Химические формулы. Относительная атомная и молекулярная массы
Цели и задачи
- Цель урока: к концу урока научиться читать химические формулы, определять качественный и количественный состав вещества и вычислять относительную молекулярную массу по формуле вещества.
- Сформировать умение различать индексы и коэффициенты в химических формулах и объяснять их смысл.
- Научить применять значения относительных атомных масс для расчёта относительной молекулярной массы простых и сложных веществ.
- Развивать умение работать в паре, сравнивать способы решения, обнаруживать и исправлять ошибки в вычислениях.
- Воспитывать аккуратность при записи химических формул и ответственное отношение к достоверности научных расчётов.
Планируемые результаты
Личностные
- Проявляют познавательный интерес к языку химии как универсальному средству описания веществ.
- Понимают значение точности формул и расчётов для химической лаборатории, медицины, экологии и производства.
- Осознают личную ответственность за результат совместной работы и готовность корректно принимать замечания.
- Выбирают уровень домашнего задания с учётом собственных учебных возможностей и целей.
Метапредметные
- Извлекают информацию из периодической таблицы и используют её для решения учебной задачи.
- Составляют алгоритм вычисления относительной молекулярной массы и применяют его в новой ситуации.
- Сравнивают решения в паре, формулируют аргументированные выводы и задают уточняющие вопросы.
- Осуществляют самопроверку по эталону, находят причину ошибки и корректируют запись или вычисление.
Предметные
- Знать понятия «химическая формула», «индекс», «коэффициент», «относительная атомная масса», «относительная молекулярная масса».
- Уметь определять по химической формуле качественный и количественный состав вещества.
- Уметь читать формулы веществ, учитывая индексы и коэффициенты.
- Уметь вычислять относительную молекулярную массу вещества как сумму относительных атомных масс всех атомов, входящих в его формулу.
Универсальные учебные действия (УУД)
Личностные УУД
- Осознают смысл изучения химической символики для дальнейшего освоения химии и естественно-научных профессий.
- Проявляют самостоятельность при выборе уровня задания и честность при самопроверке.
- Формируют положительное отношение к совместному поиску решения и уважение к позиции одноклассника.
- Оценивают собственную готовность применять алгоритм расчёта без подсказки.
Регулятивные УУД
- Принимают учебную цель и соотносят её с результатом практического задания.
- Планируют последовательность действий при чтении формулы и вычислении относительной молекулярной массы.
- Контролируют наличие индексов, правильность умножения и сложения.
- Сверяют решение с эталоном, фиксируют ошибку и выбирают способ её исправления.
Познавательные УУД
- Различают существенные признаки индекса и коэффициента в записи вещества.
- Моделируют состав вещества в виде перечня химических элементов и количества их атомов.
- Используют периодическую таблицу как источник числовой информации.
- Анализируют ошибочное решение и объясняют, на каком шаге нарушен алгоритм.
Коммуникативные УУД
- Распределяют роли в паре: один ученик читает формулу, другой проверяет подсчёт атомов, затем роли меняются.
- Формулируют полный устный ответ с использованием химических терминов.
- Аргументируют выбор способа решения и задают партнёру вопросы по непонятным шагам.
- Согласовывают общий ответ без подавления мнения другого участника.
Подготовка учителя к уроку
- Подготовить презентацию или запись на доске с формулами H₂O, CO₂, CaCl₂, Al₂(SO₄)₃ и заданиями на их чтение.
- Распечатать карточки для работы в парах: по одной карточке на каждую пару, всего по числу пар в классе.
- Подготовить индивидуальные карточки трёх уровней сложности: по одной на каждого ученика.
- Разместить на доске или вывести на экран памятку: «1. Определи элементы; 2. Определи индексы; 3. Найди Ar; 4. Умножь и сложи».
- Подготовить таблицу относительных атомных масс распространённых элементов: H, C, O, N, Na, Mg, Al, S, Cl, Ca.
- Распечатать мини-лист самопроверки с критериями: формула переписана верно, количество атомов определено верно, вычисления выполнены без арифметических ошибок.
- Подготовить стикеры трёх цветов для приёма «Светофор» и листы для билета на выход.
- Оборудование: доска или интерактивная панель, проектор при наличии, маркеры, периодическая таблица химических элементов на каждого ученика или одну на парту.
Ход урока
Этап 1. Организационный момент и мотивация (3 мин)
Цель этапа: включить учащихся в учебную деятельность и показать практическую значимость точной записи химических формул.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель приветствует класс и проверяет готовность: "Здравствуйте, ребята. Сегодня нам понадобятся тетрадь, ручка и периодическая таблица. Положите их перед собой. На уроке вы будете не просто слушать объяснение, а сами выведете способ расчёта, который затем примените к новым формулам." | Готовят тетради, ручки и периодические таблицы, записывают дату. |
2 мин | Учитель показывает на доске две записи: H₂O и H₂O₂ и говорит: "Перед вами формулы двух разных веществ. Как одна маленькая цифра меняет смысл записи? Где такая точность может быть важна? Подумайте несколько секунд, затем обсудите ответ с соседом по парте." Используется приём «Подумай — обсуди в паре». | Индивидуально сравнивают записи, затем обсуждают в парах и формулируют вывод: "Индекс показывает число атомов, поэтому изменение индекса меняет состав и свойства вещества". |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Сегодня мы разберёмся, как читать каждую цифру в химической формуле и как по формуле вычислять относительную молекулярную массу вещества. Сначала проверим, какие знания уже помогут нам это сделать."
Этап 2. Актуализация знаний (6 мин)
Цель этапа: актуализировать знания о химических символах, относительных атомных массах и строении формулы.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель выводит на экран символы H, O, C, Na, Cl, Ca и обращается к классу: "Назовите элементы, которые обозначены этими символами. Вспомните, где в периодической таблице указано значение относительной атомной массы. Не называйте только число — проговорите полный ответ: символ, название элемента и его Ar." | По очереди называют: "H — водород, Ar(H) примерно 1; O — кислород, Ar(O) примерно 16; C — углерод, Ar(C) примерно 12; Na — натрий; Cl — хлор; Ca — кальций". |
2 мин | Учитель записывает H₂, O₂, CO₂ и спрашивает: "Что общего у этих записей? Что обозначает нижний индекс? Что означает отсутствие индекса после символа?" | Отвечают: "Это химические формулы веществ; индекс показывает число атомов данного элемента; если индекса нет, атом один". |
2 мин | Учитель предлагает устно прочитать формулы H₂O и CaCl₂: "Сначала назовите элементы, затем количество атомов каждого элемента. Не торопитесь и следите за индексами." | Читают формулы: "H₂O — два атома водорода и один атом кислорода; CaCl₂ — один атом кальция и два атома хлора". |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы вспомнили символы элементов, значения Ar и смысл индексов. Теперь проверим, достаточно ли этих знаний, чтобы быстро вычислить массу вещества по его формуле."
Этап 3. Выявление затруднения и постановка цели (4 мин)
Цель этапа: обнаружить необходимость нового алгоритма и совместно сформулировать цель урока.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель записывает задачу: "Вычислите массу молекулы воды относительно атомной единицы массы, если Ar(H) = 1, Ar(O) = 16. Используйте формулу H₂O." Затем спрашивает: "Как вы будете учитывать маленькую двойку? Почему нельзя просто сложить 1 и 16?" | Предлагают решения: "Нужно взять два атома водорода: 1 · 2 + 16". Некоторые могут ошибочно ответить: "1 + 16"; класс сравнивает варианты. |
2 мин | Учитель организует короткое обсуждение: "Какую величину мы сейчас ищем? Какие шаги должны войти в общий алгоритм? Сформулируйте цель урока так, чтобы в ней был проверяемый результат." | Формулируют цель: "Научиться читать химическую формулу и вычислять относительную молекулярную массу вещества по значениям Ar". Называют предполагаемые шаги алгоритма. |
Посмотрите план целиком
Зарегистрируйтесь — и откройте план урока по этой теме полностью: цели, ход урока и рефлексия по ФГОС.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Затруднение возникло не в сложном сложении, а в правильном подсчёте атомов. Сейчас мы построим алгоритм, который поможет не пропускать индексы и получать проверяемый результат."
Этап 4. Открытие нового знания (10 мин)
Цель этапа: вывести понятия относительной молекулярной массы и алгоритм её вычисления через анализ формулы.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель говорит: "Относительная молекулярная масса обозначается Mr и показывает, во сколько раз масса молекулы больше одной двенадцатой массы атома углерода-12. Для школьных расчётов мы находим её как сумму относительных атомных масс всех атомов, входящих в формулу. Посмотрите на H₂O: два атома водорода дают 2 · 1, один атом кислорода даёт 1 · 16. Поэтому Mr(H₂O) = 2 · 1 + 16 = 18." Учитель подчёркивает индекс двойной линией. | Записывают определение и объясняют: "Mr показывает суммарную относительную массу всех атомов в молекуле; индекс учитывается как множитель". |
3 мин | Учитель выводит памятку и проговаривает: "Первый шаг — выписать элементы. Второй — определить число атомов каждого элемента с учётом индексов. Третий — найти их Ar в периодической таблице. Четвёртый — умножить Ar на число атомов. Пятый — сложить полученные значения и записать ответ." | Переписывают алгоритм, задают уточняющие вопросы, приводят пример применения к CO₂: "Один атом углерода и два атома кислорода". |
4 мин | Учитель разбирает формулу CaCl₂: "Прочитаем формулу полностью. Кальция один атом, хлора два атома. Используем Ar(Ca) = 40 и Ar(Cl) = 35,5. Запишем вычисление: Mr(CaCl₂) = 40 + 2 · 35,5 = 111. Обратите внимание: индекс относится только к символу Cl, а не к Ca." | Вместе с учителем составляют расчёт, проговаривают каждый шаг и формулируют вывод: "Если индекс отсутствует, число атомов равно одному; индекс относится к ближайшему символу элемента". |
Запись в тетрадях
Записать: «Относительная молекулярная масса Mr — сумма относительных атомных масс всех атомов, входящих в состав молекулы. Алгоритм: определить элементы и индексы; найти Ar; умножить Ar каждого элемента на число его атомов; сложить результаты». Пример: $Mr(H_2O)=2\cdot1+16=18$; $Mr(CaCl_2)=40+2\cdot35{,}5=111$.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы получили общий алгоритм и проверили его на двух формулах. Теперь применим его вместе с партнёром, чтобы научиться видеть ошибки не только в своём, но и в чужом решении."
Этап 5. Первичное закрепление. Работа в парах (7 мин)
Цель этапа: закрепить чтение формул и вычисление относительной молекулярной массы во взаимопроверке.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель раздаёт карточки парам и объясняет: "В каждой паре один ученик становится читателем формулы, второй — проверяющим вычисления. Через три минуты поменяйтесь ролями. На карточке нужно указать состав вещества и вычислить Mr для CO₂ и NH₃. Все шаги записывайте, а не только ответ." | Распределяют роли, читают инструкцию и готовят периодические таблицы. |
3 мин | Учитель подходит к парам и задаёт вопросы: "Сколько атомов кислорода вы учитываете в CO₂? Почему в NH₃ умножаете Ar водорода на три? Где в записи виден один атом азота?" | В парах решают: $Mr(CO_2)=12+2\cdot16=44$; $Mr(NH_3)=14+3\cdot1=17$. Читатель формулы проговаривает состав, проверяющий сверяет индексы и вычисления. |
3 мин | Учитель предлагает взаимопроверку: "Обменяйтесь карточками с соседней парой. Проверьте три позиции: состав, учёт индексов, арифметику. Если нашли ошибку, не исправляйте молча, а напишите короткое пояснение: «Индекс пропущен» или «Неверно найдено значение Ar»." | Обмениваются карточками, отмечают правильные шаги, формулируют одно замечание и возвращают карточку авторам. Исправляют решение при необходимости. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Работа в паре показала, что правильный ответ зависит от всей цепочки действий. Теперь каждый самостоятельно проверит, может ли он применить алгоритм без подсказки партнёра."
Этап 6. Самостоятельная работа с самопроверкой (10 мин)
Цель этапа: диагностировать индивидуальное освоение алгоритма и организовать коррекцию ошибок.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель предлагает выбор: "Выберите карточку базового, среднего или повышенного уровня. Базовый уровень обязателен для всех, а затем можно перейти к следующему. Работайте самостоятельно и обязательно записывайте формулу расчёта." | Выбирают уровень задания, записывают номер карточки и готовят место для решения. |
6 мин | Учитель раздаёт задания. Базовый уровень: определить состав и вычислить Mr для NaCl и CO₂. Средний уровень: вычислить Mr для MgO, H₂SO₄ и определить, в каком веществе больше атомов. Повышенный уровень: найти ошибку в решении $Mr(Al_2O_3)=27+3\cdot16=75$ и вычислить правильное значение. | Решают индивидуально. Для базового уровня получают $Mr(NaCl)=23+35{,}5=58{,}5$ и $Mr(CO_2)=44$. Для среднего уровня вычисляют $Mr(MgO)=40$, $Mr(H_2SO_4)=98$ и сравнивают количество атомов в формулах. Для повышенного уровня замечают, что индекс 2 у Al пропущен: $Mr(Al_2O_3)=2\cdot27+3\cdot16=102$. |
3 мин | Учитель показывает эталон на доске: "Проверьте не только ответ. Сначала сравните число атомов, затем значения Ar, затем умножение и сложение. Поставьте рядом с каждым заданием знак «+», если шаг выполнен верно, или «?», если нужна коррекция." | Сверяют решения с эталоном, подчёркивают место ошибки, исправляют вычисления и отмечают, какой шаг требует повторения. |
Эталон решения
$Mr(NaCl)=Ar(Na)+Ar(Cl)=23+35{,}5=58{,}5$. $Mr(CO_2)=Ar(C)+2Ar(O)=12+2\cdot16=44$. $Mr(MgO)=24+16=40$. $Mr(H_2SO_4)=2\cdot1+32+4\cdot16=98$. В ошибочном решении для $Al_2O_3$ не учтён индекс 2 у алюминия: $Mr(Al_2O_3)=2\cdot27+3\cdot16=102$.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Большинство ошибок удалось исправить по алгоритму: сначала состав, затем Ar, затем вычисление. Осталось связать новое умение с химическим смыслом формулы и проверить, можете ли вы объяснить решение словами."
Этап 7. Включение в систему знаний и рефлексия (5 мин)
Цель этапа: обобщить изученный материал, проверить понимание ключевых понятий и определить индивидуальные затруднения.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель проводит приём «Светофор»: "Поднимите зелёный стикер, если можете самостоятельно прочитать формулу и найти Mr; жёлтый — если понимаете алгоритм, но иногда ошибаетесь в индексах; красный — если нужна совместная тренировка. После выбора назовите один шаг, который уже выполняете уверенно." | Поднимают стикер, называют конкретный результат: "Я умею определять число атомов" или "Мне нужно ещё потренироваться учитывать индексы". |
2 мин | Учитель задаёт вопросы: "Что показывает индекс? Чем отличается коэффициент от индекса? Как вычислить Mr вещества? Почему запись $2H_2O$ означает не то же самое, что $H_2O$?" | Отвечают: "Индекс показывает число атомов элемента в одной молекуле; коэффициент показывает число частиц; Mr находят сложением Ar всех атомов; коэффициент 2 означает две молекулы воды". |
1 мин | Учитель раздаёт билет на выход: "Запишите одну формулу, например NH₃, определите её состав и вычислите Mr. Внизу допишите: «Сегодня я научился...»" | Индивидуально выполняют билет: "NH₃ — один атом азота и три атома водорода; Mr = 14 + 3 · 1 = 17"; формулируют личный итог. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Сегодня вы научились видеть за химической формулой состав вещества и превращать запись в числовой расчёт. Проверьте себя по критериям, запишите домашнее задание и выберите уровень, который поможет сделать следующий шаг."
Критерии оценивания практической работы
- «5» — верно определены состав всех предложенных веществ, правильно учтены индексы, вычислены значения Mr, решение записано последовательно и исправление ошибки объяснено.
- «4» — выполнено не менее 80% заданий, алгоритм в целом соблюдён, допущена одна арифметическая ошибка или неточность в записи состава, исправленная при самопроверке.
- «3» — выполнено базовое задание не менее чем наполовину, правильно определены основные элементы, но допущены ошибки в учёте индексов или вычислении, требующие помощи учителя.
- Ниже «3» — не определён состав большинства формул или отсутствует попытка применить алгоритм; ученику необходима индивидуальная отработка чтения формул и поиска Ar.
Рефлексия
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Что показывает индекс в химической формуле? | Проверка понимания количественного состава вещества. |
Какие шаги нужно выполнить, чтобы найти Mr? | Выявление осознания алгоритма расчёта. |
На каком шаге вы сегодня ошиблись или могли ошибиться? | Определение точек затруднения: чтение индексов, поиск Ar или арифметика. |
Какой уровень домашнего задания вы выбираете и почему? | Оценка самоопределения, учебной мотивации и готовности к усложнению задания. |
Завершающее слово учителя
"Сегодня мы научились читать химические формулы как точную информацию о составе вещества и вычислять относительную молекулярную массу. Самая частая ошибка — забыть индекс или отнести его не к тому символу, поэтому всегда начинайте с подсчёта атомов. Выберите домашнее задание честно: важно не просто получить ответ, а уметь объяснить каждый шаг. На следующем уроке мы продолжим работать с химическими формулами и свяжем их с количественными расчётами вещества."
Домашнее задание
Уровень | Что задать | Зачем |
|---|---|---|
Базовый (обязательный) | Выполнить 4 задания: для формул H₂S, CO, CaO и Na₂O определить качественный и количественный состав, затем вычислить относительную молекулярную массу по значениям Ar из периодической таблицы. | Закрепляет чтение индексов и базовый алгоритм расчёта; при проверке обратить внимание на число атомов каждого элемента и правильность записи промежуточных действий. |
Средний (повышающий) | Выполнить 4–5 расчётных заданий на нахождение Mr для веществ с двумя и тремя элементами, среди них HNO₃, CaCO₃ и Al₂O₃; для двух формул сравнить полученные значения и объяснить результат. | Развивает применение алгоритма в новых формулах и умение сравнивать результаты; проверить учёт каждого индекса и корректность арифметики. |
Продвинутый (дополнительный) | Составить таблицу из 5 бытовых или природных веществ, записать их химические формулы, определить число атомов каждого элемента и вычислить Mr. Одну формулу выбрать самостоятельно и письменно объяснить её чтение. | Формирует самостоятельность, функциональную грамотность и перенос химического алгоритма в жизненный контекст; оценить достоверность формул, полноту объяснения и аккуратность расчётов. |
Контрольные вопросы перед выходом: «Что обозначает индекс? Как определить число атомов элемента без индекса? Чем коэффициент отличается от индекса? Как записать расчёт $Mr(CO_2)$? Как проверить, что результат вычислен правильно?»
