Характеристика химического элемента по его положению в Периодической системе Д. И. Менделеева
Цели и задачи
- Цель: к концу урока научиться составлять характеристику химического элемента по его положению в Периодической системе по алгоритму, определяя порядковый номер, относительную атомную массу, период, группу, подгруппу, строение атома и предполагаемые свойства элемента.
- Сформировать умение находить в Периодической системе порядковый номер элемента, относительную атомную массу, номер периода, группы и подгруппы.
- Научить устанавливать связь между положением элемента в Периодической системе и строением его атома.
- Развивать умение работать с учебником, схемой-алгоритмом, таблицей и цифровым материалом, сравнивать результаты и находить ошибки.
- Воспитывать аккуратность при работе с химическими обозначениями, ответственность за результат и интерес к применению химических знаний в будущих профессиях.
Планируемые результаты
Личностные
- Проявляют познавательный интерес к закономерностям строения вещества и роли химии в жизни человека.
- Осознают значение точности и последовательности при работе с химической информацией.
- Понимают связь химических знаний с профессиями в медицине, экологии, материаловедении и инженерии.
- Оценивают собственный прогресс и принимают необходимость корректировать ошибочные действия.
Метапредметные
- Извлекают информацию из Периодической системы, текста учебника, схемы и цифровой таблицы.
- Сравнивают характеристики элементов и устанавливают причинно-следственную связь между положением элемента и строением атома.
- Планируют решение учебной задачи по предложенному алгоритму и выбирают уровень сложности задания.
- Аргументируют ответ, сверяют его с эталоном и корректируют найденные ошибки.
Предметные
- Знать, какую информацию о химическом элементе можно получить из его клетки в Периодической системе.
- Уметь определять по Периодической системе порядковый номер, относительную атомную массу, период, группу и подгруппу элемента.
- Уметь составлять схему строения атома первых 20 элементов по порядковому номеру.
- Уметь формулировать краткую характеристику элемента по алгоритму и делать вывод о его принадлежности к металлам или неметаллам.
- Уметь применять алгоритм характеристики элемента к конкретным заданиям базового и повышенного уровня.
Универсальные учебные действия (УУД)
Личностные УУД
- Определяют личную учебную цель: научиться читать информацию о элементе по его положению в Периодической системе.
- Осознают смысл изучения периодического закона для объяснения свойств веществ.
- Проявляют готовность к самостоятельной работе и уважительно относятся к ответам одноклассников.
- Оценивают собственную уверенность в выполнении отдельных шагов алгоритма.
Регулятивные УУД
- Формулируют цель урока на основе выявленного затруднения.
- Планируют последовательность характеристики химического элемента.
- Осуществляют самопроверку по эталону и фиксируют допущенные ошибки.
- Вносят коррективы в решение после сравнения с образцом.
Познавательные УУД
- Находят нужные данные в клетке элемента и используют условные обозначения Периодической системы.
- Преобразуют информацию о порядковом номере в схему строения атома.
- Сравнивают положение и характеристики двух элементов одной группы или периода.
- Строят рассуждение от положения элемента к строению атома и предполагаемым свойствам.
Коммуникативные УУД
- Работают в парах, распределяя роли: аналитик Периодической системы и проверяющий.
- Формулируют полный устный ответ, используя химические термины.
- Задают уточняющие вопросы и аргументируют несогласие с ответом одноклассника.
- Согласуют общий вариант характеристики элемента в группе.
Подготовка учителя к уроку
- Подготовить Периодическую систему на доске или экране и по одному печатному экземпляру на каждого ученика.
- Распечатать карточки трёх уровней сложности: базовые — 15 экземпляров, повышенные — 8 экземпляров, дополнительные — 4 экземпляра.
- Подготовить карточки для игровой разминки «Химический детектив» с обозначениями элементов H, O, Na, Mg, Cl и Ca — по одной на парту.
- Вывести на экран клетку элемента магния и рядом пустой шаблон характеристики без заполненных ответов.
- Подготовить слайд или плакат с алгоритмом: знак и название элемента; порядковый номер; относительная атомная масса; период; группа и подгруппа; строение атома; металл или неметалл; высшая валентность и формула высшего оксида — на уровне, соответствующем изученному материалу.
- Подготовить эталон для самопроверки: характеристику элемента алюминия и схему распределения электронов по слоям.
- Подготовить таймер на 2–3 минуты для парной и самостоятельной работы.
- Подготовить сигнальные карточки зелёного, жёлтого и красного цвета для приёма «Светофор».
- Организовать доступ к интерактивной Периодической системе на компьютере учителя или интерактивной доске; предусмотреть печатную замену при техническом сбое.
- Освободить пространство между рядами для короткой физкультминутки без использования оборудования.
Ход урока
Этап 1. Мотивация к учебной деятельности (3 мин)
Цель этапа: включить учащихся в учебную деятельность через игровую ситуацию и показать практическую ценность умения читать Периодическую систему.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель приветствует класс и показывает на экране крупную клетку элемента без названия: «Представьте, что вы получили пробу неизвестного вещества в лаборатории. На этикетке сохранились только данные из Периодической системы. Сможете ли вы по ним восстановить сведения об элементе? Сегодня мы попробуем работать как химические детективы». | Рассматривают клетку элемента, высказывают предположения: «По клетке можно узнать знак, название и номер элемента». Кратко формулируют, какие данные уже умеют находить. |
2 мин | Учитель проводит игру «Химический детектив»: «На партах лежат карточки. За одну минуту найдите в Периодической системе элемент, указанный на карточке, и назовите два факта о нём. Не выкрикивайте ответ: сначала обсудите его с соседом». После сигнала просит две пары привести ответы. | В парах находят элементы, называют, например: «Na — натрий, порядковый номер 11»; «O — кислород, неметалл». Отмечают, что одних двух фактов для полной характеристики недостаточно. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Мы умеем находить отдельные сведения об элементе, но пока не складываем их в полную характеристику. Сейчас выясним, какие шаги вызывают затруднение и как выстроить их в правильную последовательность».
Этап 2. Актуализация знаний и фиксация затруднения (5 мин)
Цель этапа: актуализировать знания о структуре Периодической системы и зафиксировать затруднения при характеристике элемента.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель показывает на экране клетку кислорода и говорит: «Подумайте самостоятельно, затем обсудите в паре: что обозначают число 8, буква O и число 16? Где в таблице находится этот элемент? Запишите только ответы, в которых уверены». | Сначала работают индивидуально 30 секунд, затем обсуждают в парах. Записывают: «8 — порядковый номер, O — символ, 16 — относительная атомная масса»; находят второй период и шестнадцатую группу. |
3 мин | Учитель проводит приём «Тонкие и толстые вопросы»: «Ответьте на тонкие вопросы: как называется элемент с символом Mg? Каков его порядковый номер? Теперь толстый вопрос: почему по номеру элемента можно определить число электронов в нейтральном атоме?». Учитель фиксирует на доске правильные ответы и спорные места. | Отвечают: «Mg — магний», «порядковый номер 12». Объясняют: «В нейтральном атоме число электронов равно числу протонов, а оно совпадает с порядковым номером». Записывают вопрос, на который пока не могут дать полный ответ: как связать номер периода и группы со строением атома. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Опорные знания у нас есть: мы читаем клетку элемента и понимаем смысл порядкового номера. Затруднение связано с последовательностью полной характеристики и объяснением связи между положением элемента и строением его атома».
Этап 3. Выявление места и причины затруднения (3 мин)
Цель этапа: определить конкретный шаг алгоритма, на котором возникает ошибка, и установить её причину.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель предъявляет ошибочную характеристику натрия: «Натрий имеет порядковый номер 11, находится в третьем периоде, шестнадцатой группе, его атом содержит 2, 8, 1 электрона. Найдите в этой записи ошибки и объясните, как их обнаружить». | Работают в парах, подчёркивают ошибки: «Натрий находится в первой группе, а не в шестнадцатой. Схема 2, 8, 1 верна». |
2 мин | Учитель задаёт вопросы: «Почему ученик перепутал группу? Почему нельзя записывать пункты характеристики в случайном порядке? Какой порядок действий поможет не пропустить важное?». На доске фиксирует формулировку затруднения: «Не умеем применять единый алгоритм характеристики элемента». | Формулируют причину: «Нужно знать, что означает каждый фрагмент клетки, и действовать по плану». Предлагают порядок: сначала данные клетки, затем положение, строение атома и вывод о свойствах. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Мы нашли причину ошибки: отдельные сведения известны, но между ними нет алгоритма. Построим такой алгоритм вместе и проверим его на конкретном элементе».
Этап 4. Построение проекта выхода из затруднения (3 мин)
Цель этапа: совместно определить цель урока и спроектировать последовательность действий для характеристики элемента.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель показывает пустую схему и говорит: «Работаем приёмом “Снежный ком”. Сначала каждый запишите один шаг характеристики, затем объединитесь в пары и выберите наиболее полный вариант. После этого составим общий алгоритм». | Индивидуально записывают один шаг, затем сравнивают варианты в парах и выбирают формулировку. |
2 мин | Учитель собирает ответы и оформляет на доске алгоритм: «1. Назвать элемент и его знак. 2. Определить порядковый номер и относительную атомную массу. 3. Указать период, группу и подгруппу. 4. Определить число протонов, электронов и распределение электронов по слоям. 5. Сделать вывод о металле или неметалле и возможных свойствах». Просит сформулировать цель: «Чему мы должны научиться к концу урока?» | Предлагают цель: «Научиться по Периодической системе составлять последовательную характеристику любого предложенного элемента». Записывают алгоритм или вклеивают его в тетрадь. |
Посмотрите план целиком
Зарегистрируйтесь — и откройте план урока по этой теме полностью: цели, ход урока и рефлексия по ФГОС.
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Цель определена, план действий перед нами. Теперь проверим каждый шаг на примере и превратим схему в рабочий инструмент».
Этап 5. Реализация построенного проекта. Работа с учебником и ИКТ (9 мин)
Цель этапа: открыть и применить алгоритм характеристики элемента на примере магния, используя учебник, Периодическую систему и цифровую модель.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель говорит: «Откройте учебник на материале, где объясняется строение Периодической системы и положение элементов. Найдите клетку магния Mg. На экране я показываю ту же клетку в интерактивной таблице. Сравните печатное и цифровое представление и выпишите данные клетки: знак, название, порядковый номер и относительную атомную массу». | Находят в учебнике и цифровой таблице магний. Записывают: «Mg — магний, порядковый номер 12, относительная атомная масса примерно 24». Обсуждают, почему округлённое значение массы допустимо в школьной характеристике. |
3 мин | Учитель направляет работу вопросами: «В каком периоде находится магний? Как определить номер группы? Что показывает номер периода? Что показывает номер группы для элемента главной подгруппы?». На доске выделяет третий период и вторую группу. | Отвечают: «Магний находится в третьем периоде, второй группе, главной подгруппе». Формулируют: «Номер периода показывает число электронных слоёв, а номер группы для главной подгруппы связан с числом электронов на внешнем слое». |
3 мин | Учитель демонстрирует модель атома магния и говорит: «Порядковый номер 12 означает 12 протонов и 12 электронов в нейтральном атоме. Распределите электроны по слоям и сформулируйте вывод о свойствах. Почему магний относят к металлам? Запишите характеристику по пунктам, не переписывая весь текст объяснения». | Записывают схему строения атома: «2, 8, 2». Делают вывод: «На внешнем слое два электрона; магний — металл, он способен отдавать внешние электроны». Один ученик проговаривает характеристику у доски, остальные сверяют её с алгоритмом. |
Запись в тетрадях
Ученики записывают алгоритм характеристики элемента и пример: «Mg: Z = 12; Ar ≈ 24; 3-й период; 2-я группа, главная подгруппа; 12 протонов и 12 электронов; распределение электронов 2, 8, 2; металл».
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Мы прошли алгоритм от клетки элемента до вывода о его свойствах. Теперь применим его сначала вместе, а затем вы выполните характеристику самостоятельно».
Этап 6. Физкультминутка и первичное закрепление (5 мин)
Цель этапа: снять напряжение и закрепить последовательность алгоритма в игровой двигательной форме.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель проводит физкультминутку: «Встаньте рядом с партами. На слово “период” поднимите руки вверх, на слово “группа” разведите руки в стороны, на слово “электрон” выполните один лёгкий наклон. Сначала повторяем медленно, затем в быстром темпе. Следим за безопасной дистанцией». | Выполняют движения по сигналу, сохраняют безопасную дистанцию, переключают внимание. |
4 мин | Учитель организует игру «Цепочка характеристики»: «Каждая пара получает карточку с элементом. Первый участник называет элемент и номер, второй — период и группу, третий — строение атома, четвёртый — вывод о металле или неметалле. Если участников меньше, распределите пункты между собой. На подготовку две минуты». Учитель предлагает карточки с Ca, O и Al и просит две пары представить ответы. | В парах и мини-группах распределяют роли, находят данные и формулируют ответы. Например, для Al: «алюминий, Z = 13, третий период, тринадцатая группа, схема 2, 8, 3, металл». Сверяют полноту ответа с алгоритмом. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Алгоритм можно применять как цепочку: каждый следующий шаг опирается на предыдущий. Сейчас каждый проверит, насколько уверенно умеет проходить эту цепочку без подсказки партнёра».
Этап 7. Самостоятельная работа с самопроверкой (7 мин)
Цель этапа: диагностировать индивидуальное освоение алгоритма и обеспечить самопроверку по эталону.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель раздаёт карточки трёх уровней и объясняет выбор: «Базовый уровень обязателен для всех. Если уверенно справляетесь, можно выбрать повышенный или выполнить дополнительное задание после базового. На карточке характеристику записывайте по пунктам алгоритма». | Выбирают карточку с учётом собственной готовности, записывают фамилию и начинают индивидуальную работу. |
4 мин | Учитель предлагает задания. Базовый уровень: составить характеристику элемента натрия. Повышенный уровень: сравнить натрий и магний по положению и строению атомов. Дополнительный уровень: по описанию «элемент третьего периода главной подгруппы имеет на внешнем слое семь электронов» определить элемент и доказать ответ. Учитель напоминает: «Сначала найдите данные в таблице, затем оформляйте вывод». | Индивидуально составляют характеристику Na или выполняют выбранное сравнительное задание. Для Na указывают: Z = 11, Ar ≈ 23, третий период, первая группа, главная подгруппа, схема 2, 8, 1, металл. В дополнительном задании определяют хлор и объясняют: «третий период, семь внешних электронов, семнадцатая группа». |
2 мин | Учитель выводит эталон характеристики алюминия и говорит: «Проверьте не только конечный ответ, но и каждый пункт. Поставьте знак “+” рядом с верным пунктом, “?” рядом с неполным и аккуратно исправьте ошибку. Красным цветом ничего не переписываем полностью — исправляем конкретное место». | Сверяют работу с эталоном, находят пропуски и исправляют их. Подсчитывают количество верных пунктов, ставят себе предварительную отметку и отмечают один шаг, требующий повторения. |
Эталон решения
Для натрия: 1) символ Na, название натрий; 2) порядковый номер $Z=11$, относительная атомная масса $Ar\approx23$; 3) третий период, первая группа, главная подгруппа; 4) в нейтральном атоме 11 протонов и 11 электронов, распределение по слоям $2,8,1$; 5) натрий — металл, так как на внешнем слое находится один электрон, который атом сравнительно легко отдаёт.
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Самопроверка показала, что важно не угадывать характеристику, а последовательно подтверждать каждый пункт данными Периодической системы. Теперь используем алгоритм для сравнения элементов и объяснения закономерности».
Этап 8. Включение в систему знаний (7 мин)
Цель этапа: включить новый алгоритм в систему знаний о строении атома и периодическом изменении свойств элементов.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель предлагает задание «Найди закономерность»: «Сравните элементы Na и Mg. Они находятся в одном периоде. Что у них одинаково? Что меняется при переходе от натрия к магнию? Используйте схему строения атома и номера групп». | Сравнивают: «У обоих три электронных слоя; у натрия на внешнем слое один электрон, у магния — два; они находятся в разных группах». Формулируют вывод: «В периоде число электронных слоёв одинаково, а число внешних электронов изменяется». |
2 мин | Учитель показывает на экране три клетки: Li, Na, K. «Работаем приёмом “Лишний элемент”. Найдите общий признак и объясните, почему эти элементы расположены в одной группе. Какой элемент из списка можно назвать лишним, если добавить Mg?». | Определяют общий признак: «Li, Na и K — элементы первой группы главной подгруппы, на внешнем слое один электрон». При добавлении Mg называют его лишним, потому что он относится ко второй группе. |
2 мин | Учитель задаёт функциональный вопрос: «Инженеру нужно выбрать металл для получения вещества, атомы которого легко отдают один внешний электрон. Какой из элементов Na, Mg или Cl вероятнее всего подойдёт и почему? Ответьте по формуле ПОПС: “Я считаю…, потому что…, например…, следовательно…”». | Выбирают натрий и аргументируют: «Я считаю, что подойдёт натрий, потому что у него один электрон на внешнем слое; например, его схема 2, 8, 1; следовательно, он легче отдаёт внешний электрон, чем магний и хлор». |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Мы применили алгоритм не только для описания одного элемента, но и для сравнения элементов в периоде и группе. Осталось осознать, что получилось, что требует тренировки, и сформулировать главный вывод урока».
Этап 9. Рефлексия учебной деятельности (3 мин)
Цель этапа: оценить достижение цели, выявить индивидуальные затруднения и завершить урок осмысленным выводом.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель предлагает приём «Светофор»: «Поднимите зелёную карточку, если можете самостоятельно охарактеризовать элемент по всем пунктам; жёлтую — если нужна тренировка одного-двух шагов; красную — если алгоритм пока не складывается. Карточка не является отметкой, она нужна, чтобы учитель понял, чем заняться дальше». | Поднимают карточку выбранного цвета и называют один шаг, который оценивают как уверенный или требующий помощи. |
1 мин | Учитель раздаёт мини-«Билет на выход»: «Запишите два предложения: первое — какой шаг алгоритма оказался самым полезным; второе — какую ошибку вы больше не допустите. Внизу запишите символ элемента, который хотели бы охарактеризовать на следующем уроке». | Заполняют билет: например, «Порядковый номер помогает определить число электронов. Нельзя путать номер группы и номер периода». Указывают выбранный символ элемента. |
1 мин | Учитель подводит итог: «Закройте тетради и назовите хором продолжение фразы: “Положение элемента в Периодической системе позволяет узнать…”». После ответов сообщает домашнее задание. | Формулируют общий вывод: «Положение элемента позволяет узнать его основные характеристики и связать их со строением атома». Записывают домашнее задание. |
Критерии оценивания практической работы
- «5» — полностью и без ошибок выполнена характеристика элемента по всем пунктам алгоритма; правильно указаны знак, название, порядковый номер, относительная атомная масса, период, группа, подгруппа и схема строения атома; вывод о металле или неметалле обоснован.
- «4» — выполнены все основные пункты, но допущена одна неточность в относительной атомной массе, названии подгруппы или формулировке вывода; ошибка исправлена при самопроверке.
- «3» — правильно определены знак, название, порядковый номер и период, но пропущены или неверно выполнены два-три пункта алгоритма; схема строения атома требует коррекции.
- Ниже отметки «3» — выполнены менее половины пунктов или отсутствует связь между положением элемента и строением его атома; работа подлежит доработке по алгоритму.
Рефлексия
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Какой пункт алгоритма характеристики элемента вы теперь выполняете уверенно? | Выявление освоенных действий и фиксация личного прогресса. |
На каком шаге при самостоятельной работе возникло затруднение? | Выявление точек затруднения в алгоритме для последующей коррекции. |
Почему номер периода и номер группы дают разную информацию о строении атома? | Проверка понимания связи положения элемента со строением атома. |
Какой элемент вы хотели бы охарактеризовать дополнительно и почему? | Поддержка познавательной мотивации и предоставление выбора дальнейшей работы. |
Завершающее слово учителя
«Сегодня вы научились читать Периодическую систему не как набор клеток, а как информационную модель строения атомов. Главная опора характеристики — последовательный алгоритм: от названия и номера элемента к периоду, группе, строению атома и выводу о свойствах. Самая частая ошибка — путать номер периода с номером группы, поэтому всегда проверяйте, что именно показывает каждый показатель. На следующем уроке мы продолжим связывать положение элементов с их валентностью и формулами соединений».
Домашнее задание
Уровень | Что задать | Зачем |
|---|---|---|
Базовый (обязательный) | Составить по алгоритму характеристики двух элементов: одного металла и одного неметалла из первых 20 элементов Периодической системы. Для каждого указать знак, название, порядковый номер, относительную атомную массу, период, группу, подгруппу и распределение электронов по слоям. | Закрепляет чтение клетки элемента и последовательное применение алгоритма; при проверке обратить внимание на соответствие числа электронов порядковому номеру. |
Средний (повышающий) | Сравнить элементы одного периода, например Mg и Cl, по четырём признакам: число электронных слоёв, число электронов на внешнем слое, номер группы и принадлежность к металлам или неметаллам. Сформулировать общий вывод в 3–4 предложениях. | Формирует умение анализировать закономерности в периоде; при проверке смотреть на аргументированность вывода и правильность схем атомов. |
Продвинутый (дополнительный) | Выбрать три элемента одной группы и объяснить, что у них общего в строении внешнего электронного слоя. Дополнительно предположить, какой из них сильнее проявляет металлические свойства, и обосновать ответ положением в группе. | Развивает сравнение, прогнозирование и химическую аргументацию; при проверке учитывать связь ответа с положением элементов и строением внешнего слоя. |
Контрольные вопросы перед выходом из класса: «Что показывает порядковый номер элемента? Что показывает номер периода? Как определить число электронов в нейтральном атоме? Какая информация нужна, чтобы составить полную характеристику элемента? Чем отличаются положение натрия и магния в Периодической системе?»
