Указанный выше перечень химических элементов, подлежащих изучению в средней школе, не дает еще сведений ни об объеме, ни о глубине изучения их. Чтобы более конкретно определить объем и глубину изучения химических элементов, необходимо прежде всего установить, какие соединения этих элементов должны быть рассмотрены в средней школе.

В «Основах химии» Д. И. Менделеев указывает, что «сходство элементов может быть разносторонним и более или менее полным. Так, Li или Ва по некоторым качествам сходны с Na- или К, в других с Mg или Са. Очевидно, поэтому для верного суждения необходимы признаки не только качественные, но и количественные, т. е. измеримые. Когда некоторое свойство подлежит измерению, оно перестает носить характер произвольной субъективности и придает сравнению объективность» (Д. И. Менделеев, Основы химии, изд. 12, т. II, стр. 69). К числу таких измеримых свойств Менделеев относит изоморфизм, отношение объемов сходственных соединений элементов, состав солеобразных их соединений и отношение в весе атомов элементов. Д. И. Менделеев указывает, что знание этих свойств имеет весьма важное значение для понимания естественной, а поэтому и плодотворной систематики элементов, так как оно облегчает «не только первое знакомство с ними и их соединениями, но и подробное их изучение» (там же, стр. 69).

Но если знакомство со всеми этими свойствами может считаться как бы максимумом, то, без сомнения, изучение свойств солеобразных соединений и отношений весов атомов является тем минимумом, который необходим для понимания периодического закона и периодической системы элементов.

Менделеев отмечает, что «оказывается немного форм, различных по существу, и все наблюдаемое разнообразие сводится на немногие видоизменения основных типов» (там же, стр. 74). Подобно тому как частицы слагаются в кристаллические формы, так атомы складываются «в частичные формы или в формы соединений» (там же, стр. 74). Таких основных форм соединений существует восемь:

Rx, Rx2, Rx3, Rx4, Rx5, Rx6, Rx7, Rx8,

где через x обозначены одновалентные элементы, а через R — другие элементы, с которыми они связаны. Одни из этих форм встречаются среди водородных соединений (Rx, Rx2, Rx3, Rx4), другие — среди соединений с хлором и серой, все восемь форм известны для солеобразных окислов. Солеобразным окислам соответствуют кислоты, основания и соли. Это типические соединения, через ознакомление с которыми наиболее быстро и успешно достигается конкретное изучение отдельных химических элементов, связи их между собой и в конечном счете изучение периодического закона и периодической системы.

Если водородные, кислородные и хлористые соединения играют такую роль в изучении химических элементов и периодической системы в целом, то естественно, что ознакомление с ними должно найти место в курсе химии средней школы. Для неметаллов большое значение имеет ознакомление с водородными и кислородными соединениями (окислы, кислоты и соли) и соединениями с металлами; для металлов — изучение кислородных (окислы, основания, соли) и галоидных соединений.

С соединениями, важными в практическом и теоретическом отношении, должно осуществляться более подробное знакомство; с соединениями, имеющими только теоретическое значение (т. е. необходимыми только для понимания периодического закона),— менее подробное ознакомление. О соединениях аналогов придется упоминать лишь кратко, так как эти соединения не составляют предмета специального изучения.

На основании сказанного выше необходимо сделать вывод, что в средней школе должны быть изучены следующие простые и сложные вещества:

а) водород — вода;

б) кислород — окислы, кислородные кислоты и соли химических элементов, указанных ниже;

в) натрий — гидрат окиси натрия, хлорид, сульфат и карбонат натрия;

г) калий — гидрат окиси калия, хлорид и карбонат калия;

д) хлор — хлористый водород, соляная кислота, хлориды (указанные выше и ниже);

е) фтор, бром, иод — общая характеристика соединений по аналогии с соединениями хлора;

ж) сера — сероводород, двуокись и трехокись серы, сернистая и серная кислоты, сульфаты (указанные выше и ниже);

з) азот — аммиак, гидрат, хлорид и сульфат аммония, окись и двуокись азота, азотная кислота, нитраты;

и) фосфор — фосфорный ангидрид, фосфорная кислота, фосфаты кальция;

к) углерод — окись и двуокись углерода, угольная кислота, карбонаты (указанные выше и ниже);

л) кремний — кремниевый ангидрид, кремниевая кислота, общие сведения о силикатах;

м) алюминий — окись и гидрат окиси алюминия;

н) кальций — окись и гидрат окиси кальция, сульфат и карбонат кальция;

о) железо — окислы и гидраты окислов, железный купорос.

п) хром, марганец, молибден, вольфрам, ванадий и другие металлы (общие свойства).

Ввиду особо важного значения органических соединений для понимания биологических явлений современной жизни и производства знакомство с ними должно быть включено в курс химии в качестве самостоятельного раздела. Вследствие многочисленности органических соединений и специфичности их курс химии средней школы следует разделить на курс неорганической и органической химии. Отбор органических соединений для курса органической химии определяется задачей познакомить учащихся со своеобразием соединений углерода, с основными классами органических соединений и с генетической связью последних, с приложением в органической химии структурной теории, с применениями органической химии в жизни. Применение этих принципов к отбору материала органической химии дает следующий перечень органических соединений:

а) углеводороды предельные, непредельные, ароматические: метан, этилен, пропилен, ацетилен, бензол;

б) спирты — этиловый спирт и глицерин;

в) фенолы — фенол;

г) альдегиды — формальдегид;

д) кислоты — уксусная кислота, высшие жирные кислоты;

е) сложные эфиры — жиры;

ж) углеводы — глюкоза, сахароза, крахмал, клетчатка;

з) амины, аминокислоты, белки;

и) полимеры — пластмассы, каучуки, искусственные и синтетические волокна.

Общее представление о синтетических продуктах учащиеся приобретают по мере того, как образуется научная основа для понимания. Так, представление о синтезе каучука учащиеся получают в разделе «Углеводороды», о синтезе пластмасс — в разделе «Альдегиды», искусственного волокна — в разделе «Углеводы», синтетического волокна — в разделе «Аминокислоты».