Составьте генетический ряд: Генетические ряды неметаллов — урок. Химия, 8–9 класс. — Детская игровая комната «Волшебный лес»

Posted on 21.08.197429.01.2022 by alexxlab

Содержание

Генетические ряды металлов — урок. Химия, 8–9 класс.

Генетический ряд металла состоит из простого вещества, оксида, гидроксида и соли:

металл — основный оксид — основание — соль.

Все металлы можно разделить на две группы: активные и неактивные.

К активным относят металлы, реагирующие с водой при обычных условиях. Это \(10\) металлов: литий, натрий, калий, рубидий, цезий, франций, кальций, стронций, барий, радий. Их оксиды соединяются с водой с образованием растворимых гидроксидов — щелочей.

Остальные металлы менее активны. Их оксиды не реагируют с водой, а основания в воде не растворяются. Поэтому из оксида получить основание можно только через соль. Для неактивных металлов генетический ряд выглядит так:

металл — основный оксид — соль1 — основание — соль2.

1. Генетические ряды активных металлов:

Ряд лития: Li→Li2O→LiOH→Li2SO4.

Ряд кальция: Ca→CaO→Ca(OH)2→CaCO3.

Ряд бария: Ba→BaO→Ba(OH)2→Ba3(PO4)2.

Составим уравнения для генетического ряда бария:

2Ba+O2=2BaO,

BaO+h3O=Ba(OH)2,

3Ba(OH)2+2h4PO4=Ba3(PO4)2+6h3O.

Обрати внимание!

Превращение гидроксида бария в фосфат можно осуществить также с помощью кислотного оксида или растворимой соли:

3Ba(OH)2+P2O5=Ba3(PO4)2↓+3h3O,

3Ba(OH)2+2Na3PO4=Ba3(PO4)2↓+6NaOH.

2. Генетические ряды неактивных металлов:

Ряд магния: Mg→MgO→MgCl2→Mg(OH)2→MgSO4.

Ряд железа: Fe→FeO→FeSO4→Fe(OH)2→Fe(NO3)2.

Ряд меди: Cu→CuO→Cu(NO3)2→Cu(OH)2→CuCl2.

Составим уравнения реакций для ряда меди:

2Cu+O2=2CuO,

CuO+2HNO3=Cu(NO3)2+h3O,

Cu(NO3)2+2NaOH=Cu(OH)2+2NaNO3,

Cu(OH)2+2HCl=CuCl2+2h3O.

Обрати внимание!

В ряду неактивного металла получить соль из основания можно только с помощью кислоты.

Генетический ряд основных соединений химия. Генетические ряды металлов и их соединений

Повторение. Генетическая связь классов неорганических соединений
Введение

Тема этого урока — «Повторение. Генетическая связь классов неорганических соединений». Вы повторите, как делятся все неорганические вещества, сделаете вывод, как из одного класса неорганических соединений можно получить другой. На основании полученных сведений узнаете, что такое генетическая связь таких классов, два основных пути таких связей.

Тема: Введение

Урок: Повторение. Генетическая связь классов неорганических соединений

Химия — это наука о веществах, их свойствах и превращениях друг в друга.

Рис. 1. Генетическая связь классов неорганических соединений

Все неорганические вещества можно разделить на:

Простые вещества

Сложные вещества.

Простые вещества делятся на:

Металлы

Неметаллы

Сложные вещества можно разделить на:

Основания

Кислоты

Соли. См. Рис.1.

Это бинарные соединения, состоящее из двух элементов, одним их которых является кислород в степени окисления -2. Рис.2.

Например, оксид кальция: Сa +2 О -2 ,оксид фосфора (V) P 2 O 5., оксид азота (IV) -« лисий хвост»

Рис. 2. Оксиды

Делятся на:

Основные

Кислотные

Основным оксидам соответствуют основания .

Кислотным оксидам соответствуют кислоты .

Соли состоят из катионов металла и анионов кислотного остатка .

Рис. 3. Пути генетических связей между веществами

Таким образом: из одного класса неорганических соединений можно получить другой класс.

Следовательно, все классы неорганических веществ взаимосвязаны .

Связь классов неорганических соединений часто называют генетической.

Рис.3.

Генезис по — гречески означает «происхождение». Т.е. генетическая связь показывает взаимосвязь превращения веществ и их происхождение от единого вещества.

Существует два основных пути генетических связей между веществами. Один из них начинается металлом, другой — неметаллом.

Генетический ряд металла показывает:

Металл → Основной оксид → Соль →Основание → Новая соль.

Генетический ряд неметалла отражает такие превращения:

Неметалл→ Кислотный оксид →Кислота →Соль.

Для любого генетического ряда можно написать уравнения реакций, которые показывают превращения одних веществ в другие .

Для начала, нужно определить к какому классу неорганических соединений относится каждое вещество генетического ряда.

Подумать, как из вещества, стоящего до стрелочки, получить вещество стоящие после неё.

Пример №1. Генетический ряд металла.

Ряд начинается простым веществом металлом медью. Чтобы осуществить первый переход, нужно сжечь медь в атмосфере кислорода.

2Cu +O 2 →2CuO

Второй переход: нужно получить соль CuCl 2. Она образована соляной кислотой HCl, потому что соли соляной кислоты называются хлориды.

CuO +2 HCl → CuCl 2 + H 2 O

Третий шаг: чтобы получить нерастворимое основание, нужно к растворимой соли прибавить щелочь.

CuCl 2 + 2NaOH → Cu(OH) 2 ↓ + 2NaCl

Чтобы гидроксид меди(II) перевести в сульфат меди(II) прибавим к ней серную кислоту H 2 SO 4 .

Cu(OH) 2 ↓ + H 2 SO 4 → CuSO 4 + 2H 2 O

Пример №2. Генетический ряд неметалла.

Ряд начинается простым веществом неметаллом углеродом. Чтобы осуществить первый переход, нужно сжечь углерод в атмосфере кислорода.

C + O 2 → CO 2

Если к кислотному оксиду прибавить воду, получится кислота, которая называется угольной.

СO 2 + H 2 O → H 2 СO 3

Чтобы получить соль угольной кислоты — карбонат кальция, нужно к кислоте добавить соединение кальция, например гидроксид кальция Ca(OH) 2 .

H 2 СO 3 + Ca (OH) 2 → CaCO 3 + 2H 2 O

В состав любого генетического ряда входят вещества различных классов неорганических соединений.

Но в эти вещества обязательно входит один и тот же элемент. Зная, химические свойства классов соединений, можно подбирать уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить данные превращения. Эти превращения используются и на производстве, для подбора наиболее рациональных методов получения тех или иных веществ.

Вы повторили, как делятся все неорганические вещества, сделали вывод, как из одного класса неорганических соединений можно получить другой. На основании полученных сведений узнали, что такое генетическая связь таких классов, два основных пути таких связей

1. Рудзитис Г.Е. Неорганическая и органическая химия. 8 класс: учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень/ Г. Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман.М.: Просвещение. 2011 г.176с.:ил.

2. Попель П.П.Химия:8 кл.: учебник для общеобразовательных учебных заведений/П. П. Попель, Л.С.Кривля. -К.: ИЦ «Академия»,2008.-240 с.: ил.

3. Габриелян О.С. Химия. 9 класс. Учебник. Издательство: Дрофа.:2001. 224с.

1. №№ 10-а,10з (с.112) Рудзитис Г.Е. Неорганическая и органическая химия. 8 класс: учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень/ Г. Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман.М.: Просвещение. 2011 г.176с.: ил.

2. Как двумя способами из оксида кальция получить сульфат кальция?

3. Составьте генетический ряд получения из серы сульфата бария. Напишите уравнения реакций.

Данный урок посвящен обобщению и систематизации знаний по теме «Классы неорганических веществ». Учитель расскажет, как из веществ одного класса можно получить вещество другого класса. Полученные знания и умения пригодятся для составления уравнений реакций по цепочкам превращений.

В ходе химических реакций химический элемент не исчезает, атомы переходят из одного вещества в другое. Атомы химического элемента как бы передаются от простого вещества к более сложному, и наоборот. Таким образом, возникают так называемые генетические ряды, начинающиеся простым веществом — металлом или неметаллом — и заканчивающиеся солью.

Напомню вам, что в состав солей входят металлы и кислотные остатки. Итак, генетический ряд металла может выглядеть таким образом:

Из металла в результате реакции соединения с кислородом можно получить основный оксид, основный оксид при взаимодействии с водой дает основание (только, если это основание — щелочь), из основания в результате реакции обмена с кислотой, солью или кислотным оксидом можно получить соль.

Обратите внимание, такой генетический ряд подходит только для металлов, гидроксиды которых являются щелочами.

Запишем уравнения реакций, соответствующих превращениям лития в его генетическом ряду:

Li → Li 2 O → LiOH→ Li 2 SO 4

Как вы знаете, металлы при взаимодействии с кислородом, как правило, образуют оксиды. При окислении кислородом воздуха литий образует оксид лития:

4Li + O 2 = 2Li 2 O

Оксид лития, взаимодействуя с водой, образует гидроксид лития — растворимое в воде основание (щелочь):

Li 2 O + H 2 O = 2LiOH

Сульфат лития можно получить из лития несколькими способами, например, в результате реакции нейтрализации с серной кислотой:

2. Химическая информационная сеть ().

Домашнее задание

1. с. 130-131 №№ 2,4 из Рабочей тетради по химии: 8-й кл.: к учебнику П.А. Оржековского и др. «Химия. 8 класс» / О.В. Ушакова, П.И. Беспалов, П.А. Оржековский; под.ред. проф. П.А. Оржековского — М.: АСТ: Астрель: Профиздат, 2006.

2. с.204 №№ 2, 4 из учебника П.А. Оржековского, Л.М. Мещеряковой, М.М. Шалашовой «Химия: 8кл.», 2013 г.

Тема: ГЕНЕТИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ МЕЖДУ металлами и неметаллами и их соединений. 9-класс.

Цели: образовательные: закрепить понятия «генетический ряд», «генетическая связь»; научить составлять генетические ряды элементов (металлов и неметаллов), составлять уравнения реакций, соответствующих генетическому ряду; проверить, как усвоены знания о химических свойствах оксидов, кислот, солей, оснований;развивающие: развивать умения анализировать, сравнивать, обобщать и делать выводы, составлять уравнения химических реакций; воспитательные: содействовать формированию научного мировоззрения.

Обеспечение занятия: таблицы «Периодическая система», «Таблица растворимости», «Ряд активности металлов», инструкции для студентов, задания для проверки знаний.

Ход работы: 1) Орг. момент

2) Проверка д/з

3) Изучение нового материала

4) Закрепление

5) Д/З

1) Орг. момент. Приветствие.

2) Проверка д/з.

Генетические связи — это связи между разными классами, основанные на их взаимопревращениях.
Зная классы неорганических веществ, можно составить генетические ряды металлов и неметаллов. В основу этих рядов положен один и тот же элемент.

Среди металлов можно выделить две разновидности рядов:

1 . Генетический ряд, в котором в качестве основания выступает щёлочь. Этот ряд можно представить с помощью следующих превращений:

металл→основный оксид→щёлочь→соль

Например, K→K 2 O→KOH→KCl

2 . Генетический ряд, где в качестве основания выступает нерастворимое основание, тогда ряд можно представить цепочкой превращений:

металл→основный оксид→соль→нерастворимое основание→

→основный оксид→металл

Например, Cu→CuO→CuCl 2 →Cu(OH) 2 →CuO→Cu

1 . Генетический ряд неметаллов, где в качестве звена ряда выступает растворимая кислота. Цепочку превращений можно представить в следующем виде:

неметалл→кислотный оксид→растворимая кислота→соль

Например, P→P 2 O 5 →H 3 PO 4 →Na 3 PO 4

2 . Генетический ряд неметаллов, где в качестве звена ряда выступает нерастворимая кислота:

неметалл→кислотный оксид→соль→кислота→

→кислотный оксид→неметалл

Например, Si → SiO 2 → Na 2 SiO 3 → H 2 SiO 3 → SiO 2 → Si

Фронтальная беседа по вопросам:

Что такое генетическая связь?Генетические связи — это связи между разными классами, основанные на их взаимопревращениях.Что такое генетический ряд?

Генетический ряд – ряд веществ – представителей разных классов, являющихся соединениями одного химического элемента, связанных взаимопревращениями и отражающих превращения данных веществ. В основу этих рядов положен один и тот же элемент.

Какие виды генетических рядов принято выделять?Среди металлов можно выделить две разновидности рядов:

а) Генетический ряд, в котором в качестве основания выступает щёлочь. Этот ряд можно представить с помощью следующих превращений:

металл →основный оксид → щёлочь → соль

например, генетический ряд калия K → K 2 O → KOH→ KCl

б) Генетический ряд, где в качестве основания выступает нерастворимое основание, тогда ряд можно представить цепочкой превращений:

металл → основный оксид → соль→ нерастворимое основание →основный оксид → металл

например: Cu→ CuO → CuCl 2 → Cu(OH) 2 → CuO → Cu

Среди неметаллов также можно выделить две разновидности рядов:

а) Генетический ряд неметаллов, где в качестве звена ряда выступает растворимая кислота. Цепочку превращений можно представить в следующем виде: неметалл → кислотный оксид → растворимая кислота → соль.

Например: P→ P 2 O 5 → H 3 PO 4 →Na 3 PO 4

б) Генетический ряд неметаллов, где в качестве звена ряда выступает нерастворимая кислота: неметалл → кислотный оксид → соль→ кислота → кислотный оксид → неметалл

Например: Si→ SiO 2 → Na 2 SiO 3 → H 2 SiO 3 → SiO 2 → Si

Выполнение заданий по вариантам:

1. Выберите в вашем варианте формулы оксидов, объясните свой выбор, опираясь на знание признаков состава данного класса соединений. Назовите их.

2. В столбце формул вашего варианта найдите формулы кислот и объясните свой выбор на основании анализа состава этих соединений.

3. Определите валентности кислотных остатков в составе кислот.

4. Выберите формулы солей и назовите их.

5. Составьте формулы солей, которые могут быть образованы магнием и кислотами вашего варианта. Запишите их, назовите.

6. В столбце формул вашего варианта найдите формулы оснований и объясните свой выбор на основании анализа состава этих соединений.

7. В вашем варианте выберите формулы веществ, с которыми может реагировать раствор ортофосфорной кислоты (соляной, серной). Составьте соответствующие уравнения реакций.

9. Среди формул своего варианта выберите формулы веществ, способных взаимодействовать между собой. Составьте соответствующие уравнения реакций.

10. Составьте цепочку генетических связей неорганических соединений, в состав которой войдет вещество, формула которого дана в вашем варианте под номером один.

Вариант 1

Вариант 2

CaO

HNO 3

Fe(OH) 3

N 2 O

Zn(NO 3 ) 2

Cr(OH) 3

H 2 SO 3

H 2 S

PbO

LiOH

Ag 3 PO 4

P 2 O 5

NaOH

ZnO

CO 2

BaCl 2

HCl

H 2 CO 3

H 2 SO 4

CuSO 4

Из данных веществ составьте генетический ряд, используя все формулы. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить эту цепочку превращений:

I вариант: ZnSO 4, Zn, ZnO, Zn, Zn(OH) 2 : II вариант: Na 2 SO 4, NaOH , Na , Na 2 O 2 , Na 2 O

4) Закрепление1. Al → Al 2 O 3 → AlCl 3 → Al ( OH ) 3 → Al 2 O 3

2. P → P 2 O 5 → H 3 PO 4 → Na 3 PO 4 → Ca 3 ( PO 4 ) 2

3. Zn→ZnCl 2 →Zn(OH) 2 →ZnO→Zn(NO 3 ) 2

4.Cu →CuO→CuCl 2 →Cu(OH) 2 →CuO→Cu

5.N 2 O 5 →HNO 3 →Fe(NO 3 ) 2 →Fe(OH) 2 →FeS→FeSO 4

5)Домашнее задание: составьте схему постепенного перехода от кальция к карбонату кальция и подготовьте сообщение об использовании в медицине любой соли (используя дополнительную литературу).

Каждый такой ряд состоит состоит из металла, его основного оксида, основания и любой соли этого же металла:

Для перехода от металлов к основным оксидам во всех этих рядах используются реакции соединения с кислородом, например:

2Сa + O 2 = 2СaO; 2Mg + O 2 = 2MgO;

Переход от основных оксидов к основаниям в первых двух рядах осуществляется путём известной вам реакции гидратации, например:

СaO + H 2 O = Сa(OH) 2 .

Что касается последних двух рядов, то содержащиеся в них оксиды MgO и FeO с водой не реагируют. В таких случаях для получения оснований эти оксиды сначала превращают в соли, а уже их – в основания. Поэтому, например, для осуществления перехода от оксида MgO к гидроксиду Mg(OH) 2 используют последовательные реакции:

MgO + H 2 SO 4 = MgSO 4 + H 2 O; MgSO 4 + 2NaOH = Mg(OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4 .

Переходы от оснований к солям осуществляются уже известными вам реакциями. Так, растворимые основания (щёлочи), находящиеся в первых двух рядах, превращаются в соли под действием кислот, кислотных оксидов или солей. Нерастворимые основания из последних двух рядов образуют соли под действием кислот.

Генетические ряды неметаллов и их соединений .

Каждый такой ряд состоит состоит из неметалла, кислотного оксида, соответствующей кислоты и соли, содержащей анионы этой кислоты:

Для перехода от неметаллов к кислотным оксидам во всех этих рядах используются реакции соединения с кислородом, например:

4P + 5O 2 = 2 P 2 O 5 ; Si + O 2 = SiO 2 ;

Переход от кислотных оксидов к кислотам в первых трёх рядах осуществляется путём известной вам реакции гидратации, например:

P 2 O 5 + 3H 2 O = 2 H 3 PO 4 .

Однако, вы знаете, что содержащийся в последнем ряду оксид SiO 2 с водой не реагирует. В этом случае его сначала превращают в соответствующую соль, из которой затем получают нужную кислоту:

SiO 2 + 2KOH = K 2 SiO 3 + H 2 O; K 2 SiO 3 + 2HСl = 2KCl + H 2 SiO 3 ↓.

Переходы от кислот к солям могут осуществляться известными вам реакциями с основными оксидами, основаниями или с солями.

Следует запомнить:

· Вещества одного и того же генетического ряда друг с другом не реагируют.

· Вещества генетических рядов разных типов реагируют друг с другом. Продуктами таких реакций всегда являются соли (рис. 5):

Рис. 5. Схема взаимосвязи веществ разных генетических рядов.

Эта схема отображает взаимосвязь между различными классами неорганических соединений и объясняет многообразие химических реакций между ними.

Задание по теме:

Составьте уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

1. Na → Na 2 O → NaOH → Na 2 CO 3 → Na 2 SO 4 → NaOH;

2. P → P 2 O 5 → H 3 PO 4 → K 3 PO 4 → Ca 3 (PO 4) 2 → CaSO 4 ;

3. Ca → CaO → Ca(OH) 2 → CaCl 2 → CaCO 3 → CaO;

4. S → SO 2 → H 2 SO 3 → K 2 SO 3 → H 2 SO 3 → BaSO 3 ;

5. Zn → ZnO → ZnCl 2 → Zn(OH) 2 → ZnSO 4 → Zn(OH) 2 ;

6. C → CO 2 → H 2 CO 3 → K 2 CO 3 → H 2 CO 3 → CaCO 3 ;

7. Al → Al 2 (SO 4) 3 → Al(OH) 3 → Al 2 O 3 → AlCl 3 ;

8. Fe → FeCl 2 →FeSO 4 → Fe(OH) 2 → FeO → Fe 3 (PO 4) 2 ;

9. Si → SiO 2 → H 2 SiO 3 → Na 2 SiO 3 → H 2 SiO 3 → SiO 2 ;

10. Mg → MgCl 2 → Mg(OH) 2 → MgSO 4 → MgCO 3 → MgO;

11. K → KOH → K 2 CO 3 → KCl → K 2 SO 4 → KOH;

12. S → SO 2 → CaSO 3 → H 2 SO 3 → SO 2 → Na 2 SO 3 ;

13. S → H 2 S → Na 2 S → H 2 S → SO 2 → K 2 SO 3 ;

14. Cl 2 → HCl → AlCl 3 → KCl → HCl → H 2 CO 3 → CaCO 3 ;

15. FeO → Fe(OH) 2 → FeSO 4 → FeCl 2 → Fe(OH) 2 → FeO;

16. CO 2 → K 2 CO 3 → CaCO 3 → CO 2 → BaCO 3 → H 2 CO 3 ;

17. K 2 O → K 2 SO 4 → KOH → KCl → K 2 SO 4 → KNO 3 ;

18. P 2 O 5 → H 3 PO 4 → Na 3 PO 4 → Ca 3 (PO 4) 2 → H 3 PO 4 → H 2 SO 3 ;

19. Al 2 O 3 → AlCl 3 → Al(OH) 3 → Al(NO 3) 3 → Al 2 (SO 4) 3 → AlCl 3 ;

20. SO 3 → H 2 SO 4 → FeSO 4 → Na 2 SO 4 → NaCl → HCl;

21. KOH → KCl → K 2 SO 4 → KOH → Zn(OH) 2 → ZnO;

22. Fe(OH) 2 → FeCl 2 → Fe(OH) 2 → FeSO 4 → Fe(NO 3) 2 → Fe;

23. Mg(OH) 2 → MgO → Mg(NO 3) 2 → MgSO 4 → Mg(OH) 2 → MgCl 2 ;

24. Al(OH) 3 → Al 2 O 3 → Al(NO 3) 3 → Al 2 (SO 4) 3 → AlCl 3 → Al(OH) 3 ;

25. H 2 SO 4 → MgSO 4 → Na 2 SO 4 → NaOH → NaNO 3 → HNO 3 ;

26. HNO 3 → Ca(NO 3) 2 → CaCO 3 → CaCl 2 → HCl → AlCl 3 ;

27. CuСO 3 → Cu(NO 3) 2 → Cu(OH) 2 → CuO → CuSO 4 → Cu;

28. MgSO 4 → MgCl 2 → Mg(OH) 2 → MgO → Mg(NO 3) 2 → MgCO 3 ;

29. K 2 S → H 2 S → Na 2 S → H 2 S → SO 2 → K 2 SO 3 ;

30. ZnSO 4 → Zn(OH) 2 → ZnCl 2 → HCl → AlCl 3 → Al(OH) 3 ;

31. Na 2 CO 3 → Na 2 SO 4 → NaOH → Cu(OH) 2 → H 2 O → HNO 3 ;

Инструкция для обучающихся по заочному курсу «Общая химия для 12 класса» 1. Категория обучающихся: материалы данной презентации предоставляются обучающемуся для самостоятельного изучения темы «Вещества и их свойства», из курса общей химии 12 класса. 2. Содержание курса: включает 5 презентаций тем. Каждая учебная тема содержит четкую структуру учебного материала по конкретной теме, последний слайд контрольный тест – задания для самоконтроля. 3. Срок обучения по данному курсу: от одной недели до двух месяцев (определяется индивидуально). 4. Контроль знаний: учащийся предоставляет отчет о выполнении тестовых заданий – лист с вариантами заданий, с указанием темы. 5. Оценивание результата: «3» — выполнено 50% заданий, «4» — 75%, «5» % заданий. 6. Результат обучения: зачет (незачет) изученной темы.

Уравнения реакций: 1. 2Cu + о 2 2CuO оксид меди (II) 2. CuO + 2 HCl CuCl 2 + Н 2 О хлорид меди (II) 3. CuCl NaOH Cu(OH) Na Cl гидроксид меди (II) 4. Cu(OH) 2 + H 2 SO 4 CuSO 4 + 2Н 2 О сульфат меди (II)

Генетический ряд органических соединений. Если в основу генетического ряда неорганической химии составляют вещества, образованные одним химическим элементом, то основу генетического ряда в органической химии составляют вещества с одинаковым числом атомов углерода в молекуле.

Схема реакций: Каждой цифре над стрелкой соответствует определенное уравнение реакции: этаналь этанол этен этан хлорэтан этин Уксусная (этановая) кислота

Уравнения реакций: 1. С 2 Н 5 Cl + H 2 O С 2 Н 5 OH + HCl 2. С 2 Н 5 OH + O СН 3 СН O + H 2 O 3. СН 3 СН O + H 2 С 2 Н 5 OH 4. С 2 Н 5 OH + HCl С 2 Н 5 Cl + H 2 O 5. С 2 Н 5 Cl С 2 Н 4 + HCl 6. С 2 Н 4 С 2 Н 2 + H 2 7. С 2 Н 2 + H 2 O СН 3 СН O 8. СН 3 СН O + Ag 2 O СН 3 СOOH + Ag

Презентация по теме «Генетическая связь неорганических веществ»

Генетическая связь между классами неорганических веществ. ХИМИЯ – 8 Автор: Кунова Г.В. – учитель химии ЦДО, г. Липецк.

Цель урока Повторить и обобщить изученный материал: о классификации неорганических веществ; свойствах кислот, оснований, оксидов и солей в свете ТЭД. Сформировать понятие «генетический ряд», познакомить с генетическими рядами металлов и неметаллов и их видами. Формировать умение составлять генетические ряды металлов и неметаллов и записывать соответствующие им уравнения химических реакций.

Задание 1 Заполните схему «Классификация неорганических веществ», выбрав из перечня необходимые слова. ПРОСТЫЕ СЛОЖНЫЕ Металлы Неметаллы ОКСИДЫ ОСНОВАНИЯ КИСЛОТЫ СОЛИ ВЕЩЕСТВА Приведите примеры для каждой группы веществ.

Задание 2 Посмотрим видео-опыты: Горение фосфора в кислороде 2. Растворение оксида фосфора (V) в воде Запишите уравнения химических реакций, показанных в опытах. 4Р + 5О2 = 2Р2О5 Р2О5 + 3Н2О = 2Н3РО4

Последовательность превращений в этих опытах можно выразить схемой: Последовательность превращений в этих опытах можно выразить схемой: Р → Р2О5 → Н3РО4 Что общего между веществами в этом ряду? В состав всех веществ в этом ряду входит элемент фосфор.

Задание 3 Посмотрим видео-опыты: Горение кальция Взаимодействие оксида кальция с водой Запишите уравнения химических реакций, показанных в опытах. 2Са + О2 = 2СаО СаО + Н2О = Са(ОН)2

Последовательность превращений в этих опытах можно выразить схемой: Последовательность превращений в этих опытах можно выразить схемой: Са → СаО → Са(ОН)2 Что общего между веществами в этом ряду? В состав всех веществ в этом ряду входит элемент кальций.

Таким образом мы получили две цепочки превращений: Таким образом мы получили две цепочки превращений: Р → Р2О5 → Н3РО4 Са → СаО → Са(ОН)2 — А возможна ли реакция между Н3РО4 и Са(ОН)2? Запишем уравнение реакции: 2Н3РО4 + 3Са(ОН)2 = Са3(РО4)2↓ + 6Н2О Са3(РО4)2

Выделим общие признаки в записанных нами рядах: Выделим общие признаки в записанных нами рядах: Все вещества одного ряда образованы одним химическим элементом. Вещества, образованные одним и тем же элементом, принадлежат к различным классам неорганических веществ. Вещества, образующие ряд одного элемента, связаны взаимопревращениями. Такие ряды получили название «генетические».

Генетические ряды Генетический ряд — это ряд веществ представителей разных классов, являющихся соединениями одного химического элемента, связанных взаимопревращениями и отражающих общность происхождения этих веществ. Генетические ряды металлов неметаллов

Генетический ряд металлов отражает взаимосвязь веществ разных классов, образованных одним и тем же металлическим элементом. Генетический ряд металлов отражает взаимосвязь веществ разных классов, образованных одним и тем же металлическим элементом. Генетические ряды металлов 1 вид – металлу соответствует щелочь 2 вид – металлу соответствует нерастворимое основание

Генетические ряды металлов 1 вид – генетический ряд металлов, которым соответствует щелочь: металл → основный оксид → щелочь → соль Пример: Ba → BaO → Ba(OH)2 → BaCl2 2Ba + O2 = 2BaO BaO + h3O = Ba(OH)2 Ba(OH)2 + 2HCl = BaCl2 + 2h3O

Генетические ряды металлов 2 вид — генетический ряд металлов, которым соответствует нерастворимое основание: металл → основной оксид → соль → основание (Н) → основной оксид → металл Пример: генетический ряд цинка Zn → ZnO → ZnCl2 → Zn(OH)2 → ZnO → Zn Задание: напишите соответствующие уравнения реакций.

Генетический ряд неметаллов отражает взаимосвязь веществ разных классов, образованных одним и тем же неметаллическим элементом. Генетический ряд неметаллов отражает взаимосвязь веществ разных классов, образованных одним и тем же неметаллическим элементом. Генетические ряды неметаллов 1 вид – неметаллу соответствует растворимая кислота 2 вид – неметаллу соответствует нерастворимая кислота

Генетические ряды неметаллов 1 вид – генетический ряд неметаллов, которым соответствует растворимая кислота: неметалл → кислотный оксид → кислота → соль. Пример: S → SO2 → h3SO3 → Na2SO3 S + O2 = SO2 SO2 + h3O = h3SO3 h3SO3 + 2NaOH = Na2SO3 + 2h3O

Генетические ряды неметаллов 2 вид — генетический ряд металлов, которым соответствует нерастворимая кислота: неметалл → кислотный оксид → соль → кислота (Н) → кислотный оксид Из изученных нами кислот нерастворимой является только кремниевая кислота, поэтому рассмотрим в качестве примера генетический ряд кремния: Si → SiO2 → Na2SiO3 → h3SiO3 → SiO2 Задание: напишите соответствующие уравнения реакций.

Генетическая взаимосвязь веществ Металл Неметалл Основный оксид Основание Кислотный оксид Кислота СОЛЬ СОЛЬ СОЛЬ СОЛЬ

— Где можно применить? Более сложные вещества могут быть получены из простых, минуя одну или две стадии в приведенных схемах, например, металл, взаимодействуя с кислотой, дает соль. Возможно образование не только более сложных веществ из менее сложных, но и наоборот. Различные способы получения оксидов, оснований, солей, кислот широко используют как в химических лабораториях, так и в химической промышленности. Производство кислот (серной, соляной, азотной, фосфорной), солей (минеральных удобрений — аммиачной и калийной селитры, суперфосфата, аммофоса), оксидов (например, негашеной извести СаО) и многих других неорганических соединений имеет важное значение для деятельности человека. Выбирая наиболее рациональные способы получения какого-либо вещества, обычно используют сырье, встречающееся в природе в достаточно большом количестве, или выпускаемое промышленностью. Известняк

Экспериментальная задача Прокалить медную проволоку, удерживая ее тигельными щипцами, в верхней части пламени спиртовки (1–2мин). Удалить черный налет с проволоки и поместить его в пробирку. Прилить в пробирку 1-2 мл раствора соляной кислоты. Для ускорения реакции можно слегка нагреть ее содержимое. Что будет наблюдаться? Осторожно погрузить в пробирку с раствором железный гвоздь. Через 2–3 мин извлечь гвоздь из раствора. Что будет наблюдаться? Составьте генетический ряд по предложенному эксперименту и напишите соответствующие химические уравнения.

Домашнее задание: §42.

Генетическая связь между основными классами неорганических веществ

Цель урока: формирование понятия о генетической связи между классами веществ, опираясь на знания классификации неорганических соединений их способах получения и химических свойств.

Девиз урока: «Зажечь, увлечь и повести”.

Задачи урока:

Обучающие:

восстановить в памяти понятия о простом и сложном веществе, обобщить и систематизировать знания учащихся об основных классах неорганических соединений, их классификации и свойствах;
сформировать знания о генетической связи и генетическом ряде, научиться составлять генетические ряды.

Развивающие:

развитие образовательных компетенций:
учебно-познавательных: развить умение применять теоретические знания для решения задач; умение обобщать факты, строить аналогии и делать выводы;
коммуникативных: развитие умения отвечать на поставленный вопрос; организовывать и анализировать собственную деятельность;
развивать способность учащихся к химическому прогнозированию;

Воспитательные:

воспитывать сознательное отношение к учебному труду, развивать чувство ответственности за полученные знания и интерес к знаниям;
закрепить навыки безопасного обращения с реактивами;
продолжать развитие культуры общения, умения высказывать свои взгляды и суждения;

Планируемые образовательные результаты
Предметные	Метапредметные			Личностные
	Регулятивные	Познавательные	Коммуникативные
Знать: состав, характерные свойства основных классов неорганических веществУметь: характеризовать химические свойства основных классов неорганических веществ, определять принадлежность веществ к определенному классу соединений, применять полученные знания для решения практических задач	Постановка учебной задачи на основе соотнесения того, что уже известно и усвоено учащимся, и того, что еще неизвестно. Выбор, принятие и сохранение учебной цели и задачи. Составление плана, осуществление самоконтроля и самооценки, осознание качества и уровня усвоения. Приёмы саморегуляции.	Сравнение, обобщение, конкретизация, анализ; самостоятельное выделение и формулирование познавательной цели; поиск и выделение необходимой информации, применение методов информационного поиска, в том числе с помощью компьютерных средств. Умение структурировать знания; умение осознанно и произвольно строить речевое высказывание в устной и письменной форме; рефлексия способов и условий действия, контроль и оценка процесса и результатов деятельности;	Умение формулировать собственное мнение и позицию. Осознанное построение речевых высказываний. Восприятие выступлений учащихся. Участие в обсуждении содержания материала. Взаимоконтроль, взаимопроверка. Планирование учебного сотрудничества с учителем и сверстниками – определение цели, функций участников, способов взаимодействия.	Рефлексия собственной деятельности. Действие смыслообразования, т. е. установление учащимися связи между целью учебной деятельности и ее мотивом.

Оборудование:

мультимедийный проектор, компьютер, экран;
презентация «Генетическая связь между классами неорганических соединений”;
набор реактивов для эксперимента.

Ход урока

1. Организационный момент.

Учитель: Почему вы похожи на родителей, ваши родители на своих и т. д.?

Ученик: Родственники обладают сходными признаками, которые передаются по наследству.

Учитель: Как в биологии называется носитель наследственной информации?

Ученик: Ген.

2. Актуализация опорных знаний и способов действий учащихся
Учитель: Ребята, что такое химия?
Ответы: Наука о веществах и их взаимопревращениях

Учитель: Как можно классифицировать вещества?
Ответы: Простые и сложные.

Учитель: Простые бывают?
Ответы: металлы и неметаллы

Учитель: Подробнее остановимся на сложных, сложные вещества классифицируются?
Ответы: оксиды, кислоты, соли и основания.

На доске написать формулы веществ: CaO, Ca(OH)₂, CaCl₂, CaCО₃
Учитель: на доске написаны формулы веществ, их можно назвать родственниками, какой элемент является носителем наследственной информации, значит между ними есть связь? Поэтому тема нашего сегодняшнего урока это “Генетическая связь между классами неорганических веществ” И мы с вами должны будем составить эту цепочку превращения одних веществ в другие и экспериментально это подтвердить.

Учитель: Что такое оксиды?
Ответы: определение оксидов.

Учитель: Оксиды в свою очередь классифицируются?
Ответы: кислотные и основные.

Учитель: Какие оксиды являются кислотными и основными?
Ответы:

Учитель:
Ответы:

Учитель: Что такое кислот и их классификация

Ответы:

Учитель:
Учитель: Что такое основания и их классификация?
Ответы:

Учитель: Что такое соли и их классификация?

Учитель: А теперь небольшой устный химический диктант по классам неорганических веществ

3. Игра-тренинг
Цель: оживление и разрядка, непринужденное запоминание формул, названий
Кислота — руку правую поднять

Основание — руку левую поднять

Соль-хлопок

А оксид руки в бок:

HCl, CaO, NaOH, BaSO₄, Al(OH)₃,_{KHS, H₂SiO₃,
P₂O₅}

4. Изучение нового материала.
Учитель: Сейчас перейдем к экспериментальной части нашего урока, и докажем наличие генетической связи между классами веществ, попробуем составить в правильной последовательности классы и осуществим данную цепочку превращений.
Из представленных веществ составить генетическую связь и экспериментально её осуществить: CaO, Ca(OН)₂, CaСL₂, CaСO₃, CaO, с помощью реактивов имеющихся у Вас на столе. Как ребята можно составить чепочку превращения.
Предполагаемый ответ:

CaO —> Ca(OН)₂ —> CaСL₂—> CaСO₃—> CaO

И так как мы будем делать эксперимент повторим правила техники безопасности при работе с твердыми веществами, кислотами, солями щелочных и щелочноземельных металлов.
Проводится эксперимент по осуществлению цепочки превращения
Учитель: таким образом у нас получается связь между классами неорганических веществ.
Учитель:

Связи бывают разные: полезные, опасные,

Столкнулись мы с генетической.

Генетической та связь называется,

Что меж веществами разных классов осуществляется.

5. Подведение итогов урока.
Оценивается деятельность учащихся на уроке;
Выставляются отметки.
6. Домашнее задание
Из данных веществ составьте генетический ряд, используя все формулы. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить эту цепочку превращений:
ZnSO_4,Zn, ZnO, Zn(OH)₂

7. Рефлексия. У вас на столах находятся три картинки, по вашему ощущению по уроку заберите рисунки:
Если вы узнали что-то новое, то возьмите книги.

Если полученные знания пригодятся в жизни то чемодан.

А если не узнали ни чего нового то мусорную корзину.

Урок окончен до свидания.
Урок по химии в 8-м классе по теме &quot генетическая связь между основными классами неорганических соединений&quot девиз урока
Урок по химии в 8-м классе по теме: «Генетическая связь между основными классами неорганических соединений»
Девиз урока:
« Ни одна наука не нуждается в эксперименте в такой степени, как химия. Ее основные законы, теории и выводы опираются на факты. Поэтому постоянный контроль опытом необходим».
Майкл Фарадей.
ЦЕЛЬ. На конкретных примерах доказать существование генетической связи между основными классами неорганических веществ.
Задачи:
Обучающие: систематизировать знания учащихся о составе и свойствах основных классов неорганических веществ.
Развивающие: развивать умения ставить проблемы, формулировать гипотезы и проводить их опытную проверку; совершенствовать умения работать с лабораторным оборудованием и реактивами; развивать предметные компетентности и способность к адекватному само- и взаимоконтролю.
Воспитательные: продолжить формирование научного мировоззрения обучающихся; воспитывать наблюдательность, внимание, инициативу.
Методы : проблемный, исследовательский , словесный . Формы работы: групповая , индивидуальная работа ,самопрверка, взаимопроверка результатов самостоятельной работы в группе, выставление отметок.
Оборудование: мультимедиапроектор, экран, презентация, штатив с пробирками, держатель, спиртовка, тигельные щипцы, спички, компетентностно-ориентированные задания.
Реактивы: оксид меди, раствор серной кислоты, гидроксид натрия, магний, соляная кислота, свеча трубочка, известковая вода.
Ход урока.
I.ОРГАНИЗАЦИОННО — МОТИВАЦИОННЫЙ ЭТАП
1.1 Оргмомент.
1.2 Актуализация знаний
Проводится эвристическая беседа с классом по пройденному материалу.
Какие вещества нас окружают в повседневной жизни?(Простые и сложные)
Какие простые вещества вам известны? (металлы и неметаллы)
Какие сложные вещества?(оксиды, основания, кислоты, соли)
Что такое оксид?
Какие бывают оксиды? Приведите примеры.
Что такое кислота?
Что такое основание?
Какие бывают основания?
Что такое соль? (слайд1)
2. Найди лишнее вещество. (слайд 3)
1 вариант SO₃, HNO₃, FeO, K₂O, CO₂, CuO.
(лишнее HNO₃, т.к. оксиды)
2 вариант HNO₃, H₂SO₄, Al(OH)₃, HCl, H₃PO₄, H₂CO₃.
(лишнее Al(OH)₃, т. к. кислоты)
3 вариант Zn(OH)₂, KOH, Fe(OH)₂, Ba, NaOH, Ba(OH)₂.
(лишнее Ba, т.к. основания)
4 вариант KNO₃, FeSO₄, NaCl, Al₂S₃, BaO, CaCO₃
(лишнее BaO, т.к. соли)
3.Химический диктант — тест (слайд 4)(Подготовка к ГИА и ЕГЭ)
Вам даны вещества:
I II III IV (+) — да
HCI Na₂O CO₂KOH (-) – нет
Взаимодействие с водой с образованием кислоты?
Взаимодействие с водой с образованием щелочи?
Взаимодействие с кислотами с образованием соли и воды?
Взаимодействие с основаниями с образованием соли и воды?
Взаимодействием с кислотными оксидами с образованием соли?
Взаимодействие с основными оксидами с образованием соли и воды?
Взаимодействие с амфотерным гидроксидом с образованием соли и воды?
Вступают в реакцию нейтрализации?
Взаимодействуют с солями в том случаи, если один из продуктов реакции выпадает в осадок?
Водный раствор изменяет окраску индикаторов: фенолфталеин — малиновый. Промежуточный контроль (слайд 14)
II. ОПЕРАЦИОННО — ИСПОЛНИТЕЛЬСКИЙ ЭТАП
Постановка проблемы. Материальный мир, в котором мы живем и крохотной частичкой которого мы являемся, един и в то же время бесконечно разнообразен. Все в нем находится в непрерывном движении, в непрерывном химическом превращении. Бесконечно из одних веществ получаются другие. Все в нем взаимосвязано и взаимообусловлено. Это всеобщий закон природы. Я предлагаю вам подтвердить или опровергнуть его.(слайд 5)
Вам даны вещества: ВaO, CO₂, P , NaCl, H₃PO₄ ,SO₃, Вa(OH)₂, NaOH, Ca ₃(PO4)_2,, H₂SO_4,ВаSO_{4 ,} Вa, P₂O₅.
1. Из веществ, формулы которых предложены, выберите те, которые можно объединить в две группы.
Остановимся на том варианте, где учащиеся увидят формулы веществ, содержащих один и тот же элемент.
2. Попробуйте распределить их в два ряда по усложнению состава, начиная с простого вещества. Получили две цепи:
Ba BaO Ba(OH)₂ВаSO₄
P P₂O₅H₃PO₄Ca ₃(PO₄)₂
Учитель: В каждой цепи есть общее — это химические элементы — Ba и P, они переходят от одного вещества к другому (как бы по наследству).
Учитель: Почему вы похожи на родителей, ваши родители на своих и т.д ?
Ученик : Родственники обладают сходными признаками, которые передаются по наследству.
Вопрос: А что является носителем наследственной информации?
Ученик: Ген.
Учитель: Как вы думаете, какой элемент будет являться «геном» для данной цепи?
Ученик: Ва и Р
Учитель: Поэтому цепи или ряды называются генетическими.
Тема нашего урока: «Генетическая связь между основными классами неорганических соединений» (Слайд7)
Задания для групп
Исходя из двух составленных цепей: бария и фосфора, используя обозначения Ме и неМе , 1 и 3 группы составьте опорный конспект в виде блока для Ме, а 2 и 4 группы – для неМе. (Слайд 8-9)
По одному представителю от группы записывают у доски.
Получаем:
Суждение. Между основными классами неорганических соединений существует родственная (генетическая взаимосвязь).
Проблемная ситуация. Можно ли составить «иной » генетический ряд. Как вы думаете, с какого класса веществ нужно начать этот ряд? (варианты могут быть разные). Подтвердите или опровергните свои суждения, выполнив в группе КОЗы.
(Работа в группах с Компетентностно-ориентированными заданиями №1-4. (Слайд 10-13)
Проверка результатов . (по одному представителю от группы записывают уравнения ).
III. РЕФЛЕКСИВНО-ОЦЕНОЧНЫЙ ЭТАП
3.1ПЕРВИЧНОЕ ЗАКРЕПЛЕНИЕ ИЗУЧЕННОГО МАТЕРИАЛА
Обучающиеся выполняют задание « Найди родственников» (слайд14)
Итоговый контроль. (слайд 15)
3.2. ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Формулировка вывода:
Все в природе взаимосвязано, поэтому и в химии все вещества взаимосвязаны друг с другом и из одних можно получить другие.(Слайд15)
3.3. ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ (слайд17)
Повторить тему: «Основные классы неорганических соединений» § 38- 41, составить уравнения реакций к цепочкам, которые вы составили при выполнении задания «Найди родственников»
3.4 РЕФЛЕКСИЯ (слайд 18)
Отметь, насколько хорошо ты усвоил новый материал:
1. Усвоил полностью
2.В основном усвоил, но требуется ещё разобрать дома
3. Не понял тему
Приложения
Компетентностно-ориентированное задание №1
Компетентность: разрешение проблем
Аспект: определение проблем планирование деятельности,
действия по решению проблемы.
2 уровень
Стимул: В природе все взаимосвязано и все вещества имеют родственные (генетические) связи. Докажите это опытным путем.
Задачная формулировка: Используя общие схемы генетических рядов, составьте генетическую цепь, представленную элементом, атом, которого содержит 12 протонов и подтвердите ее экспериментально.
Инструкция 1.(Соблюдайте технику безопасности!)
1. В пробирку с магнием осторожно добавьте 2мл соляной кислоты. Что наблюдаете? Составьте уравнение химической реакции и электронный баланс к ней.
2. После того, как магний весь раствориться в пробирку добавьте 2 мл гидроксида натрия. Что наблюдаете? Составьте молекулярные, полные и сокращенные ионные уравнения.
3. К полученному осадку добавьте 2мл соляной кислоты. Что наблюдаете? Составьте молекулярные, полные и сокращенные ионные уравнения.
4. Составьте генетический ряд .
Инструмент проверки: Модельный ответ. Каждое пошаговое выполнение 1балл. Максимально- 14 баллов
Отчет составьте в виде таблицы.
Реактивы (формула и название вещества)
Уравнение химической реакции
Что наблюдали
Модельный ответ КОЗ№1
Реактивы (формула и название вещества)
Уравнение химической реакции
Что наблюдали
Магний (Mg) и соляная кислота (НСI)
Mg + 2 H ⁺CI^—^{= Mg ⁺²CI₂^—+
H₂}
Mg—2е = Mg ⁺² восстановитель окисляется
2 H ⁺ +2е = H₂_{окислитель
восстанавливается}
Выделяется газ водород
Хлорид магния(MgCI₂) и гидроксид натрия(NaOH)
MgCI₂ + 2NaOH =Mg(OH)₂+ 2 NaCI
Mg²⁺ +2CI^— +2Na⁺+2OH^—= 2Na⁺+2CI^— + Mg(OH)₂
Mg²⁺^{+ 2OH^— = Mg(OH)₂}
Выпадает осадок белого цвета
Гидроксид магния(Mg(OH)₂и соляная кислота(HCI)
Mg(OH)₂ +2 HCI= MgCI₂ +2Н₂О
Mg(OH)₂ +2 H⁺ +2CI^— = Mg²⁺ +2CI^— +2Н₂О
Mg(OH)₂ +2 H⁺ = Mg²⁺+2Н₂О
Осадок растворяется
Mg → MgCI₂→_{Mg(OH)₂→_MgCI₂}
Компетентностно-ориентированные задания №2
Компетентность: разрешение проблем
Аспект: определение проблемы, планирование деятельности, действия по решению проблемы.
2 уровень Стимул: В природе все взаимосвязано и все вещества имеют родственные (генетические) связи. Докажите это опытным путем.
Задачная формулировка: Используя общие схемы генетических рядов, составьте генетическую цепь, представленную оксидом элемента, атом, которого содержит 29 протонов и подтвердите ее экспериментально.
Инструкция 1.(Соблюдайте технику безопасности!)
1.В пробирку с оксидом меди(II) добавьте 8мл серной кислоты. Пробирку закрепите в держателе и нагрейте в пламени спиртовки. Что наблюдаете? Запишите в таблицу , составьте уравнения молекулярные, полные и сокращенные ионные уравнения.
2. К полученному раствору добавьте 3мл гидроксида натрия. Что наблюдаете? Запишите в таблицу , составьте уравнения молекулярные, полные и сокращенные ионные уравнения.
3. Немного полученного осадка капните на предметное стекло, закрепите его в держателе и нагревайте до тех пор, пока вода не испариться. Что наблюдаете? Запишите в таблицу , составьте молекулярное уравнение.
4. Составьте генетический ряд .
Инструмент проверки: Модельный ответ. Каждое пошаговое выполнение 1балл. Максимально- 14 баллов
Отчет составьте в виде таблицы.
Реактивы (формула и название вещества)
Уравнение химической реакции
Что наблюдали
Модельный ответ КОЗ№2
Реактивы (формула и название вещества)
Уравнение химической реакции
Что наблюдали
Оксид меди(II) (CuO) и серная кислота (H₂SO₄)
CuO + H₂SO₄=CuSO₄+ H₂O
CuO +2H⁺ +SO₄^2-= Cu²⁺+SO^2-₄+ H₂O
CuO +2H⁺ = Cu²⁺+ H₂O
Черный порошок растворяется, образуется раствор голубого цвета.
Сульфат меди (CuSO₄) и гидроксид натрия (NaOH)
CuSO₄ +2NaOH=Cu(OH)₂+Na₂ SO₄
Cu²⁺+SO^2-₄+2Na⁺+2OH^—=Cu(OH)₂+ 2Na ⁺ + SO₄^2-
Cu²⁺+2OH^—= Cu(OH)₂
Выпал осадок голубого цвета.
Гидроксид меди(II) ( Cu(OH)₂
t
Cu(OH)₂ = CuO+ H₂O
Вода выкипела , а на стекле остался черный оксид меди(II)
CuO→ CuSO₄→ Cu(OH)₂→ CuO
Компетентностно-ориентированные задания №3
Компетентность: разрешение проблем
Аспект: определение проблем планирование деятельности,
действия по решению проблемы.
2 уровень
Стимул: В природе все взаимосвязано и все вещества имеют родственные (генетические) связи. Докажите это опытным путем.
Задачная формулировка: Используя общие схемы генетических рядов, составьте генетическую цепь, представленную сульфатом железа (II) и подтвердите ее экспериментально.
Инструкция 1.(Соблюдайте технику безопасности!)
1.Налейте в пробирку 3мл сульфата железа (II) и добавьте 2мл гидроксида натрия. Что наблюдаете? Составьте молекулярные, полные и сокращенные ионные уравнения.
2. Подождите 2-3 минуты. Что наблюдаете? Составьте молекулярное уравнение и электронный баланс к нему.
3. К полученному осадку прилейте 3мл соляной кислоты. Что наблюдаете? Составьте молекулярные, полные и сокращенные ионные уравнения.
4. Составьте генетический ряд .
Отчет составьте в виде таблицы.
Реактивы (формула и название вещества)
Уравнение химической реакции
Что наблюдали
Инструмент проверки: Модельный ответ. Каждое пошаговое выполнение 1балл. Максимально- 14 баллов
Модельный ответ КОЗ№3:

Реактивы (формула и название вещества)
Уравнение химической реакции
Что наблюдали
Сульфат железа (II)(FeSO₄) и гидроксид натрия (NaOH)
FeSO₄ + 2NaOH= Fe(OH)₂_{+ Na₂ SO₄}
Fe²⁺+SO₄^2-+ 2Na⁺+2OH^—= Fe(OH)₂+2Na⁺+ SO₄^2-
Fe²⁺+ 2OH^—= Fe(OH)₂
Образуется осадок темно-зеленого цвета
Гидроксид железа(II) ( Fe(OH)₂) и кислород воздуха
4Fe⁺²(OH)₂ + O₂ + 2H₂O = 4Fe⁺³(O^-2 H ⁺)₃
Fe⁺² -1e = Fe⁺³4^{восстановитель окисляется}
O₂ +4е = 2O^-21 окислитель восстанавливается
Постепенно осадок буреет
Гидроксид железа(III)
(Fe(OH)₃) и соляная кислота(HCI)
Fe(OH)₃ + 3HCI= FeCI₃ + 3H₂O
Fe(OH)₃ +3H⁺ +3CI^— = Fe³⁺ +3CI^—+ 3H₂O
Fe(OH)₃ +3H⁺ = Fe³⁺ + 3H₂O
Осадок растворился, стал кирпично-красным
FeSO₄ → Fe(OH)₂→ _{Fe(OH)₃ → FeCI₃}
Компетентностно-ориентированные задания №4
Компетентность: разрешение проблем
Аспект: определение проблем планирование деятельности,
действия по решению проблемы.
2 уровень
Стимул: В природе все взаимосвязано и все вещества имеют родственные (генетические) связи. Докажите это опытным путем.
Задачная формулировка: Используя общие схемы генетических рядов, составьте генетическую цепь, представленную оксидом элемента, атом которого содержит6 протонов и подтвердите ее экспериментально.
Инструкция 1.(Соблюдайте технику безопасности!)
1. В пробирку с известковой водой( гидроксид кальция) опустите стеклянную трубочку и выдыхайте через нее углекислый газ. Что наблюдаете? Составьте молекулярные, полные и сокращенные ионные уравнения. 2.Выньте трубочку и в пробирку добавьте соляной кислоты. Что наблюдаете? Составьте молекулярные, полные и сокращенные ионные уравнения.
3. К полученному раствору добавьте 1 мл нитрата серебра. Что наблюдаете? Составьте молекулярные, полные и сокращенные ионные уравнения.
4. . Составьте генетический ряд .
Инструмент проверки: Модельный ответ. Каждое пошаговое выполнение 1балл. Максимально- 14 баллов
Отчет составьте в виде таблицы.
Реактивы (формула и название вещества)
Уравнение химической реакции
Что наблюдали
Модельный ответ КОЗ№4:

Реактивы (формула и название вещества)
Уравнение химической реакции
Что наблюдали
Оксид углерода(IV) (углекислый газ(СО₂) и известковая вода(гидроксид кальция)(Са(ОН)₂)
СО₂ + Са(ОН)₂ = СаСО₃↓ + H₂O
СО₂ + Са²⁺ +2ОН^—= СаСО₃↓ + H₂O
Известковая вода мутнеет
Карбонат кальция (СаСО₃) и соляная кислота(HCI)
СаСО₃↓ + 2 HCI= СаCI₂ + СО₂_{+ H₂O}
СаСО₃↓ + 2 H⁺ +2CI^— = Са²⁺ +2CI^—+ СО₂_{+ H₂O}
Осадок растворяется
Хлорид кальция (СаCI₂) и нитрат серебра (AgNO₃)
СаCI₂ + 2AgNO₃= 2AgCI + Ca(NO₃)₂
Са²⁺ +2CI^— = 2Ag⁺ +2NO₃^—= 2AgCI + Ca²⁺+2NO₃^—
2CI^— + 2Ag⁺= 2AgCI
Выпал белый хлопьевидный осадок
СО₂→_{СаСО₃→_{СаCI₂→_AgCI}}
Задание « Найди родственников»
Из перечня формул составьте генетический ряд.
1вариант : Ca(OH)_2,CI_2, HCI, Ca, P, CaCO_3, NaOH, CaO, CO_2.
2 вариант: AI, NaOH, AI(OH)₃, CaO, CO₂,_{Ca, AI₂O₃, P, AICI₃}
3 вариант: NaOH, HNO₃, Ca, P, NaH, CO₂, Na, NaNO₃, Fe.
4 вариант: Ca(OH)_2,CI₂, AI(OH)₃,CI₂O₇, NaNO₃, Fe, HCIO₄, AICI₃, NaCIO₄.
Рабочая карта обучающегося (Ф.И.)_________________________________________________
По теме «Генетическая связь между классами неорганических соединений».
1.Участие в беседе
За каждый правильный ответ 1балл
Кол-во баллов________
2. Найди лишнее вещество
1 вариант SO₃, HNO₃, K₂O, CO₂, CuO.
За каждый правильный ответ 1балл
Кол-во баллов_______
3. Тест — химический диктант
Вам дано вещество HCI (+) — да, (-) – нет
1.
2
3.
4
5
6
7
8
9
10
За каждый правильный ответ 1балл
Кол-во баллов________
4. Работа в группе. За каждый правильный шаг 1 балл
Кол-во баллов________
5. Компетентностно-ориентированные задания №1-4.
А) выбор вешеств -1балл
Б) составление уравнений за1 -2балла
В) ответ у доски-3балла
Г) выполнение эксперимента по 1 баллу Кол-во баллов________
6 Закрепление « Найди родственников»
и составь генетический ряд:
Ca(OH)_2,CI_2, HCI, Ca, P, CaCO_3, NaOH, CaO, CO_2.Кол-во баллов________
За каждый этап 1 балл .
7.Заключительная часть
Формулировка вывода -1балл
Кол-во баллов________
Общее количество баллов______
Отметка за урок________
Критерии оценок:
От «30»баллов – « 5»
От 20баллов — «4»
От10 баллов — «3»
«-» — менее 10баллов
Рефлексия.
Отметь, насколько хорошо ты усвоил новый материал:
1. Усвоил полностью
2.В основном усвоил, но требуется ещё разобрать дома
3. Не понял тему
Рабочая карта урока (Ф.И.)_________________________________________________
По теме «Генетическая связь между классами неорганических соединений».
1.Участие в беседе
За каждый правильный ответ 1балл
Кол-во баллов________
2.Найди лишнее вещество
2 вариант HNO₃, H₂SO₄, Al(OH)₃, HCl, H₂CO₃.
За каждый правильный ответ 1балл
Кол-во баллов_______
3. Тест — химический диктант
Вам дано вещество Na₂O (+) — да, (-) – нет
1.
2
3.
4
5
6
7
8
9
10
За каждый правильный ответ 1балл
Кол-во баллов________
4. Работа в группе. За каждый правильный шаг 1 балл
Кол-во баллов________
5. Компетентностно-ориентированные задания №1-4.
А) выбор вешеств -1балл
Б) составление уравнений за1 -2балла
В) ответ у доски-3балла
Г) выполнение эксперимента по 1 баллу Кол-во баллов________
6 Закрепление « Найди родственников»
и составь генетический ряд:
AI, NaOH, AI(OH)3, CaO, CO₂ Ca, AI₂O₃, P, AICI₃ Кол-во баллов________
За каждый этап 1 балл
7. Заключительная часть
Формулировка вывода -1балл
Составление древа -1балл
Кол-во баллов________
Общее количество баллов______
Отметка за урок________
Критерии оценок:
От «30»баллов – « 5»
От 20баллов — «4»
От10 баллов — «3»
«-» — менее 10баллов
Рефлексия.
Отметь, насколько хорошо ты усвоил новый материал:
1. Усвоил полностью
2.В основном усвоил, но требуется ещё разобрать дома
3. Не понял тему
Рабочая карта урока (Ф. И.)_________________________________________________
По теме «Генетическая связь между классами неорганических соединений».
1.Участие в беседе
За каждый правильный ответ 1балл
Кол-во баллов________
2.Найди лишнее вещество
3 вариант Zn(OH)₂, KOH, Fe(OH)₂, Ba, Ba(OH)₂.
За каждый правильный ответ 1балл
Кол-во баллов_______
3. Тест — химический диктант
Вам дано вещество CO₂_{(+) — да, (-) – нет}
1.
2
3.
4
5
6
7
8
9
10
За каждый правильный ответ 1балл
Кол-во баллов________
4. Работа в группе. За каждый правильный шаг 1 балл
Кол-во баллов________
5. Компетентностно-ориентированные задания №1-4.
А) выбор вешеств -1балл
Б) составление уравнений за1 -2балла
В) ответ у доски-3балла
Г) выполнение эксперимента по 1 баллу Кол-во баллов________
6 Закрепление « Найди родственников»
и составь генетический ряд:
NaOH, HNO₃, Ca, P, NaH, CO₂, Na, NaNO₃, Fe.
За каждый этап 1 балл .
Кол-во баллов________
7.Заключительная часть
Формулировка вывода -1балл
Составление древа -1балл Кол-во баллов________
Общее количество баллов____________
Отметка за урок________
__
Критерии оценок:
От «30»баллов – « 5»
От 20баллов — «4»
От10 баллов — «3»
«-» — менее 10баллов
Рефлексия.
Отметь, насколько хорошо ты усвоил новый материал:
1. Усвоил полностью
2.В основном усвоил, но требуется ещё разобрать дома
3. Не понял тему
Рабочая карта урока (Ф.И.)_________________________________________________
По теме «Генетическая связь между классами неорганических соединений».
1.Участие в беседе
За каждый правильный ответ 1балл
Кол-во баллов________
2.Найди лишнее вещество 4 вариант KNO₃, FeSO₄, NaCl, Al₂S₃, BaO, CaCO₃ За каждый правильный ответ 1балл
Кол-во баллов_______
3. Тест — химический диктант
Вам дано вещество KOH (+) — да, (-) – нет
1.
2
3.
4
5
6
7
8
9
10
За каждый правильный ответ 1балл
Кол-во баллов________
4. Работа в группе. За каждый правильный шаг 1 балл
Кол-во баллов________
5. Компетентностно-ориентированные задания №1-4.
А) выбор вешеств -1балл
Б) составление уравнений за1 -2балла
В) ответ у доски-3балла
Г) выполнение эксперимента по 1 баллу Кол-во баллов________
6. Закрепление « Найди родственников»
и составьгенетический ряд:
Ca(OH)_2,CI₂, AI(OH)₃,CI₂O₇, NaNO₃, Fe, HCIO₄, AICI₃, NaCIO₄.
За каждый этап 1 балл .
Кол-во баллов________
7.Заключительная часть
Формулировка вывода -1балл
Составление древа -1балл Кол-во баллов________
Общее количество баллов____________
Отметка за урок________
__
Критерии оценок:
От «30»баллов – « 5»
От 20баллов — «4»
От10 баллов — «3»
«-» — менее 10баллов
Рефлексия.
Отметь, насколько хорошо ты усвоил новый материал:
1. Усвоил полностью
2. В основном усвоил, но требуется ещё разобрать дома
3. Не понял тему
Генетическая связь между основными классами неорганических веществ
Тема: Генетическая связь между основными классами неорганических веществ- 8 класс
Цели:
образовательные: закрепить понятия «генетический ряд», «генетическая связь»; научить составлять генетические ряды элементов (металлов и неметаллов), составлять уравнения реакций, соответствующих генетическому ряду; проверить, как усвоены знания о химических свойствах оксидов, кислот, солей, оснований;
развивающие: развивать умения анализировать, сравнивать, обобщать и делать выводы, составлять уравнения химических реакций;
воспитательные: содействовать формированию научного мировоззрения.
2. Обеспечение занятия: таблицы «Периодическая система», «Таблица растворимости», «Ряд активности металлов», инструкции для студентов, задания для проверки знаний.
3. Порядок выполнения:
3.1. Фронтальный опрос.
3.2. Решение заданий.
3.3. Выполнение проверочной работы по вариантам.
4. Схема отчета:
4.1. Записать тему и цели практического занятия.
4.2. Записать решение задач.
4.3. Решить свой вариант самостоятельной работы, решение записать в тетрадь и сдать на проверку преподавателю.
Ход работы
1. Фронтальная беседа по вопросам:
Что такое генетическая связь?
Генетические связи — это связи между разными классами, основанные на их взаимопревращениях.
Что такое генетический ряд?
Генетический ряд – ряд веществ – представителей разных классов, являющихся соединениями одного химического элемента, связанных взаимопревращениями и отражающих превращения данных веществ. В основу этих рядов положен один и тот же элемент.
Какие виды генетических рядов принято выделять?
Среди металлов можно выделить две разновидности рядов:
а) Генетический ряд, в котором в качестве основания выступает щёлочь. Этот ряд можно представить с помощью следующих превращений:
металл →основный оксид → щёлочь → соль
например, генетический ряд калия K → K₂O → KOH→ KCl
б) Генетический ряд, где в качестве основания выступает нерастворимое основание, тогда ряд можно представить цепочкой превращений:
металл → основный оксид → соль→ нерастворимое основание →основный оксид → металл
например: Cu→ CuO → CuCl₂ → Cu(OH)₂ → CuO → Cu
Среди неметаллов также можно выделить две разновидности рядов:
а) Генетический ряд неметаллов, где в качестве звена ряда выступает растворимая кислота. Цепочку превращений можно представить в следующем виде: неметалл → кислотный оксид → растворимая кислота → соль.
Например: P→ P₂O₅→ H₃PO₄ →Na₃PO₄
б) Генетический ряд неметаллов, где в качестве звена ряда выступает нерастворимая кислота : неметалл → кислотный оксид → соль→ кислота → кислотный оксид → неметалл
Например: Si→ SiO₂ → Na₂SiO₃ → H₂SiO₃→ SiO₂ → Si
Выполнение заданий по вариантам:
1. Выберите в вашем варианте формулы оксидов, объясните свой выбор, опираясь на знание признаков состава данного класса соединений. Назовите их.
2. В столбце формул вашего варианта найдите формулы кислот и объясните свой выбор на основании анализа состава этих соединений.
3. Определите валентности кислотных остатков в составе кислот.
4. Выберите формулы солей и назовите их.
5. Составьте формулы солей, которые могут быть образованы магнием и кислотами вашего варианта. Запишите их, назовите.
6. В столбце формул вашего варианта найдите формулы оснований и объясните свой выбор на основании анализа состава этих соединений.
7. В вашем варианте выберите формулы веществ, с которыми может реагировать раствор ортофосфорной кислоты (соляной, серной). Составьте соответствующие уравнения реакций.
9. Среди формул своего варианта выберите формулы веществ, способных взаимодействовать между собой. Составьте соответствующие уравнения реакций.
10. Составьте цепочку генетических связей неорганических соединений, в состав которой войдет вещество, формула которого дана в вашем варианте под номером один.
Вариант 1
Вариант 2
1
CaO
HNO₃
2
Fe(OH)₃
N₂O
3
Zn(NO₃)₂
Cr(OH)₃
4
H₂SO₃
H₂S
5
PbO
LiOH
6
Ag₃PO₄
P₂O₅
7
NaOH
ZnO
8
CO₂
BaCl₂
9
HCl
H₂CO₃
10
H₂SO₄
CuSO₄
Из данных веществ составьте генетический ряд, используя все формулы. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить эту цепочку превращений:
I вариант: ZnSO_4,Zn, ZnO, Zn, Zn(OH)₂
II вариант: Na₂SO_4, NaOH, Na, Na_{₂O₂, Na₂O}
Домашнее задание: составьте схему постепенного перехода от кальция к карбонату кальция и подготовьте сообщение об использовании в медицине любой соли (используя дополнительную литературу).
Инструкция к практическому занятию
Генетическая связь между основными классами неорганических веществ.
Цели: закрепить понятия «генетический ряд», «генетическая связь»; научиться составлять генетические ряды элементов (металлов и неметаллов), составлять уравнения реакций, соответствующих генетическому ряду; повторить свойства оксидов, кислот, солей, оснований.
Ход работы
Запишите определения понятий:
Генетическая связь — __________________________________________
Генетический ряд — ___________________________________________
Генетический ряд металлов, в котором в качестве основания выступает щёлочь можно представить в общем виде: металл →основный оксид → щёлочь → соль. Составьте данный ряд, используя калий. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить эту цепочку превращений.
Генетический ряд неметаллов, где в качестве звена ряда выступает растворимая кислота можно представить в следующем виде: неметалл → кислотный оксид → растворимая кислота → соль. Составьте данный ряд, используя фосфор. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить эту цепочку превращений.
Генетический ряд, где в качестве основания выступает нерастворимое основание можно представить цепочкой превращений: металл → основный оксид → соль→ нерастворимое основание →основный оксид → металл. Составьте данный ряд, используя медь. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить эту цепочку превращений.
Генетический ряд неметаллов, где в качестве звена ряда выступает нерастворимая кислота можно представить цепочкой превращений : неметалл → кислотный оксид → соль→ кислота → кислотный оксид → неметалл. Составьте данный ряд, используя кремний. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить эту цепочку превращений.
Выполните задания по вариантам:
Вариант 1
Вариант 2
1
CaO
HNO₃
2
Fe(OH)₃
N₂O
3
Zn(NO₃)₂
Cr(OH)₃
4
H₂SO₃
H₂S
5
PbO
LiOH
6
Ag₃PO₄
P₂O₅
7
NaOH
ZnO
8
CO₂
BaCl₂
9
HCl
H₂CO₃
10
H₂SO₄
CuSO₄
1. Выберите в вашем варианте формулы оксидов, объясните свой выбор, опираясь на знание признаков состава данного класса соединений. Назовите их.
2. В столбце формул вашего варианта найдите формулы кислот и объясните свой выбор на основании анализа состава этих соединений.
3. Определите валентности кислотных остатков в составе кислот.
4. Выберите формулы солей и назовите их.
5. Составьте формулы солей, которые могут быть образованы магнием и кислотами вашего варианта. Запишите их, назовите.
6. В столбце формул вашего варианта найдите формулы оснований и объясните свой выбор на основании анализа состава этих соединений.
7. В вашем варианте выберите формулы веществ, с которыми может реагировать раствор ортофосфорной кислоты (соляной, серной). Составьте соответствующие уравнения реакций.
9. Среди формул своего варианта выберите формулы веществ, способных взаимодействовать между собой. Составьте соответствующие уравнения реакций.
10. Составьте цепочку генетических связей неорганических соединений, в состав которой войдет вещество, формула которого дана в вашем варианте под номером один.
Из данных веществ составьте генетический ряд, используя все формулы. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить эту цепочку превращений:
I вариант: ZnSO_4,Zn, ZnO, Zn, Zn(OH)₂
II вариант: Na₂SO_4, NaOH, Na, Na_{₂O₂, Na₂O}
Домашнее задание: составьте схему постепенного перехода от кальция к карбонату кальция и подготовьте сообщение об использовании в медицине любой соли (используя дополнительную литературу).
Составьте генетические ряды для лития и фосфора. Составьте генетический ряд лития, используя схему
Каждый такой ряд состоит состоит из металла, его основного оксида, основания и любой соли этого же металла:
Для перехода от металлов к основным оксидам во всех этих рядах используются реакции соединения с кислородом, например:
2Сa + O 2 = 2СaO; 2Mg + O 2 = 2MgO;
Переход от основных оксидов к основаниям в первых двух рядах осуществляется путём известной вам реакции гидратации, например:
СaO + H 2 O = Сa(OH) 2 .
Что касается последних двух рядов, то содержащиеся в них оксиды MgO и FeO с водой не реагируют. В таких случаях для получения оснований эти оксиды сначала превращают в соли, а уже их – в основания. Поэтому, например, для осуществления перехода от оксида MgO к гидроксиду Mg(OH) 2 используют последовательные реакции:
MgO + H 2 SO 4 = MgSO 4 + H 2 O; MgSO 4 + 2NaOH = Mg(OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4 .
Переходы от оснований к солям осуществляются уже известными вам реакциями. Так, растворимые основания (щёлочи), находящиеся в первых двух рядах, превращаются в соли под действием кислот, кислотных оксидов или солей. Нерастворимые основания из последних двух рядов образуют соли под действием кислот.
Генетические ряды неметаллов и их соединений .
Каждый такой ряд состоит состоит из неметалла, кислотного оксида, соответствующей кислоты и соли, содержащей анионы этой кислоты:
Для перехода от неметаллов к кислотным оксидам во всех этих рядах используются реакции соединения с кислородом, например:
4P + 5O 2 = 2 P 2 O 5 ; Si + O 2 = SiO 2 ;
Переход от кислотных оксидов к кислотам в первых трёх рядах осуществляется путём известной вам реакции гидратации, например:
P 2 O 5 + 3H 2 O = 2 H 3 PO 4 .
Однако, вы знаете, что содержащийся в последнем ряду оксид SiO 2 с водой не реагирует. В этом случае его сначала превращают в соответствующую соль, из которой затем получают нужную кислоту:
SiO 2 + 2KOH = K 2 SiO 3 + H 2 O; K 2 SiO 3 + 2HСl = 2KCl + H 2 SiO 3 ↓.
Переходы от кислот к солям могут осуществляться известными вам реакциями с основными оксидами, основаниями или с солями.
Следует запомнить:
· Вещества одного и того же генетического ряда друг с другом не реагируют.
· Вещества генетических рядов разных типов реагируют друг с другом. Продуктами таких реакций всегда являются соли (рис. 5):
Рис. 5. Схема взаимосвязи веществ разных генетических рядов.
Эта схема отображает взаимосвязь между различными классами неорганических соединений и объясняет многообразие химических реакций между ними.
Задание по теме:
Составьте уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
1. Na → Na 2 O → NaOH → Na 2 CO 3 → Na 2 SO 4 → NaOH;
2. P → P 2 O 5 → H 3 PO 4 → K 3 PO 4 → Ca 3 (PO 4) 2 → CaSO 4 ;
3. Ca → CaO → Ca(OH) 2 → CaCl 2 → CaCO 3 → CaO;
4. S → SO 2 → H 2 SO 3 → K 2 SO 3 → H 2 SO 3 → BaSO 3 ;
5. Zn → ZnO → ZnCl 2 → Zn(OH) 2 → ZnSO 4 → Zn(OH) 2 ;
6. C → CO 2 → H 2 CO 3 → K 2 CO 3 → H 2 CO 3 → CaCO 3 ;
7. Al → Al 2 (SO 4) 3 → Al(OH) 3 → Al 2 O 3 → AlCl 3 ;
8. Fe → FeCl 2 →FeSO 4 → Fe(OH) 2 → FeO → Fe 3 (PO 4) 2 ;
9. Si → SiO 2 → H 2 SiO 3 → Na 2 SiO 3 → H 2 SiO 3 → SiO 2 ;
10. Mg → MgCl 2 → Mg(OH) 2 → MgSO 4 → MgCO 3 → MgO;
11. K → KOH → K 2 CO 3 → KCl → K 2 SO 4 → KOH;
12. S → SO 2 → CaSO 3 → H 2 SO 3 → SO 2 → Na 2 SO 3 ;
13. S → H 2 S → Na 2 S → H 2 S → SO 2 → K 2 SO 3 ;
14. Cl 2 → HCl → AlCl 3 → KCl → HCl → H 2 CO 3 → CaCO 3 ;
15. FeO → Fe(OH) 2 → FeSO 4 → FeCl 2 → Fe(OH) 2 → FeO;
16. CO 2 → K 2 CO 3 → CaCO 3 → CO 2 → BaCO 3 → H 2 CO 3 ;
17. K 2 O → K 2 SO 4 → KOH → KCl → K 2 SO 4 → KNO 3 ;
18. P 2 O 5 → H 3 PO 4 → Na 3 PO 4 → Ca 3 (PO 4) 2 → H 3 PO 4 → H 2 SO 3 ;
19. Al 2 O 3 → AlCl 3 → Al(OH) 3 → Al(NO 3) 3 → Al 2 (SO 4) 3 → AlCl 3 ;
20. SO 3 → H 2 SO 4 → FeSO 4 → Na 2 SO 4 → NaCl → HCl;
21. KOH → KCl → K 2 SO 4 → KOH → Zn(OH) 2 → ZnO;
22. Fe(OH) 2 → FeCl 2 → Fe(OH) 2 → FeSO 4 → Fe(NO 3) 2 → Fe;
23. Mg(OH) 2 → MgO → Mg(NO 3) 2 → MgSO 4 → Mg(OH) 2 → MgCl 2 ;
24. Al(OH) 3 → Al 2 O 3 → Al(NO 3) 3 → Al 2 (SO 4) 3 → AlCl 3 → Al(OH) 3 ;
25. H 2 SO 4 → MgSO 4 → Na 2 SO 4 → NaOH → NaNO 3 → HNO 3 ;
26. HNO 3 → Ca(NO 3) 2 → CaCO 3 → CaCl 2 → HCl → AlCl 3 ;
27. CuСO 3 → Cu(NO 3) 2 → Cu(OH) 2 → CuO → CuSO 4 → Cu;
28. MgSO 4 → MgCl 2 → Mg(OH) 2 → MgO → Mg(NO 3) 2 → MgCO 3 ;
29. K 2 S → H 2 S → Na 2 S → H 2 S → SO 2 → K 2 SO 3 ;
30. ZnSO 4 → Zn(OH) 2 → ZnCl 2 → HCl → AlCl 3 → Al(OH) 3 ;
31. Na 2 CO 3 → Na 2 SO 4 → NaOH → Cu(OH) 2 → H 2 O → HNO 3 ;
Генетической связью между веществами называется такая связь, которая основывается на их взаимопревращениях, она отражает единство происхождения веществ, другими словами – генезис.
Обладая знаниями о классах простых веществ, можно выделить два генетических ряда:
1) Генетический ряд металлов
2) Генетический ряд неметаллов.
Генетический ряд металлов раскрывает взаимосвязанность веществ разных классов, в основу которой положен один и тот же металл.
Генетический ряд металлов бывает двух видов.
1. Генетический ряд металлов, которым в качестве гидроксида соответствует щелочь. Такой ряд может быть представлен подобной цепочкой превращений:
металл → основной оксид → основание (щелочь) → соль
Возьмем для примера генетический ряд кальция:
Ca → CaO → Ca(OH) 2 → Ca 3 (PO 4) 2 .
2. Генетический ряд металлов, которым соответствуют нерастворимые основания. В данном ряде больше генетических связей, т.к. он более полно отражает идею прямых и обратных превращений (взаимных). Такой ряд можно изобразить очередной цепочкой превращений:
металл → основной оксид → соль → основание → основной оксид → металл.
Возьмем для примера генетический ряд меди:
Cu → CuO → CuCl 2 → Cu (OH) 2 → CuO → Cu.
Генетический ряд неметаллов раскрывает взаимосвязь веществ различных классов, в основе которых лежит один и тот же неметалл.
Давайте выделим еще две разновидности.
1. Генетический ряд неметаллов, которым в качестве гидроксида соответствует растворимая кислота, может быть изображен в виде следующей линии превращений:
неметалл → кислотный оксид → кислота → соль.
Возьмем для примера генетический ряд фосфора:
P → P 2 O 5 → H 3 PO 4 → Ca 3 (PO 4) 2 .
2. Генетический ряд неметаллов, которым соответствует нерастворимая кислота, может быть изображен очередной цепочкой трансформаций:
неметалл → кислотный оксид → соль → кислота → кислотный оксид → неметалл.
Поскольку из рассмотренных нами кислот нерастворимой является исключительно кремниевая кислота, давайте рассмотрим в качестве примера генетический ряд кремния:
Si → SiO 2 → Na 2 SiO 3 → H 2 SiO 3 → H 2 SiO 3 → SiO 2 → Si.
Итак, давайте подведем итоги и выделим самую основную информацию.
Целосность и разнообразие химических веществ наиболее выражено изображены в генетической связи веществ, которая раскрывается в генетических рядах. Рассмотрим самые важные признаки генетических рядов:
Генетические ряды – это группа органических соединений, у которых равное число атомов углерода в молекуле, различающихся функциональными группами.
Генетическая связь – более общее понятие, в отличие от генетического ряда, который пусть и является достаточно ярким, но в тоже время частным проявлением данной связи, которая может происходить при любых двусторонних превращениях веществ.
blog.сайт, при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.
ПОМОГИТЕ ЗАВТРА НАДО) 8 КЛАСС ХИМИЯ, 1) Составьте генетический ряд серы, используя схему: неметалл—-> кислотный
оксид-> кислота →соль.
2) . Составьте молекулярные и там, где это имеет место, — ионные уравнения реакций согласно схеме:Na2O->NaOH->NaCl
Na2O->NaOH->Na2SO4
Укажите тип каждой реакции.
3) Закончите фразу: «Водные растворы диссоциируют на…
помогите плиз хоть с чем-то
Вариант № 1
Часть А. Тестовые задания с выбором одного правильного ответа
1. (2балла). Ряд, в котором представлены формулы веществ каждого из четырех классов неорганических соединений:
А. CuO, CO2, h3SO4, FeS Б. HNO3, h3S, Al2O3, CuCl2 В. P2O5, NaOH, HCl, Na2CO3
2. (2балла). В генетическом ряду CuSO4→X→CuO
Веществом Х является вещество с формулой: А.CuOH Б. Cu(OH)2 В. CuCl2
3. (2балла). Формула гидроксида, соответствующего оксиду серы(VI):
А. h3S Б. h3SO3 В. h3SO4
4. (2балла). Генетическим рядом является ряд, схема которого:
А. Cu(OH)2→CuO→ Cu Б. FeSO4→Fe(OH)2→ h3O В. SO3→h3SO4→h3
5. (2балла). Гидроксид меди(II) можно получить при взаимодействии веществ, формулы которых: А. Cu и h3O Б. CuO и h3O В. CuCl2 и NaOH
6. (2балла). Пара формул веществ, взаимодействующих друг с другом:
А. Ca(OH)2 и CuO Б. HCl и Hg В. h3SO4 и MgO
7. (2балла). Гидроксид калия вступает в реакцию:
А. с гидроксидом меди(II) Б. с оксидом углерода(IV) В. с оксидом кальция
8. (2балла). В схеме превращений CaO→X Ca(OH)2 →Y CaCl2
вещества Х и Y имеют формулы:
А. X – h3O, Y – HCl Б. X – h3, Y – HNO3 В.X – O2, Y — HCl
9. (2балла). В генетическом ряду Э→Э2О→ЭОН→Э2SО4 Элемент Э – это:
А. Литий Б. Кальций В. Сера
10. (2балла). Ряд формул соединений, в котором каждое из них взаимодействует с водой при обычных условиях:
А. CO2, SO2, SiO2 Б. BaO, P2O5, Li2O В. K2O, CaO, CuO
Часть Б. Задания со свободным ответом
11. (8 баллов). Составьте генетический ряд бария, используя необходимые для этого формулы веществ: Ba(OH)2, h3SO4, CO2, Ba, MgO, BaSO4, BaO
12. (8 баллов). Напишите молекулярные и там, где это имеет место, — ионные уравнения реакций согласно схеме: P→P2O5→h4PO4→Na3PO4
13. (6 баллов) Допишите уравнения реакции:
? + 2HCl→? + ? +СО2
14. (4 балла). Запишите формулы веществ А и В, пропущенных в генетическом ряду: CuSO4→А→В→Cu
ЧАСТЬ А. Тестовые задания с выбором правильного ответа
1/ (2 балла) Ряд, в котором представлены формулы веществ каждого из четырёх классов неорганических соединений:
P2O5, h3SO4, h3SO3, NaOH
SO2, h3SiO3, MgSO4, CuO
CO2, h3S, K2SO3, KOH
2/ (2 балла) В генетическом ряду
Li Li2O X LiCl
веществом Х является вещество с формулой
A) Li B)LiOH C) HCl
3) (2 балла) Формула гидроксида, соответствующего оксиду фосфора (V):
A) HPO2 B) h4PO3 C) h4PO4
4) (2 балла) Генетическим рядом является ряд, схема которого
A) SO3 h3SO4 CaSO4
B) ZnCl2 Zn(OH)2 h3O
C) Al AlCl3 AgCl
5) (2 балла) Хлорид меди (II) можно получить при взаимодействии веществ, формулы которых:
A) Cu + HCl B) CuO + HCl C) CuOH + HCl
6) (2 балла) Пара формул веществ, взаимодействующих друг с другом:
A) Ag + HCl B) SO2 + NaOH C) CuO + NaOH
7) Cоляная кислота вступает в реакцию:
А) с магнием В) с оксидом серы (IV) С) с серебром
8) (2 балла) В схеме превращений:
P P2O5 h4PO4
вещества Х и У имеют формулы:
А) Х – h3O, Y – HCl B) X – O2, Y – h3 C) X – O2, Y – h3O
(2 балла) В генетическом ряду
Э Э2О5 Н3ЭО4 Na3ЭО4
элемент Э – это:
А) калий В) сера С) фосфор
10) (2 балла) Ряд формул соединений, в котором каждое из них взаимодействует с водой при обычных условиях:
A) CO2, Li2O, SO3 B) CuO, P2O5, CaO C) BaO, FeO, ZnO
Часть Б. задание со свободным ответом
(8 баллов) Составьте генетический ряд бария, используя необходимые для этого формулы веществ: h3O, SO2, Fe2O3, S, CaCO3, h3SO3, K2SO3
(8 баллов) Напишите молекулярные и там, где это имеет место, — ионные уравнения реакций согласно схеме:
Ba BaO Ba(OH)2 BaSO4
Укажите типы реакций по числу и составу исходных веществ и продуктов реакции.
(6 баллов) Допишите уравнения реакций:
Fe(OH)3 + NaOH = ? +
(4 балла) Запишите формулы веществ А и В, пропущенных в генетическом ряду:
Li A B Li3PO4
(4 балла) Допишите уравнение реакций
N2 + ?= N2O3
ПОМОГИТЕ ЗАВТРА НАДО) 8 КЛАСС ХИМИЯ, 1) Составьте генетический ряд серы, используя схему: неметалл—-> кислотный
оксид-> кислота →соль.
2) . Составьте молекулярные и там, где это имеет место, — ионные уравнения реакций согласно схеме:Na2O->NaOH->NaCl
Na2O->NaOH->Na2SO4
Укажите тип каждой реакции.
3) Закончите фразу: «Водные растворы диссоциируют на. ..
помогите плиз хоть с чем-то
Вариант № 1
Часть А. Тестовые задания с выбором одного правильного ответа
1. (2балла). Ряд, в котором представлены формулы веществ каждого из четырех классов неорганических соединений:
А. CuO, CO2, h3SO4, FeS Б. HNO3, h3S, Al2O3, CuCl2 В. P2O5, NaOH, HCl, Na2CO3
2. (2балла). В генетическом ряду CuSO4→X→CuO
Веществом Х является вещество с формулой: А.CuOH Б. Cu(OH)2 В. CuCl2
3. (2балла). Формула гидроксида, соответствующего оксиду серы(VI):
А. h3S Б. h3SO3 В. h3SO4
4. (2балла). Генетическим рядом является ряд, схема которого:
А. Cu(OH)2→CuO→ Cu Б. FeSO4→Fe(OH)2→ h3O В. SO3→h3SO4→h3
5. (2балла). Гидроксид меди(II) можно получить при взаимодействии веществ, формулы которых: А. Cu и h3O Б. CuO и h3O В. CuCl2 и NaOH
6. (2балла). Пара формул веществ, взаимодействующих друг с другом:
А. Ca(OH)2 и CuO Б. HCl и Hg В. h3SO4 и MgO
7. (2балла). Гидроксид калия вступает в реакцию:
А. с гидроксидом меди(II) Б. с оксидом углерода(IV) В. с оксидом кальция
8. (2балла). В схеме превращений CaO→X Ca(OH)2 →Y CaCl2
вещества Х и Y имеют формулы:
А. X – h3O, Y – HCl Б. X – h3, Y – HNO3 В.X – O2, Y — HCl
9. (2балла). В генетическом ряду Э→Э2О→ЭОН→Э2SО4 Элемент Э – это:
А. Литий Б. Кальций В. Сера
10. (2балла). Ряд формул соединений, в котором каждое из них взаимодействует с водой при обычных условиях:
А. CO2, SO2, SiO2 Б. BaO, P2O5, Li2O В. K2O, CaO, CuO
Часть Б. Задания со свободным ответом
11. (8 баллов). Составьте генетический ряд бария, используя необходимые для этого формулы веществ: Ba(OH)2, h3SO4, CO2, Ba, MgO, BaSO4, BaO
12. (8 баллов). Напишите молекулярные и там, где это имеет место, — ионные уравнения реакций согласно схеме: P→P2O5→h4PO4→Na3PO4
13. (6 баллов) Допишите уравнения реакции:
? + 2HCl→? + ? +СО2
14. (4 балла). Запишите формулы веществ А и В, пропущенных в генетическом ряду: CuSO4→А→В→Cu
ЧАСТЬ А. Тестовые задания с выбором правильного ответа
1/ (2 балла) Ряд, в котором представлены формулы веществ каждого из четырёх классов неорганических соединений:
P2O5, h3SO4, h3SO3, NaOH
SO2, h3SiO3, MgSO4, CuO
CO2, h3S, K2SO3, KOH
2/ (2 балла) В генетическом ряду
Li Li2O X LiCl
веществом Х является вещество с формулой
A) Li B)LiOH C) HCl
3) (2 балла) Формула гидроксида, соответствующего оксиду фосфора (V):
A) HPO2 B) h4PO3 C) h4PO4
4) (2 балла) Генетическим рядом является ряд, схема которого
A) SO3 h3SO4 CaSO4
B) ZnCl2 Zn(OH)2 h3O
C) Al AlCl3 AgCl
5) (2 балла) Хлорид меди (II) можно получить при взаимодействии веществ, формулы которых:
A) Cu + HCl B) CuO + HCl C) CuOH + HCl
6) (2 балла) Пара формул веществ, взаимодействующих друг с другом:
A) Ag + HCl B) SO2 + NaOH C) CuO + NaOH
7) Cоляная кислота вступает в реакцию:
А) с магнием В) с оксидом серы (IV) С) с серебром
8) (2 балла) В схеме превращений:
P P2O5 h4PO4
вещества Х и У имеют формулы:
А) Х – h3O, Y – HCl B) X – O2, Y – h3 C) X – O2, Y – h3O
(2 балла) В генетическом ряду
Э Э2О5 Н3ЭО4 Na3ЭО4
элемент Э – это:
А) калий В) сера С) фосфор
10) (2 балла) Ряд формул соединений, в котором каждое из них взаимодействует с водой при обычных условиях:
A) CO2, Li2O, SO3 B) CuO, P2O5, CaO C) BaO, FeO, ZnO
Часть Б. задание со свободным ответом
(8 баллов) Составьте генетический ряд бария, используя необходимые для этого формулы веществ: h3O, SO2, Fe2O3, S, CaCO3, h3SO3, K2SO3
(8 баллов) Напишите молекулярные и там, где это имеет место, — ионные уравнения реакций согласно схеме:
Ba BaO Ba(OH)2 BaSO4
Укажите типы реакций по числу и составу исходных веществ и продуктов реакции.
(6 баллов) Допишите уравнения реакций:
Fe(OH)3 + NaOH = ? +
(4 балла) Запишите формулы веществ А и В, пропущенных в генетическом ряду:
Li A B Li3PO4
(4 балла) Допишите уравнение реакций
N2 + ?= N2O3

Повторение. Генетическая связь классов неорганических соединений
Введение
Тема этого урока — «Повторение. Генетическая связь классов неорганических соединений». Вы повторите, как делятся все неорганические вещества, сделаете вывод, как из одного класса неорганических соединений можно получить другой. На основании полученных сведений узнаете, что такое генетическая связь таких классов, два основных пути таких связей.
Тема: Введение
Урок: Повторение. Генетическая связь классов неорганических соединений
Химия — это наука о веществах, их свойствах и превращениях друг в друга.
Рис. 1. Генетическая связь классов неорганических соединений
Все неорганические вещества можно разделить на:
Простые вещества
Сложные вещества.
Простые вещества делятся на:
Металлы
Неметаллы
Сложные вещества можно разделить на:
Основания
Кислоты
Соли. См. Рис.1.
Это бинарные соединения, состоящее из двух элементов, одним их которых является кислород в степени окисления -2. Рис.2.
Например, оксид кальция: Сa +2 О -2 ,оксид фосфора (V) P 2 O 5., оксид азота (IV) -« лисий хвост»

Рис. 2. Оксиды
Делятся на:
Основные
Кислотные
Основным оксидам соответствуют основания .
Кислотным оксидам соответствуют кислоты .
Соли состоят из катионов металла и анионов кислотного остатка .
Рис. 3. Пути генетических связей между веществами
Таким образом: из одного класса неорганических соединений можно получить другой класс.
Следовательно, все классы неорганических веществ взаимосвязаны .
Связь классов неорганических соединений часто называют генетической. Рис.3.
Генезис по — гречески означает «происхождение». Т.е. генетическая связь показывает взаимосвязь превращения веществ и их происхождение от единого вещества.
Существует два основных пути генетических связей между веществами. Один из них начинается металлом, другой — неметаллом.
Генетический ряд металла показывает:
Металл → Основной оксид → Соль →Основание → Новая соль.
Генетический ряд неметалла отражает такие превращения:
Неметалл→ Кислотный оксид →Кислота →Соль.
Для любого генетического ряда можно написать уравнения реакций, которые показывают превращения одних веществ в другие .
Для начала, нужно определить к какому классу неорганических соединений относится каждое вещество генетического ряда.
Подумать, как из вещества, стоящего до стрелочки, получить вещество стоящие после неё.
Пример №1. Генетический ряд металла.
Ряд начинается простым веществом металлом медью. Чтобы осуществить первый переход, нужно сжечь медь в атмосфере кислорода.
2Cu +O 2 →2CuO
Второй переход: нужно получить соль CuCl 2. Она образована соляной кислотой HCl, потому что соли соляной кислоты называются хлориды.
CuO +2 HCl → CuCl 2 + H 2 O
Третий шаг: чтобы получить нерастворимое основание, нужно к растворимой соли прибавить щелочь.
CuCl 2 + 2NaOH → Cu(OH) 2 ↓ + 2NaCl
Чтобы гидроксид меди(II) перевести в сульфат меди(II) прибавим к ней серную кислоту H 2 SO 4 .
Cu(OH) 2 ↓ + H 2 SO 4 → CuSO 4 + 2H 2 O
Пример №2. Генетический ряд неметалла.
Ряд начинается простым веществом неметаллом углеродом. Чтобы осуществить первый переход, нужно сжечь углерод в атмосфере кислорода.
C + O 2 → CO 2
Если к кислотному оксиду прибавить воду, получится кислота, которая называется угольной.
СO 2 + H 2 O → H 2 СO 3
Чтобы получить соль угольной кислоты — карбонат кальция, нужно к кислоте добавить соединение кальция, например гидроксид кальция Ca(OH) 2 .
H 2 СO 3 + Ca (OH) 2 → CaCO 3 + 2H 2 O
В состав любого генетического ряда входят вещества различных классов неорганических соединений.
Но в эти вещества обязательно входит один и тот же элемент. Зная, химические свойства классов соединений, можно подбирать уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить данные превращения. Эти превращения используются и на производстве, для подбора наиболее рациональных методов получения тех или иных веществ.
Вы повторили, как делятся все неорганические вещества, сделали вывод, как из одного класса неорганических соединений можно получить другой. На основании полученных сведений узнали, что такое генетическая связь таких классов, два основных пути таких связей.
1. Рудзитис Г.Е. Неорганическая и органическая химия. 8 класс: учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень/ Г. Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман.М.: Просвещение. 2011 г.176с.:ил.
2. Попель П.П.Химия:8 кл.: учебник для общеобразовательных учебных заведений/П.П. Попель, Л.С.Кривля. -К.: ИЦ «Академия»,2008.-240 с.: ил.
3. Габриелян О.С. Химия. 9 класс. Учебник. Издательство: Дрофа.:2001. 224с.
1. №№ 10-а,10з (с.112) Рудзитис Г.Е. Неорганическая и органическая химия. 8 класс: учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень/ Г. Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман.М.: Просвещение. 2011 г.176с.: ил.
2. Как двумя способами из оксида кальция получить сульфат кальция?
3. Составьте генетический ряд получения из серы сульфата бария. Напишите уравнения реакций.
Подпишитесь, чтобы читать | Файнэншл Таймс
Разумный взгляд на глобальный образ жизни, искусство и культуру
Проницательные чтения
Интервью и обзоры
Кроссворд FT
Путешествия, дома, развлечения и стиль
Выберите свою подписку
Пробный
Попробуйте полный цифровой доступ и узнайте, почему более 1 миллиона читателей подписались на FT
В течение 4 недель получите неограниченный цифровой доступ Premium к проверенным, отмеченным наградами новостям FT
Читать далее
Цифровой
Будьте в курсе важных
новостей и мнений
MyFT – отслеживайте наиболее важные для вас темы
FT Weekend — полный доступ к контенту выходных
Приложения для мобильных устройств и планшетов — загрузите, чтобы читать на ходу
Подарочная статья — делитесь до 10 статей в месяц с семьей, друзьями и коллегами
Читать далее
электронная бумага
Удобная цифровая копия печатного издания
Читайте печатное издание на любом цифровом устройстве, доступном для чтения в любое время или загрузки на ходу
Доступно 5 международных изданий с переводом более чем на 100 языков
Журнал FT, журнал How to Spend It и информационные приложения в комплекте
Доступ к 10-летним предыдущим выпускам и архивам с возможностью поиска
Читать далее
Команда или предприятие
Премиум ФУТ. com доступ для нескольких пользователей, с интеграцией и инструментами администрирования
Премиум цифровой доступ плюс:
Удобный доступ для групп пользователей
Интеграция со сторонними платформами и CRM-системами
Цены на основе использования и оптовые скидки для нескольких пользователей
Инструменты управления подпиской и отчеты об использовании
Единый вход на основе SAML (SSO)
Выделенные команды по работе с клиентами и работе с клиентами
Читать далее
Узнайте больше и сравните подписки содержимое раскрывается выше
Или, если вы уже являетесь подписчиком
Войти
Вы студент или профессор?
Проверьте, есть ли у вашего университета членство в FT, чтобы читать бесплатно.
Проверить мой доступ
африканцев имеют самую большую генетическую изменчивость в мире
У африканцев больше генетической изменчивости, чем у кого-либо еще на Земле, согласно новому исследованию, которое помогает сузить место, где люди впервые эволюционировали, вероятно, недалеко от границы между Южной Африкой и Намибией.
Крупнейшее когда-либо проводившееся исследование африканской генетики также показало, что почти три четверти афроамериканцев могут проследить свою родословную до Западной Африки. Новый анализ опубликован в четверг в онлайн-издании журнала Science.
«Учитывая тот факт, что современные люди возникли в Африке, они успели накопить значительные изменения» в своих генах, — пояснила ведущий исследователь Сара Тишкофф, генетик из Пенсильванского университета.
Люди адаптировались к очень разнообразным экологическим нишам в Африке, объяснила она на брифинге.
Более 10 лет Тишкофф и международная группа исследователей путешествовали по Африке, собирая образцы для сравнения генов разных народов. По словам Тишкоффа, часто работая в примитивных условиях, исследователям иногда приходилось прибегать к использованию автомобильного аккумулятора для питания своего оборудования.
Причина их работы? Очень мало было известно о генетической изменчивости африканцев, знания, которые жизненно важны для понимания того, почему болезни оказывают большее влияние на одни группы, чем на другие, и для разработки способов борьбы с этими болезнями.
Скотт М. Уильямс из Университета Вандербильта отметил, что построение моделей вариаций заболеваний может помочь определить, какие гены предрасполагают группу к конкретному заболеванию.
Это исследование «является важной частью головоломки», сказал он.Например, существуют явные различия в распространенности таких заболеваний, как гипертония и рак предстательной железы среди населения, сказал Уильямс.
«Геном человека описывает сложность нашего вида», — добавил Мунтасер Ибрагим из отдела молекулярной биологии Хартумского университета в Судане. «Теперь у нас есть захватывающее представление об истории африканского населения… древнейшей истории человечества.
«История каждого является частью африканской истории, потому что все вышли из Африки», — сказал Ибрагим.
Кристофер Эрет с кафедры истории Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе сравнил генетические различия между людьми с различиями в языке.
По оценкам, в Африке насчитывается 2000 различных языковых групп, разбитых на несколько широких категорий, часто, но не всегда, в соответствии с потоком генов.
Движение языка обычно связано с появлением новых людей, отметил Эрет, которые приносят с собой свои гены. Но иногда язык привносится небольшой, «но привилегированной» группой, которая может навязывать свой язык без значительного потока генов.
В целом, исследователи смогли изучить и сравнить генетику 121 африканской группы, 60 неафриканских популяций и четырех афроамериканских групп.
Так называемое «капское» население Южной Африки имеет самый высокий уровень смешанного происхождения на земном шаре, смесь африканцев, европейцев, восточноазиатцев и южноиндийцев, сказал Тишкофф.
«Это будет отличная популяция для изучения болезней», которые чаще встречаются в одной группе, чем в другой, сказала она.
Исследование также показало, что около 71 процента афроамериканцев могут проследить свое происхождение до западноафриканского происхождения.Они также имеют от 13 до 15 процентов европейского происхождения и меньшее количество других африканских корней. По словам Тишкоффа, было «очень мало» свидетельств наличия генов американских индейцев среди афроамериканцев.
Эрет добавил, что только около 20 процентов африканцев, доставленных в Северную Америку, совершили поездку напрямую, в то время как большинство остальных отправились сначала в Вест-Индию.
И, добавил он, некоторые местные афроамериканцы, такие как жители морских островов Джорджии и Южной Каролины, могут проследить свое происхождение до определенных регионов, таких как Сьерра-Леоне и Гвинея.
Исследование финансировалось Национальным институтом рака, Национальными институтами здравоохранения, Передовым вычислительным центром исследований и образования Университета Вандербильта, L.S.B. Фонд Лики и Веннера Грена, Национальный научный фонд, фонды Дэвида и Люсиль Паккард и Берроуз Велкам.
Статья 1996 года посвящена эволюции человека, а не гениальности
ТРЕБОВАТЬ
«У чернокожих африканцев больше серий ДНК, чем у любой другой группы на земле»; Чем больше у вас серий ДНК, тем выше ваш гениальный потенциал»; «они защитили авторские права на это исследование, чтобы скрыть эту правду»
ДЕТАЛИ
Неточное : В статье 1996 года «Глобальные паттерны неравновесия по сцеплению в локусе CD4 и происхождении современного человека» не упоминается «потенциал для гениальности», и термин «ряд ДНК» не используется в статье. Статья посвящена эволюции человека и свидетельствам в человеческом геноме, подтверждающим модель эволюции человека «из Африки».
Вводит в заблуждение : Защита авторских прав на научные статьи является стандартной практикой. Большинство научных статей защищены авторским правом, при этом журнал, опубликовавший статью, сохраняет за собой авторские права.
ЗАБЕРИТЕ КЛЮЧ
В статье 1996 года «Глобальные паттерны неравновесия по сцеплению в локусе CD4 и происхождении современного человека» исследовались доказательства в геноме человека того, как происходила эволюция человека.В документе никогда не упоминался «гениальный потенциал», как утверждается. Защищать авторскими правами научные статьи является стандартной практикой, при этом журнал, опубликовавший статью, в большинстве случаев сохраняет за собой авторские права.

ПОЛНОЕ ПРЕДЛОЖЕНИЕ: «В 1996 году 9 генетиков обнаружили, что у чернокожих африканцев больше серий ДНК, чем у любой другой группы на земле. У них 9 серий ДНК, а у европейцев всего 6. Чем больше у вас серий ДНК, тем выше ваш гениальный потенциал. По этой причине они защитили авторские права на это исследование, чтобы скрыть эту правду».
ОБЗОР

10 сентября 2021 года пользователи Facebook поделились сообщениями (см. здесь и здесь), в которых утверждалось, что «в 1996 году 9 генетиков обнаружили, что у чернокожих африканцев больше серий ДНК, чем у любой другой группы на земле». В сообщениях также утверждалось, что «чем больше у вас серий ДНК, тем выше ваш гениальный потенциал», и что исследование 1996 года, в котором были опубликованы эти результаты, было защищено авторским правом, чтобы скрыть эту правду. Посты основаны на видео на YouTube от 29 июля 2021 года, в котором человек обсуждал серию ДНК, потенциал гениальности и показал распечатку статьи 1996 года.
Однако статья 1996 г. — «Глобальные паттерны неравновесия по сцеплению в локусе CD4 и происхождение современного человека» — не посвящена потенциалу гениальности. Скорее, в статье рассматриваются доказательства в геноме человека модели эволюции человека «из Африки», согласно которой все неафриканские человеческие популяции происходят от общего предка Homo sapiens , который эволюционировал в Африке ^[1] . Как мы покажем ниже, утверждения, сделанные в публикации на Facebook, не подтверждаются упомянутой статьей 1996 года.
Краткое изложение выводов статьи
1996 г.
Точно так же, как мы можем выкапывать окаменелости и использовать их, чтобы нарисовать эволюционное древо современного человека, генетики могут добывать информацию в ДНК современных людей, чтобы понять, как мы эволюционировали, а затем распространились по миру. Доказательства как окаменелостей, так и наших собственных генов указывают на то, что наш вид, Homo sapiens , скорее всего, возник в Африке до того, как распространился по Земле; это называется моделью «из Африки».Были предложены и другие модели происхождения нашего вида, такие как «мультирегиональная» модель (у которой есть свои сторонники), согласно которой H. sapiens неоднократно возникали во многих географических точках.
В своей статье 1996 года генетики Сара Тишкофф и ее сотрудники искали доказательства существования модели вне Африки в ДНК более 1600 современных людей в 42 географических точках ^[1] . Они сосредоточились на географическом распределении двух сцепленных областей — STRP и Alu — на 12-й хромосоме человека.Эти две области считаются «сцепленными», потому что они расположены рядом друг с другом на хромосоме 12 и часто наследуются вместе.
И STRP, и Alu имеют небольшие вариации в своих генетических последовательностях из-за мутаций; мы называем эти альтернативные формы аллелями. STRP состоит из повторяющихся последовательностей нуклеотидов (TTTTC), которые являются строительными блоками ДНК; количество повторений варьируется у разных людей, у которых может быть от четырех до 15 повторений этой нуклеотидной последовательности. Это означает, что существует 12 возможных аллелей или версий этой генетической области.
Второй участок ДНК, Alu, имеет два возможных аллеля: один, где участок ДНК удален, называется Alu(-), а другой, где этот участок ДНК не поврежден, называется Alu(+).
Каждый из 12 возможных аллелей STRP связан с одним из двух возможных аллелей Alu. Из-за этого сцепления у людей может быть до 24 возможных комбинаций аллелей STRP и Alu. Что сделали Тишкофф и его сотрудники, так это изучили геномы более чем 1600 человек из этих 42 географически разбросанных популяций и увидели, какие комбинации аллелей STRP и Alu были более распространены в этих разных популяциях.
Исследование показало, что из этих 24 возможных комбинаций 21 была обнаружена в ДНК людей из регионов Африки. У лиц из регионов за пределами Африки было обнаружено меньше комбинаций аллелей STRP и Alu. Это означает, что в африканских популяциях существует большая вариация комбинаций STRP-Alu по сравнению с остальным миром. Меньшее разнообразие комбинаций STRP-Alu в неафриканских популяциях по сравнению с африканскими популяциями свидетельствует о том, что люди в Азии, Европе и Америке происходят от небольшой группы (и, следовательно, с меньшим разнообразием комбинаций STRP-Alu), которая оставила в Африке около 100 000 человек. много лет назад.
По мнению Тишкоффа и его сотрудников, глобальное распространение этих комбинаций «предполагает общее и недавнее африканское происхождение всех неафриканских человеческих популяций» и поддерживает внеафриканскую модель эволюции человека ^[1] .
Статья 1996 года не о «гениальном потенциале»
Вопреки сообщениям в Facebook и видео на YouTube, в документе никогда не упоминался «гениальный потенциал». В сообщениях и видео также утверждалось, что «чем больше у вас серий ДНК, тем выше ваш гениальный потенциал», однако в документе сравнивалось разнообразие комбинаций двух связанных областей на хромосоме 12, а не количество ДНК.Более того, термин «серия ДНК» никогда не фигурировал в статье, а термин «серия ДНК» не используется в эволюции человека и генетике.
Наконец, в сообщениях Facebook и YouTube утверждалось, что исследование 1996 года было защищено авторским правом, чтобы «скрыть правду». Это вводит в заблуждение, потому что защита авторских прав является стандартной практикой в академических публикациях; большинство научных статей защищены авторским правом, причем в большинстве случаев научный журнал, опубликовавший статью, сохраняет за собой авторские права. В данном случае владельцем авторских прав, скорее всего, является журнал Science , опубликовавший статью в 1996 году.В настоящее время статья не находится в открытом доступе по Science , однако PDF-копии «Глобальные закономерности неравновесия по сцеплению в локусе CD4 и современное происхождение человека» доступны в Интернете (см. здесь и здесь). Короче говоря, это исследование было защищено авторским правом не для того, чтобы «скрыть правду», а потому, что авторское право на статьи является нормой в традиционных научных публикациях.
Заключение
В статье Тишкоффа и его сотрудников 1996 года «Глобальные паттерны неравновесия по сцеплению в локусе CD4 и современное происхождение человека» в геноме человека искались доказательства модели эволюции человека «вне Африки».Но в статье никогда не говорилось о «гениальном потенциале» или «серии ДНК», как утверждается в недавних постах на Facebook.

Каталожные номера
Как наука и генетика меняют расовую дискуссию в 21 веке
Вивиан Чоу
фигурки Дэниела Аттера
Избрание Дональда Трампа 45-м ^-м-м президентом Соединенных Штатов было отмечено назревающими бурями расовых конфликтов. Сразу после победы Трампа в ноябре 2016 года произошел рост расовых инцидентов .С начала 2017 года в адрес еврейских общинных центров и школ поступило более 100 угроз заложить бомбы. Запрет Трампа на поездки, подписанный в конце января 2017 года, первоначально затронул около 90 000 человек из семи стран Ближнего Востока; 87 000 из запрещенных были мусульманами. Такие меньшинства, как американские мусульмане и чернокожие американцы, выразили опасения по поводу расовых отношений при Трампе. Бесспорно, тема расы и расизма захватила Америку и весь мир.
За последнее десятилетие были надежды, что США стали пострасовым обществом, свободным от расовых предрассудков и дискриминации.Однако самые последние месяцы свидетельствуют об обратном: расовая проблема остается злободневной. Раса и расизм — не новые вопросы, но в сегодняшней эпохе Трампа 21 ^-го-го века дискуссии о расах отличаются от прошлых тем, что они имеют совершенно новое измерение: генетику и ДНК.
Раса в новой эре исследований генетики человека
В 2003 году ученые завершили проект «Геном человека», позволив, наконец, изучить происхождение человека с помощью генетики. С тех пор ученые занимались такими темами, как миграция людей из Африки и по всему миру. И не только ученые увлечены генетикой человека: широко доступные наборы для тестирования родословной в домашних условиях теперь легко доступны от таких компаний, как 23andMe, Family Tree DNA и Ancestry. За 99 долларов — это примерно цена романтического ужина или пары кроссовок Nike — покупатель может получить анализ от 23andMe, показывающий, что он, например, на 18,0 % является коренным американцем, на 65,1 % — европейцем и на 6,2 % — африканцем.
Стремительный рост популярности тестирования родословной свидетельствует о широко распространенном мнении, что мы можем использовать эти тесты для анализа, очерчивания и определения состава наших предков. Действительно, социальные сети изобилуют сообщениями в блогах и даже видео в прямом эфире, в которых возбужденные клиенты спешат поделиться результатами своих тестов и своей реакцией. Наборы для проверки родословной — это новое «это», и их успех — это молчаливое признание нашей веры в то, что наша ДНК может разделить нас на категории, подобные «пяти расам»: африканцам, европейцам, азиатам, Океании и коренным американцам (рис. 1А).
Рисунок 1: «Раса» не может быть определена биологически из-за генетической изменчивости среди людей и популяций. (A) Старая концепция «пяти рас»: африканской, азиатской, европейской, коренных американцев и жителей Океании. Согласно этой точке зрения, различия между расами велики, и, таким образом, каждая раса является отдельной категорией. Кроме того, считается, что отдельные расы имеют относительно однородную генетическую идентичность. (B) Фактическая генетическая изменчивость у людей. Человеческое население действительно группируется по географическим регионам.Однако различия между разными регионами невелики, что стирает границы между популяциями. Кроме того, вариации в пределах одного региона велики, и нет единой идентичности.
Новые открытия в области генетики разрушают старые представления о расах
Оценка состава наших предков с точностью до 0,1%, по-видимому, позволяет предположить, что между человеческими популяциями существуют точные категориальные разделения. Но реальность гораздо менее проста. По сравнению с энтузиазмом широкой публики в отношении проверки родословной, реакция ученых была значительно более вялой.Исследования показывают, что концепция «пяти рас» в какой-то степени описывает способ распределения людей по континентам, но границы между расами гораздо более размыты, чем нас уверяют компании, занимающиеся проверкой родословной (рис. 1Б).
Знаменательное исследование 2002 года, проведенное учеными из Стэнфорда, рассмотрело вопрос о человеческом разнообразии, изучив распределение по семи основным географическим регионам 4000 аллелей . Аллели — это разные «ароматы» гена.Например, все люди имеют одни и те же гены, кодирующие волосы: разные аллели объясняют, почему волосы бывают разных цветов и текстур.
В Стэнфордском исследовании более 92% аллелей были обнаружены в двух или более регионах, и почти половина изученных аллелей присутствовала во всех семи основных географических регионах. Тот факт, что подавляющее большинство аллелей было общим для нескольких регионов или даже для всего мира, указывает на фундаментальное сходство всех людей во всем мире — идея, которая была подтверждена многими другими исследованиями (рис. 1В).
Если бы отдельные расовые или этнические группы действительно существовали, мы ожидали бы найти «торговые» аллели и другие генетические признаки, характерные для одной группы, но не присутствующие ни в одной другой. Однако исследование Стэнфорда 2002 года показало, что только 7,4% из более чем 4000 аллелей были специфичны для одного географического региона. Более того, даже когда аллели, специфичные для региона, действительно появлялись, они встречались только у 1% людей из этого региона, что едва ли было достаточно, чтобы быть какой-либо торговой маркой. Таким образом, нет никаких доказательств того, что группы, которые мы обычно называем «расами», обладают отчетливой объединяющей генетической идентичностью.На самом деле внутри рас существует множество различий (рис. 1В).
В конечном счете, между расами так много неясностей и так много различий внутри них, что два человека европейского происхождения могут быть генетически более похожи на азиата, чем друг на друга (рис. 2).
Рисунок 2: Пример генетической изменчивости между тремя учеными. Слева: схематизация генетической изменчивости между Drs. Джеймс Уотсон, Крейг Вентер и Ким Сон Джин.Цветные полосы представляют гены; разные цвета представляют разные аллели, то есть версии генов. Некоторые аллели являются общими для всех трех мужчин (представлены темно-коричневым аллелем, общим для всех людей на этом изображении). Помимо универсального темно-коричневого аллеля, у Уотсона и Вентера есть еще один общий аллель (ярко-синий). Однако оба имеют два общих аллеля с Ким (Уотсон имеет общий красный и оранжевый с Ким, Вентер — зеленый и пурпурный) в дополнение к универсальному аллелю. Справа: Между Кимом и Ватсоном и Кимом и Вентером больше сходства, чем между Ватсоном и Вентером.
«Раса» еще что-то значит?
Различия между расами, несомненно, размыты, но обязательно ли это означает, что раса является мифом — простой социальной конструкцией и биологически бессмысленной? Как и в случае с другими вопросами, связанными с расой, ответ многомерен и может зависеть от того, кого вы спросите.
В биологических и социальных науках консенсус очевиден: раса — это социальный конструкт, а не биологический атрибут. Сегодня ученые предпочитают использовать термин «предки» для описания человеческого разнообразия (рис. 3).«Происхождение» отражает тот факт, что человеческие вариации с 90 205 по 90 207 имеют связь с географическим происхождением наших предков: имея достаточно информации о ДНК человека, ученые могут сделать обоснованное предположение об их происхождении. Однако, в отличие от термина «раса», он фокусируется на понимании того, как разворачивалась история человека, а не на том, как он попадает в одну категорию, а не в другую. В клинических условиях, например, ученые сказали бы, что такие заболевания, как серповидно-клеточная анемия и муковисцидоз, чаще встречаются у лиц «африканского происхождения к югу от Сахары» или «североевропейца» соответственно, чем у «черных». «или «белый».
Рисунок 3: Раса и происхождение. (A) Классификация людей по разным расам обычно основана на наблюдаемых физических характеристиках, при этом цвет кожи является наиболее часто используемой характеристикой. Расовые классификации также опираются на небиологические характеристики, такие как культура, язык, история, религия и социально-экономический статус. Таким образом, «раса» — это термин, которому не хватает четкого определения. (B) В отличие от расы, «родословная» подчеркивает географическое происхождение предков (родителей, бабушек и дедушек и т. д.).В отличие от «расы», понятие «родословная» фокусируется не на статической категоризации людей на группы, а скорее на процессе, посредством которого разворачивалась история человека.
Однако, даже если ученые согласны с тем, что раса — это в лучшем случае социальный конструкт, любой беглый поиск в Интернете показывает, что широкая общественность не убеждена в этом. В конце концов, если азиат так сильно отличается от европейца, как он может быть из разных групп? Даже если большинство ученых отвергают концепцию «расы» как биологическую концепцию, раса, несомненно, существует как социальная и политическая концепция.
Популярные классификации рас основаны главным образом на цвете кожи с другими соответствующими характеристиками, включая рост, глаза и волосы. Хотя эти физические различия могут показаться на поверхностном уровне очень значительными, они определяются лишь незначительной частью генома: по оценкам, мы, как вид, разделяем друг с другом 99,9% ДНК. Те немногие различия, которые действительно существуют, отражают различия в окружающей среде и внешних факторах, а не в основной биологии.
Важно отметить, что эволюция цвета кожи происходила независимо и не влияла на другие черты, такие как умственные способности и поведение.На самом деле, науке еще предстоит найти доказательства того, что между популяциями существуют генетические различия в интеллекте. В конечном счете, хотя некоторые биологические различия между разными популяциями, безусловно, существуют, эти различия немногочисленны и поверхностны. Черты, которые у нас есть, гораздо глубже
Наука и генетика: инструменты современного расизма
Несмотря на научный консенсус в отношении того, что человечество скорее похоже, чем отличается, долгая история расизма является мрачным напоминанием о том, что на протяжении всей истории человечества всего лишь 0. 1% вариации был достаточным оправданием для совершения всех видов дискриминации и зверств. Можно было бы ожидать, что достижения в генетике человека и доказательства незначительных различий между расами остановят расистские споры. Но на самом деле генетика использовалась для продвижения расистских и этноцентрических аргументов — как в случае альтернативных правых, которые продвигают крайне правые идеологии, включая белый национализм и антисемитизм.
Альтернативные правые, которые годами считались маргинальным движением, привлекли к себе значительное внимание и значимость во время президентской кампании Трампа.Действительно, Стив Бэннон, нынешний старший советник и главный стратег президента Трампа, а также бывший главный исполнительный директор кампании Трампа, имеет заметные связи с альтернативными правыми. Когда-то низведенный до малоизвестных интернет-форумов, новейшей трибуной альтернативных правых стал Белый дом.
Альтернативные правые являются восторженными сторонниками проверки родословной как способа доказать свое «чисто» белое происхождение (при этом скандинавское и германское происхождение является одним из наиболее желательных) и исключить нежелательное происхождение от любых других групп (включая, что неудивительно, , африканцы и ашкеназские евреи, но даже некоторые европейские группы, такие как итальянцы и армяне). Вера в превосходство белых и необходимость его сохранения движет движением альтернативных правых, а генетика является и оружием, и боевым знаменем этого нового, якобы «научного» расизма.
Те, кто не согласен с идеологией альтернативных правых, могут предположить, что альтернативные правые просто извергают невежественную чепуху. Это, безусловно, верно для некоторых альтернативных правых. Что, возможно, является более сложной истиной, так это то, что многие альтернативные правые на самом деле понимают биологию и генетику в впечатляющей степени, даже если это понимание ошибочно.
Например, сторонники альтернативных правых правильно заявляют, что многие люди европейского и азиатского происхождения унаследовали 1-4% своей ДНК от предков-неандертальцев, а лица африканского происхождения не имеют неандертальского наследия. Они также правы в том, что у неандертальцев были большие черепа, чем у людей. Основываясь на этих фактах, некоторые альтернативные правые утверждают, что европейцы и азиаты обладают более высоким интеллектом, потому что они унаследовали больший мозг от своих неандертальских предков.
Однако в этом утверждении игнорируется тот факт, что, хотя существуют доказательства влияния ДНК неандертальцев на определенные черты, не было доказательств ее влияния на интеллект. Более того, научные исследования показывают, что неандертальцы не обязательно были умнее просто потому, что у них были большие черепа. Неудивительно, что альтернативные правые склонны выбирать идеи, которые соответствуют их предвзятым представлениям о расовой иерархии, игнорируя более широкий контекст области человеческой генетики.
Борьба с расизмом с пониманием
Точно так же, как альтернативные правые больше не являются легко отвергаемой маргинальной группой, их аргументы имеют некоторую фактическую основу, и их нельзя отметать как лепет научно неграмотных. Альтернативные правые весьма неуклюже используют науку и генетику в своей битве за свои «идеалы». Те, кто выступает против альтернативных правых и других расистских организаций, должны вооружиться тем же оружием: образованием, а именно научной и генетической грамотностью.
Все больше научных данных свидетельствует о том, что люди фундаментально больше похожи, чем отличаются друг от друга. Тем не менее, расизм сохраняется. Научные выводы часто игнорируются или иным образом активно неверно истолковываются и используются для продвижения расистских программ экстремистских политических групп. Противники этих сил должны посредством своего образования и осведомленности бороться с этими вводящими в заблуждение интерпретациями и представлениями научных открытий.
Сегодня вопрос о «расе» уже не просто политический и социальный вопрос: по мере быстрого развития науки он стал необратимо переплетенным.Геном содержит важную информацию о нашей биологии, которая может объединить нас как вид, но также может быть опасной и вызвать разногласия, если использовать ее без понимания. По мере того, как мы с нетерпением ждем 2017 года и далее, становится все более важным понять, что говорит наша ДНК о том, что значит быть человеком.
Вивиан Чоу — доктор философии. кандидат биологических и биомедицинских наук Гарвардской медицинской школы.
Для получения дополнительной информации:

The Atlantic «Будут ли альтернативные правые продвигать новый вид расистской генетики?» (декабрь 2016 г.)
Harvard Magazine «Раса в генетическом мире» (2008)
Livescience «Генетические тесты предков в основном реклама, говорят ученые» (2007)
Наука «Наука и бизнес в области генетического тестирования предков» (2007 г.; оригинальная статья цитируется в статье Livescience выше)
Nature Genetics «Значение биогеографии человеческих популяций для «расы» и медицины» (ноябрь 2004 г.)
человек из Мексики демонстрируют ошеломляющее генетическое разнообразие | Наука
Представьте, если бы люди из Канзаса и Калифорнии были бы так же генетически отличны друг от друга, как человек из Германии отличается от человека из Японии. Именно такую замечательную генетическую изменчивость ученые обнаружили в Мексике благодаря первому крупномасштабному исследованию генетической изменчивости человека в этой стране. Это местное разнообразие может помочь исследователям проследить историю различных коренных народов страны и помочь им разработать более совершенные диагностические инструменты и методы лечения для людей мексиканского происхождения, проживающих по всему миру.
Команда проделала «колоссальную работу» по созданию «плана всего генетического разнообразия в Мексике», — говорит Богдан Пасанюк, популяционный генетик из Калифорнийского университета (UC) в Лос-Анджелесе, который не участвовал в исследовании. .
В Мексике проживает 65 различных коренных этнических групп, 20 из которых представлены в исследовании, говорит Андрес Морено-Эстрада, популяционный генетик из Стэнфордского университета в Пало-Альто, Калифорния, и ведущий автор исследования. Работая с Карлосом Бустаманте, другим популяционным генетиком из Стэнфорда, команда исследовала геномы коренных народов Мексики, от северной пустыни Сонора до джунглей Чьяпаса на юге. Бустаманте объясняет, что за столетия жизни на таком расстоянии друг от друга — и часто в изоляции из-за горных хребтов, обширных пустынь или других географических барьеров — эти популяции развили генетические отличия друг от друга.Многие из этих вариантов он называет «глобально редкими, но локально распространенными». То есть генетический вариант, широко распространенный в одной этнической группе, например, у майя, вряд ли когда-либо проявится у людей другого происхождения, например, у людей европейского происхождения. Если вы будете изучать геномы только европейцев, вы никогда не обнаружите вариант майя. И это большая проблема для людей с предками майя, если этот вариант увеличивает риск заболевания или меняет их реакцию на различные виды лекарств. «Вся политика локальна, верно? Мы начинаем обнаруживать, что многие генетические факторы тоже локальны», — говорит Бустаманте.
Когда команда проанализировала геномы 511 коренных жителей со всей Мексики, они обнаружили поразительное генетическое разнообразие. Самые разные группы коренного населения Мексики так же отличаются друг от друга, как европейцы от жителей Восточной Азии. Это разнообразие отражается в географии самой Мексики. Чем дальше друг от друга живут этнические группы, тем более разными оказываются их геномы.
Но большинство людей в Мексике или мексиканского происхождения в наши дни не коренные, а скорее метисы, что означает, что они имеют смесь коренного, европейского и африканского происхождения.Изменяются ли их геномы в зависимости от того, из какого региона Мексики они происходят, или все эти местные различия были сглажены веками, когда различные группы встречались, смешивались и рожали детей?
Чтобы ответить на этот вопрос, команда ученых сотрудничала с Национальным институтом геномной медицины Мексики, который уже много лет собирает генетические данные метисов. Несколько неожиданно они обнаружили, что метисы в определенной части Мексики, как правило, имеют те же «редкие» генетические варианты, что и их коренные соседи. Геномы метисов «настолько хорошо совпадают с аборигенными группами, что мы можем использовать генетическое разнообразие метисов, чтобы делать выводы об их родных предках», — говорит Пасанюк. Например, сильные генетические маркеры происхождения майя обнаруживаются в геномах современных людей, живущих на полуострове Юкатан и в северной части побережья Мексиканского залива в современном штате Веракрус, что, вероятно, отражает доколумбовый торговый или миграционный путь майя. . «Это дает нам историческое представление о том, чем занимались эти группы населения», — говорит Кристофер Жиньу, постдоктор группы Бустаманте в Стэнфорде.
Еще более важными являются клинические последствия исследования. Чтобы определить, может ли генетическая изменчивость в Мексике повлиять на риск заболевания и точность диагностических инструментов, Эстебан Бурчард, пульмонолог из Калифорнийского университета в Сан-Франциско, проанализировал, как общий показатель функции легких связан с генетической изменчивостью Мексики. Он обнаружил, что люди с генетическими вариантами, распространенными на востоке страны, имели разные результаты теста функции легких, чем люди с вариантами с запада.Это означает, что врачи, вероятно, не должны использовать одни и те же критерии для диагностики заболеваний легких в обеих группах населения, говорит он. «Мы продемонстрировали, что в зависимости от того, какой тип индейского происхождения у вас есть, это может сильно повлиять на диагностику заболевания легких, в хорошем или плохом смысле», — объясняет Берчард.
Функция легких — лишь один из примеров того, как мелкие генетические вариации Мексики могут влиять на болезни и диагностику, говорят ученые. Для Бустаманте такое богатство потенциальных клинических применений сделало исследование особенно захватывающим.«Давайте отойдем от вопросов, на которых мы склонны сосредотачиваться в популяционной генетике, и действительно попытаемся решить, как мы собираемся думать о переводе этого» таким образом, чтобы современные люди могли извлечь из этого пользу.
*Исправление, 13 июня, 11:28: В Мексике проживает 65 различных коренных этнических групп, а не 55, как сообщалось ранее. Это было исправлено.
Различаются ли расы? Not Really, Genes Show
»Если вы спросите, какой процент ваших генов отражается на вашем внешнем виде, на основании которого мы говорим о расе, ответ, кажется, будет в пределах .01 процент», — сказал доктор Гарольд П. Фриман, главный исполнительный директор, президент и заведующий хирургическим отделением Северной больницы общего профиля на Манхэттене, изучавший вопросы биологии и расы. «Это очень, очень минимальное отражение вашего генетического состава».
К несчастью для социальной гармонии, человеческий мозг тонко настроен на различия в деталях упаковки, побуждая людей преувеличивать значение того, что стало называться расой. , сказал доктор Дуглас К. Уоллес, профессор молекулярной генетики Медицинской школы Университета Эмори в Атланте.
«Критерии, которые люди используют для определения расы, полностью основаны на внешних признаках, которые мы запрограммированы распознавать», — сказал он. «И причина, по которой мы запрограммированы распознавать их, заключается в том, что для нашего вида жизненно важно, чтобы каждый из нас мог отличить одного человека от другого. Вся наша социальная структура основана на визуальных сигналах, и мы запрограммированы распознавать их и распознавать людей».
другие бледны, как салфетки, ученые говорят, что такие черты, как интеллект, художественный талант и социальные навыки, вероятно, формируются тысячами, если не десятками тысяч, из 80 000 или около того генов в геноме человека, и все они работают сложным комбинаторным образом.
Возможность того, что такие генные сети полностью изменят свои взаимосвязи в ходе краткого набега человечества по земному шару и будут существенно искажены в зависимости от «расы», является «фиктивной идеей», — сказал доктор Аравинда Чакраварти. , генетик из Университета Кейс Вестерн в Кливленде. «Различия, которые мы видим в цвете кожи, не превращаются в широко распространенные биологические различия, которые уникальны для групп».
Доктор Юрген К. Наггерт, генетик из лаборатории Джексона в Бар-Харборе, штат Мэн., сказал: «Эти большие группы, которые мы характеризуем как расы, слишком неоднородны, чтобы их можно было свалить в одну кучу с научной точки зрения. Если вы проводите исследование ДНК для поиска маркеров определенного заболевания, вы не можете использовать «кавказцев» как группу. Они слишком разнообразны. Ни один журнал не принял бы это».
Однако не каждый исследователь считает расу бессмысленным или допотопным понятием. «Я думаю, что расовые классификации оказались для нас полезными», — сказал доктор Алан Роджерс, популяционный генетик и профессор антропологии в Университете штата Юта в Солт-Лейк-Сити.«Мы можем полагать, что большинство различий между расами поверхностны, но различия есть, и они дают информацию о происхождении и миграции нашего вида. Для выполнения своей работы я должен получить генетические данные из разных частей мира и изучить различия внутри групп и между группами, поэтому полезно иметь ярлыки для групп».
Огромный, недооцененный потенциал африканской ДНК
Когда на здание с солнечными панелями за пределами нигерийского города Лагос опускается вечер, его генераторы с ревом оживают.Электрическая сеть здесь непредсказуема, и компания 54gene, работающая за пределами здания, не рискует. Потеря мощности, даже на несколько часов, невозможна, когда вы храните тысячи пробирок с кровью и слюной при стабильных -80 градусах Цельсия.
По всему миру возникли банки тканей и крови для каталогизации многих загадок человеческой ДНК. Но не в Африке. Около 80 процентов ДНК человека, используемой в генетических исследованиях, принадлежит людям европейского происхождения. Когда исследователи изучают огромное количество геномов, чтобы выявить генетические причины болезни, они почти не используют африканские данные.Фармацевтические компании также разрабатывают новые лекарства, основанные преимущественно на геномах белых людей. Вот почему 54gene собирает образцы ДНК в своих морозильных камерах промышленного класса. Геномная революция оставила Африку позади.
«В настоящее время существует огромный пробел в генетической информации», — говорит Абаси Эне-Обонг, изучавшая биологию рака в Лондонском университете до основания 54gene в январе. После завершения работы в Y Combinator и Google Launchpad Africa компания получила 4 доллара.Этим летом было выделено 5 миллионов начальных инвестиций, чтобы начать восполнение этого пробела, что стало крупнейшим начальным раундом для нигерийского стартапа в области технологий здравоохранения. Эне-Обонг говорит, что они собираются собрать 40 000 образцов к концу этого года и 200 000 образцов к концу 2020 года. Если это число будет достигнуто, 54gene сможет конкурировать с некоторыми из крупнейших биобанков в мире. «Мы хотим сделать африканскую геномику доступной для всего мира, чтобы помочь в открытии лекарств, которые могут лечить людей всех рас», — говорит Эне-Обонг.
Чтобы получить свои образцы ДНК, 54gene работает с 17 больницами по всей Нигерии, ориентируясь на пациентов с раком, сердечно-сосудистыми заболеваниями, нарушениями обмена веществ, нейродегенеративными расстройствами и серповидно-клеточной анемией. Компания подключается к текущим исследованиям в этих учреждениях, работая с научными сотрудниками для набора добровольцев, получения их согласия и сбора образцов — крови, опухолевой ткани, слюны. Когда в следующем году 54gene начнет обработку своих образцов, исследователи в этих больницах смогут увидеть генетические данные своих пациентов, а 54gene, в свою очередь, получит доступ к медицинским записям этих людей.
Стратегия является своего рода поворотной точкой от первоначальных планов 54gene по накоплению ДНК, направляясь прямо к потребителям.Некоторое время компания баловалась продажей наборов для слюней, которые давали представление о здоровье и происхождении, подобных тем, которые производила 23andMe. Но всего через несколько месяцев 54gene отказался от теста. Запуск потребительского продукта для здоровья в Африке, где электронная коммерция ограничена, а клиенты труднодоступны, может быть чрезвычайно трудным. Но Эне-Обонг говорит, что изменения были вызваны не только проблемами с распространением. «В конце концов мы решили, что не хотим использовать тесты ДНК потребителей в качестве троянского коня для получения данных людей», — говорит он.
Вместо этого компания делает ставку на готовность фармацевтической промышленности выкладывать большие суммы за информацию. Ранее в этом месяце четыре крупнейшие фармацевтические компании мира согласились заплатить около 120 миллионов долларов за доступ к новым данным из британского биобанка, одной из баз данных ДНК, из которой черпает вдохновение 54gene и которая также связана с электронными медицинскими картами. Сет Бэннон, партнер-основатель базирующегося в Сан-Франциско венчурного фонда Fifty Years, который инвестировал в 54gene, приветствует переход к партнерству с больницами.«54gene обнаружила возможность собирать качественные образцы быстрее, чем мы думали».
Растущая коллекция компании потенциально может оказаться даже более ценной, чем существующие биобанки. Поскольку люди жили там дольше, чем где-либо еще, известно, что африканские популяции обладают самым большим генетическим разнообразием в мире.