Hình 1. Liên hệ giữa Hóa học và các ngành khoa học tự nhiên khác

– Hoá học nghiên cứu về thành phần, cấu trúc, tinh chất, sự biến đổi của các chất và các hiện tượng kèm theo, Hoá học có mối liên hệ chặt chẽ với các ngành khoa học tự nhiên nghiên cứu về chất và vật thể như vật lí, sinh học và địa chất.

– Đối tượng nghiên cứu của hoá học bao gồm các chất hữu cơ, các chất vô cơ, các loại vật liệu tự nhiên và nhân tạo.

– Môn Khoa học tự nhiên cấp Trung học cơ sở đã trình bày những khái niệm ban đầu của hoá học như mol (lượng chất), liên kết hoá học và tương tác giữa các chất để hiểu được các hoạt động của thế giới sinh học và các hiện tượng vật lí.

– Theo truyền thống, hoá học được chia thành các chuyên ngành như hoá lí, hoá học vô cơ, hoả học hữu cơ, hoá học phân tích, hoá sinh,…

Hình 2. Một số chuyên ngành trong hoá học

– Ngày nay, sự phát triển của khoa học làm xuất hiện nhiều chuyên ngành mới không thuộc các ngành truyền thông như khoa học vật liệu, hoá dược, công nghệ hoá học…

– Tuy nhiên, sự phân biệt các chuyên ngành như vậy chỉ có tính chất tương đối. Để giải quyết một bài toán hoá học trong thực tế cần biết vận dụng các kiến thức tổng hợp một cách hợp lí.

– Hoá học có vai trò vô cùng quan trọng với đời sống và sản xuất các chất hoá học có trong mọi thứ xung quanh ta như lương thực – thực phẩm, nhiên liệu, nguyên liệu, vật liệu để sản xuất các loại thuốc chữa bệnh…

– Ngành công nghiệp hoá học sản xuất các hoá chất từ đơn giản đến phức tạp. Mỗi năm, hàng triệu tấn các hoá chất cơ bản như su furic acid hay amiania, phân bón, chất dẻo,… được sản xuất để phục vụ nhu cầu của làm tăng năng suất cây trồng đời sống và công nghiệp.

Hình 3. Phân bón hóa học làm tăng năng suất cây trồng

– Hoá học phóng xạ nghiên cứu và sử dụng sự phân rã hạt nhân cho các quá trình hoá li, sinh hoá,…

– Nguồn năng lượng được coi như vô tận đối với loài người là năng lượng từ Mặt Trời. Việc sử dụng năng lượng mặt trời là lĩnh vực phát triển rất nhanh trong thời gian gần đây với những trang trại pin mặt trời phổ biến nhiều nước trên thế giới. Các nhà hoá học có đóng góp rất lớn trong việc chế tạo vật liệu mới giúp tăng hiệu suất chuyển hoá năng lượng mặt trời. Những thách thức mới về khoa học Công nghệ đang là động lực thúc đẩy hoá học tự phát triển và cùng phát triển với các lĩnh vực khác.

a. Khi học tập môn Hoá học, học sinh cần thực hiện các hoạt động tìm kiếm thông tin, xử lý thông tin và nắm vững những thông tin cần thiết qua sách giáo khoa. Cụ thể:

– Xuất phát từ mục tiêu của mỗi bài học, học sinh tìm hiểu kiến thức qua sách giáo khoa nội dung học tập, quan sát thi nghiệm, dự đoán kết quả, đồng thời liên hệ với các thông tin đã biết từ các hiện tượng tự nhiên, từ cuộc sống hằng ngày

– Xử lí các thông tin đã có để đưa ra các giải thích, dự đoán và kết luận cần thiết, trả lời câu hỏi, giải bài tập.

– Ghi nhớ những kiến thức cốt lõi, làm cơ sở cho việc tiếp tục học tập hay nghiên cứu.

– Vận dụng những kiến thức, kĩ năng đã học vào các tình huống trong thực tiễn.

b. Để học tốt môn Hoá học, học sinh cần nắm vững và vận dụng các kiến thức đã học, đồng thời chú ý rèn các kĩ năng thực hiện thí nghiệm, phát hiện, giải quyết vấn đề và sáng tạo:

– Biết làm thí nghiệm hoá học an toàn và thành công Biết quan sát ghi chép, mô tả và giải thích các hiện tượng xảy ra không chỉ trong phòng thí nghiệm mà cả trong tự nhiên và thực tế cuộc sống

– Rèn luyện thói quen tìm tòi, khám phá, tư duy và hành động, suy luận và sáng tạo, quan sát và liên kết giữa các hiện tượng sự vật trong cuộc sống

– Hình thành, nuôi dưỡng sự hứng thú, say mê và chủ động trong việc học tập. Rèn luyện kĩ năng tra cứu, mở rộng kiến thức từ các nguồn tài liệu khác nhau phù hợp với bài học và lứa tuổi

c. Học, tìm hiểu và nghiên cứu hoả học có nhiều điểm chung với các môn Khoa học tự nhiên khác, cụ thể là quy trình nghiên cứu cần thực hiện các bước dưới đây:

– Bước 1. Quan sát và đặt câu hỏi: Quan sát các hiện tượng hoá học và đặt câu hỏi về bản chất hoá học của hiện tượng hay một vấn đề cần giải quyết.

– Bước 2. Đặt ra giả thuyết khoa học: Đưa ra một hay một số giả thuyết giải thích cho hiện tượng quan sát được (có thể cần than khảo thêm từ sách giáo khoa hoặc các tài liệu khác, kể cả qua Internet).

– Bước 3. Lập kế hoạch thử nghiệm để kiểm chứng giả thuyết khoa học

+ Các dụng cụ và hoá chất cần sử dụng, số người tham gia nhóm thí nghiệm, phân công công việc cho mỗi thành viên trong nhóm

+ Lập kế hoạch chi tiết các công việc để thực hiện thí nghiệm.

– Bước 4. Tiến hành thí nghiệm: Thực hành thí nghiệm như kế hoạch đã lập ở bước 3 và ghi chép lại các kết quả thử nghiệm.

– Bước 5. Phân tích kết quả thí nghiệm: Có thể trình bày các kết quả thí nghiệm thành bảng, biểu, đồ thị hoặc thực hiện các tính toàn cần thiết để phân tích kết quả thí nghiệm,

– Bước 6. So sánh kết quả và giả thuyết: So sánh kết quả thí nghiệm với các giả thuyết đã đặt ra ban đầu. Đưa ra kết luận giả thuyết nào là hợp lý, phù hợp với kết quả thí nghiệm, giả thuyết nào không phù hợp.

– Bước 7. Báo cáo kết quả: Ghi lại vào báo cáo thí nghiệm hoặc trình bày trước giáo viên và các bạn trong lớp về tiến trình thí nghiệm, kết quả thí nghiệm và kết luận.

d. Phương pháp mô hình được sử dụng để mô tả, mô phỏng cấu tạo của các hạt quá nhỏ không quan sát được bằng mắt thường như phân từ, nguyện từ và các hạt nhỏ hơn. Từ đó suy ra cấu tạo các vật thể thật trong cuộc sống

– Mô hình cấu tạo nguyên tử của Rutherford (Ro-do-pho) là một thí dụ Từ thực nghiệm bản phá lá vàng băng tia a, Rutherford phát hiện ra cấu tạo răng của nguyên tử, phát hiện ra lỗi nguyên tử là hạt nhân có khỏi lượng xấp xỉ khối lượng nguyên từ, Rutherford đề xuất mô hình hành tinh nguyên tử, có các electron quay xung quanh hạt nhân như các hành tinh quay xung quanh Mặt Trời.

– Phương pháp mô hình được sử dụng phổ biến trong ba chương đầu tiên về nguyên tử, phân tử, liên kết hoá học và bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học (bàng tuần hoàn)

e. Phương pháp thực nghiệm đóng vai trò cốt lõi của nghiên cứu hoá học.

– Các giả thuyết và mô hình hoả đều phải được kiểm chứng bằng thực nghiệm và từ thực nghiệm người ta có thể mô hình hoá thành quy luật. Phương pháp thực nghiệm được sử dụng xuyên suốt toàn bộ Chương trình Giáo dục phổ thông môn Hoá học.

⇒ Các em hãy bắt đầu học hoá học với sự tò mò khoa học, kiên trì từ những bước đầu tiên với những thí nghiệm đơn giản để có thể nhận ra rằng Hoá học thật là đơn giản và sau đó sẽ thấy Hoá học thật là li thủ”.