не умирает от скуки, бедняга. Сближает нас с соседом Гелием то, что он тоже очень лёгкий, чуть тяжелее меня. Мы с ним два легчайших газа, и оба любим улетать как можно выше в небо. Ещё мы самые распространённые элементы во Вселенной. Правда, и тут я его опережаю! Впрочем, ты можешь и сам поговорить с Гелием, он живёт в соседней клеточке.

– Ой, так хочется увидеть твоего соседа Гелия! – сказал Химиша. – До свидания, Водород! Веди себя хорошо, лучше не взрывайся. А я перепрыгиваю в клетку номер два!

– До свидания, Пробиркин! – произнёс Водород.

Химиша прыгнул во вторую клеточку таблицы Менделеева.

Пробиркин и повелитель воздушных шариков Гелий

– Уф, до чего же здесь тихо, как-то всё инертно, зато много солнечного света! Эй, есть кто-нибудь? – громко спросил Химиша.

– Не кричи! Я здесь, под потолком: летаю рядом с воздушными шариками, – услышал Пробиркин чей-то голос. – Давай знакомиться. Я – Гелий. Знаешь, почему меня так зовут? «Гелиос» в переводе с греческого означает «Солнце». На Солнце, звезде нашей планетной системы, меня гораздо больше, чем на Земле. Открыл меня почти сто пятьдесят лет назад любитель астрономии французский учёный Джозеф Локьер, обнаруживший в Солнечной короне новый элемент, которого не знали на Земле. Это был я. Долго считали, что на Земле меня нет, потому что я играл с учёными в прятки: ничем себя не проявлял и к тому же высоко улетал. Но потом меня нашли и на нашей планете и даже научились получать из природных газов и минеральных источников. Я принёс людям много пользы, так как очень лёгкий. Водород, правда, ещё легче, но он ужасно горючий!

Во время Первой мировой войны, которая была более ста лет назад, использовали специальные воздушные шары для подъёма боевых дирижаблей и цеппелинов. При обстреле шары, наполненные водородом, загорались и взрывались, а шары с инертным гелием – нет! Это потому, что я пассивный, спокойный, я самый-самый благородный химический элемент. Раз я неопасный, негорючий и самый лёгкий газ, детские воздушные шарики тоже накачивают мною, Гелием. Послушай стихотворение обо мне.

Гелий

 
Чтобы шарики летели,
Нужно в них заправить гелий.
С гелием внутри легко
Шар взлетает высоко.
 
 
Слово «гелий» значит «Солнце»,
Гелий в Солнышке живёт.
Посмотри в своё оконце —
Он привет от Солнца шлёт.
 
 
Гелий очень благороден,
Самый гордый элемент,
И инертнее в природе
Элементов больше нет.
 
 
Он в реакции, да-да,
Не вступает никогда!
 

– Ух ты! Как интересно! – воскликнул Химиша, – А что такое «реакции», и как в них «вступают»?

– Ты, кажется, не очень внимательно слушал Водорода, – посетовал Гелий. – Я готов повторить, потому что вопрос непростой, надо получше в нём разобраться. Реагировать друг с другом, вступать в реакции для элементов значит обмениваться электронами своих атомов. Но я никогда и ни с кем не вступаю в химические реакции. Знаешь почему? Представь маленького круглого карапуза, который крепко прижимает к себе две формочки. Другие ребята слабее и не могут у него их отобрать, а он уже ничего не может взять, потому что руки только две. Вот малыш стоит и ни с кем не играет, а по-нашему, «по-химическому», – не вступает в реакции, прямо как я. Мой атом такой же, как этот карапуз! Ничего не отбирает и не отдаёт, ведёт себя инертно. Только вместо формочек у нас, химических элементов, – электроны. Вот такие элементы, атомы которых не хотят реагировать, объединяться с атомами других элементов, называются инертными. В виде простых веществ все они инертные газы. Мои старшие братья имеют более тяжёлые атомы и находятся в таблице дальше.

– Гелий, расскажи про старших братьев! – попросил Химиша.

– Нет, я уже устал. Слишком много общался с тобой. Я же сказал, что совсем инертный, ленивый и необщительный. Повишу лучше спокойно под потолком! – сказал Гелий. – Мне нужно надуть ещё три красных шарика и два синих. А ты отправляйся в гости к моим соседям. Я даже дам тебе зелёный шарик в подарок, чтобы тебе было легче прыгать дальше по таблице! Пока, Пробиркин!

Химиша взял зелёный шарик, надутый и подаренный Гелием, и легко перепрыгнул сразу через две клетки.

Пробиркин и Бор

«Интересно, кто живёт в пятой клеточке таблицы Менделеева?» – подумал Пробиркин.

Он увидел маленького человечка и произнёс:

– Здравствуйте!

– Здравствуй, Пробиркин! – ответил человечек.

– А вы кто? – спросил Химиша.

– Я – Бор. Я служу пограничником – стою на границе неметаллов и металлов, – ответил человечек. – Металлы – проводники электрического тока. По ним он проходит легко, встречая лишь небольшие препятствия. Поэтому из некоторых металлов делают электрические провода. А неметаллы совсем не пропускают ток, не проводят его. Я нахожусь в таблице между неметаллами и металлами и считаюсь полупроводником.

– Ой, а что такое полупроводник? Я знаю, кто такой проводник поезда… А полупроводник? – спросил Химиша.

– Полупроводники находятся посерединке между проводниками и непроводниками (изоляторами) тока, – ответил Бор.

– Изоляторы? В садике, кажется, есть изолятор – специальная комнатка для ребят, у которых кашель или насморк, – сказал Пробиркин.

– Вот-вот, из изолятора этих ребят не выпускают, чтобы вирусы не попали к здоровым деткам. Так и изолятор электрического тока не выпускает крошечные электроны, и, значит, совсем не может проводить ток, – ответил Бор.

– А чем отличаются полупроводники? – спросил Химиша.

– Иногда они могут проводить ток, но только в одну сторону, то есть делают такую работу наполовину, отсюда и название «полупроводник», – ответил Бор.

– Спасибо, стало понятнее. А почему тебя зовут Бор? – спросил мальчик. – Я знаю сосновый бор, гуляю там с бабушкой, ищу грибы…

– Нет, я не связан с сосновым бором. Хотя названия у нас одинаковые, – ответил Бор. – Меня получают из минерала, который называется бура. Поэтому меня и назвали Бором. Жаль, что и к великому датскому физику Нильсу Бору я не имею отношения. А многие люди, даже начинающие химики, считают, что меня назвали в его честь. Но моё название появилось намного раньше, чем родился Нильс Бор. Я давненько служу людям. В аптеках продают борную кислоту – антисептическое средство (убивающее некоторые микробы). Меня используют даже в ядерных реакторах, но только это секрет, никому не говори!

– Конечно, я сохраню тайну! – ответил Химиша.

– Послушай стихотворение обо мне, – предложил Бор.

 

Бор

С борной кислотой знакомы
Люди были с давних пор.
Есть она в аптечке дома,
В ней живёт приятель Бор.
 
 
Бор давно нам верно служит —
У него такой характер.
В век ракетный с бором дружит
Даже атомный реактор!
 

– Спасибо, мне понравилось стихотворение, – сказал Пробиркин.

– Мой сосед по таблице справа из клетки шесть – господин Углерод, пожалуй, имеет отношение к сосновому бору, – произнёс Бор. – Он вообще тесно связан со всем живым. Советую тебе с ним познакомиться, он очень интересен: имеет несколько лиц.

– Ой, такого я пока здесь не встречал! Спасибо за информацию! Я буду помнить, что ты полупроводник, не связан с Нильсом Бором и сосновым бором. Отправлюсь теперь к Углероду, – сказал Химиша.

–♦ ♦ ♦ ♦–

♦ Вопросы и задания

1. Что такое атом?

2. Что такое химический элемент?

3. Что такое молекула?

4. Что такое газ?

5. Что такое инертный газ?

6. Отгадайте загадку:

 
Этот газ горит красиво,
И способен он на взрывы.
Это самый лёгкий газ,
Но не шутка он для нас.
Должен понимать народ,
Как опасен…
 

(водород.)

7. Отгадайте загадку:

 
Вам скажу на всякий случай:
Эту смесь зовут гремучей.
Лёгкий газ в ней – водород,
Тяжелее – кислород.
И родится без труда
Из реакции…
 

(вода)

8. Разгадайте шараду и узнайте, что находится в руках у Химиши Пробиркина:

 
Мой первый слог – оценка в школе,
Её учитель ставит строго.
Где прячутся грибы в рассоле
Подскажут два соседних слога.
Всё вместе – тонкая посуда,
И в ней – химическое чудо.
 

(Колбочка.)

9. Отгадайте загадку:

 
Из инертных – легче всех
Этот мирный газ.
Шарики взлетают вверх,
Удивляют нас.
Накачать мы в них сумели
Лёгкий газ, инертный…
 

(гелий)

10. Что такое полупроводник? Сделайте аппликацию «Полупроводник». В её центре изобразите фигурку Бора, слева от него – бегущего человечка, обозначенного словом «ток», а справа – этого же человечка, который стоит.

11. Разгадайте шараду:

 
Слог первый – полупроводник,
А слог второй – предлог.
Посмотришь в зеркало – и в миг
Увидишь третий слог.
Всё вместе – это гончий пёс,
Поджарый бок и чуткий нос.
 

(Борзая.)

12. А сейчас, юные читатели, побудьте немного химиками. Возьмите у папы железные гвозди, шурупы или скрепки, которые пролезают в горлышко бутылки, и магнит. Эти предметы не должны быть из нержавеющей стали, иначе опыт не получится. Если они притягиваются к магниту, значит, они подойдут. Пусть мама или папа наденет резиновые перчатки, откроет бутылку с уксусом и бросит в неё железяки. Через некоторое время вы увидите, что на их поверхности появятся маленькие пузырьки газа. Это наш друг, первый элемент, Водород с вами здоровается!