Ковалентная неполярная и полярная химическая связь
Цели и задачи
- Цель по SMART: к концу урока научиться различать ковалентную неполярную и полярную связь, объяснять её образование через общие электронные пары и определять тип связи в формулах не менее чем для 6 веществ из 8.
- Сформировать представление о механизме образования ковалентной связи между атомами неметаллов и роли общих электронных пар.
- Научиться устанавливать связь между одинаковой или различной электроотрицательностью атомов и полярностью химической связи.
- Развивать умение работать с моделями, сравнивать химические объекты, аргументировать выводы в паре и корректировать собственный ответ.
- Воспитывать ответственное отношение к совместной работе и интерес к объяснению свойств веществ на основе строения.
Планируемые результаты
Личностные
- Осознают значение знаний о строении веществ для понимания процессов в природе, медицине, материаловедении и химической промышленности.
- Проявляют познавательный интерес к объяснению различий между веществами через строение атомов и молекул.
- Принимают необходимость точной аргументации и уважительного обсуждения ответа партнёра.
- Оценивают собственную готовность применять правило определения типа ковалентной связи.
Метапредметные
- Извлекают информацию из схем электронных оболочек, формул веществ и условных моделей общих электронных пар.
- Сравнивают образование связи в молекулах простых и сложных веществ и формулируют вывод по результатам наблюдения.
- Планируют последовательность определения типа связи: установить состав, сравнить электроотрицательности, сделать вывод.
- Работают в паре, распределяют роли, формулируют и защищают общий ответ.
- Используют самооценку и взаимопроверку для обнаружения и исправления ошибок.
Предметные
- Знать определение ковалентной связи как химической связи, возникающей за счёт общих электронных пар.
- Различать ковалентную неполярную связь между одинаковыми атомами неметаллов и ковалентную полярную связь между разными атомами неметаллов.
- Уметь изображать образование общей электронной пары в молекулах H₂, Cl₂ и HCl.
- Уметь определять тип ковалентной связи в формулах H₂, O₂, N₂, HCl, H₂O, NH₃ и объяснять ответ.
- Понимать, что при полярной связи общая электронная пара смещена к более электроотрицательному атому.
Универсальные учебные действия (УУД)
Личностные УУД
- Определяют личный смысл изучения связи между строением вещества и его свойствами.
- Проявляют готовность к самостоятельному выбору способа объяснения химического явления.
- Формируют ответственное отношение к точности химических обозначений и терминов.
- Оценивают собственный вклад в парную работу.
Регулятивные УУД
- Принимают учебную задачу: научиться различать полярную и неполярную ковалентную связь.
- Планируют решение задания по алгоритму определения типа связи.
- Сверяют изображённую модель с эталоном и исправляют ошибки.
- Оценивают результат по количеству правильно определённых формул.
Познавательные УУД
- Выделяют признак, по которому различаются неполярная и полярная связи.
- Моделируют образование общей электронной пары с помощью схемы и условных обозначений.
- Сравнивают распределение электронной плотности в молекулах H₂ и HCl.
- Классифицируют вещества по типу ковалентной связи и обосновывают классификацию.
Коммуникативные УУД
- Распределяют роли в паре: аналитик и докладчик, затем меняются ролями.
- Формулируют полный ответ по образцу: «Связь ..., потому что ...».
- Задают уточняющие вопросы и корректно указывают на неточность в ответе партнёра.
- Согласуют общий вывод на основе обсуждения схемы.
Подготовка учителя к уроку
- Подготовить презентацию или изображения моделей молекул H₂, Cl₂ и HCl с обозначением общих электронных пар.
- Вывести на доску или экран памятку: «одинаковые атомы неметаллов — неполярная связь; разные атомы неметаллов — полярная связь».
- Распечатать карточки для пар: 8 формул H₂, O₂, N₂, Cl₂, HCl, H₂O, NH₃, CO₂ и таблицу для аргументации.
- Подготовить по одному комплекту карточек на каждую пару: символы атомов, точки электронов и стрелки смещения электронной пары.
- Подготовить слайд с фрагментом ряда электроотрицательности: H, C, N, O, Cl.
- Подготовить зелёные и жёлтые карточки для быстрой обратной связи, по одной на ученика.
- Подготовить таймер на 2 минуты для парной работы и 1 минуту для самостоятельной проверки.
- Освободить небольшой участок класса для физкультминутки; заранее обозначить безопасную дистанцию между партами.
- Распечатать мини-лист самопроверки и билет на выход по одному экземпляру на каждого ученика.
Ход урока
Этап 1. Организационный момент и мотивация (3 мин)
Цель этапа: включить учащихся в учебную деятельность и создать проблемную ситуацию, связанную с распределением электронов в молекуле.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель приветствует класс и показывает на экране две модели: H₂ и HCl. «Здравствуйте, ребята. Сегодня мы попробуем объяснить, почему в обеих молекулах атомы соединены общими электронными парами, но эти пары могут вести себя по-разному. Посмотрите на две схемы и пока не называйте ответ — найдите одно сходство и одно различие». | Рассматривают модели, записывают по одному сходству и различию; предполагают: «В обеих молекулах есть общая электронная пара», «В HCl атомы разные». |
2 мин | Учитель использует приём «Подумай — обсуди в паре — поделись». «Сначала 30 секунд подумайте самостоятельно, затем обсудите наблюдение с соседом. Как вы считаете, может ли общая электронная пара быть расположена строго посередине между атомами? Обоснуйте ответ». После обсуждения принимает 2–3 версии без немедленной оценки. | Сначала формулируют собственную гипотезу, затем обсуждают её в паре 1 минуту и сообщают варианты: «У одинаковых атомов пара расположена примерно посередине», «У разных атомов она смещается к одному из атомов». |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Мы увидели, что общая электронная пара может распределяться по-разному. Теперь вспомним, какие знания об атомах и электронах помогут нам объяснить это различие».
Этап 2. Актуализация знаний (5 мин)
Цель этапа: восстановить знания об электронах внешнего уровня, электроотрицательности и простых веществах неметаллов.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель показывает на доске схемы атомов H, Cl и O. «Назовите части атома, которые участвуют в образовании химической связи. Сколько электронов находится на внешнем уровне у водорода? Какую цель обычно достигает атом при образовании связи?» | Отвечают: «В образовании связи участвуют электроны внешнего уровня», «У водорода один электрон», «Атомы стремятся к более устойчивой электронной оболочке». |
3 мин | Учитель обращается к понятию электроотрицательности. «Электроотрицательность — это способность атома притягивать общие электронные пары. Посмотрите на условный ряд H — C — N — O — Cl. Какие атомы сильнее притягивают электронную пару: H или O, H или Cl? Почему в молекулах одинаковых атомов различие электроотрицательностей отсутствует?» | Сравнивают атомы по ряду, отвечают: «O и Cl притягивают сильнее водорода», «У одинаковых атомов электроотрицательность одинакова». |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Мы вспомнили, что связь создают внешние электроны, а электроотрицательность показывает способность притягивать общую электронную пару. Теперь сформулируем учебную проблему и цель урока».
Этап 3. Постановка проблемы и целеполагание (4 мин)
Цель этапа: вывести учащихся на самостоятельную формулировку различий между двумя видами ковалентной связи.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель записывает на доске формулы H₂ и HCl. «В обеих формулах мы видим неметаллы. Почему одну связь можно назвать неполярной, а другую — полярной? Какой признак нужно проверить прежде всего? Составим план: определить, одинаковы ли атомы; сравнить их способность притягивать электроны; сделать вывод о положении общей пары». | Предлагают план действий и фиксируют его: «Сначала сравнить атомы, затем электроотрицательность, затем определить смещение электронной пары». |
2 мин | Учитель формулирует проблемный вопрос: «Как по формуле вещества и свойствам атомов определить тип ковалентной связи?» и предлагает выбрать формулировку цели из двух вариантов на доске. «Выберите ту, которая показывает измеримый результат урока». | Выбирают и уточняют цель: «Научиться определять тип ковалентной связи по формуле и объяснять его через распределение общей электронной пары». |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Цель определена: нам нужно не просто запомнить два названия, а научиться доказывать свой ответ. Перейдём к построению правила на конкретных моделях».
Этап 4. Открытие нового знания (8 мин)
Цель этапа: сформировать понятия ковалентной неполярной и полярной связи через моделирование и сравнение.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель показывает модель H₂. «У каждого атома водорода по одному электрону. При сближении атомы образуют общую электронную пару. В молекуле H₂ атомы одинаковы и одинаково притягивают эту пару, поэтому она расположена между ядрами примерно симметрично. Такая связь называется ковалентной неполярной. Запишите определение: ковалентная неполярная связь образуется общей электронной парой между одинаковыми атомами неметаллов». | Изображают в тетради схему H:H, подписывают «общая электронная пара» и записывают определение. Формулируют: «Электронная пара не смещается к одному из одинаковых атомов». |
3 мин | Учитель показывает модель HCl. «Теперь сравним атомы водорода и хлора. Они имеют разную электроотрицательность: хлор сильнее притягивает общую электронную пару. Поэтому электронная плотность смещена к хлору. Такая связь называется ковалентной полярной. Условно на атоме хлора появляется частичный отрицательный заряд δ−, а на водороде — частичный положительный заряд δ+». | Изображают схему H:Cl со стрелкой смещения к Cl, подписывают δ+ у H и δ− у Cl. Объясняют: «Связь полярная, потому что атомы разные и электронная пара смещена к более электроотрицательному атому». |
2 мин | Учитель строит на доске сравнительную схему. «Сравним признаки. Для неполярной связи: одинаковые атомы, одинаковая электроотрицательность, симметричное распределение пары. Для полярной: разные атомы, различная электроотрицательность, смещение пары. Какой признак является главным для объяснения полярности?» | Заполняют пропуски в сравнительной схеме и отвечают: «Главный признак — смещение общей электронной пары из-за различия электроотрицательностей». |
Посмотрите план целиком
Зарегистрируйтесь — и откройте план урока по этой теме полностью: цели, ход урока и рефлексия по ФГОС.
Запись в тетрадях
Теоретический конспект
1. Ковалентная химическая связь
Ковалентная связь — это химическая связь, которая образуется за счёт одной или нескольких общих электронных пар. Она возникает преимущественно между атомами неметаллов. Каждый атом предоставляет для образования общей пары один или несколько неспаренных электронов.
2. Ковалентная неполярная связь
Ковалентная неполярная связь образуется между одинаковыми атомами неметаллов. Такие атомы имеют одинаковую электроотрицательность и одинаково притягивают общую электронную пару. Поэтому электронная плотность распределяется симметрично, без смещения к одному из атомов. Примеры: H₂, O₂, N₂, Cl₂.
3. Ковалентная полярная связь
Ковалентная полярная связь образуется между разными атомами неметаллов. Их электроотрицательность различается, поэтому общая электронная пара смещается к атому, который сильнее её притягивает. На этом атоме возникает частичный отрицательный заряд δ−, а на другом — частичный положительный заряд δ+. Примеры: HCl, H₂O, NH₃.
4. Электроотрицательность
Электроотрицательность — это способность атома притягивать к себе общую электронную пару. Чем больше различие электроотрицательностей атомов, тем заметнее смещение электронной плотности в полярной связи.
5. Алгоритм определения типа связи
1) Определите, какие атомы входят в состав вещества.
2) Сравните атомы: одинаковые они или разные.
3) Оцените их электроотрицательность.
4) Сделайте вывод: если атомы одинаковые, связь ковалентная неполярная; если атомы разные и общая пара смещена к более электроотрицательному атому, связь ковалентная полярная.
Важно: полярность химической связи не всегда означает полярность всей молекулы. Например, в CO₂ связи C–O полярные, но из-за симметричного строения молекулы их действие может взаимно компенсироваться.
1. Ковалентная химическая связь
Ковалентная связь — это химическая связь, которая образуется за счёт одной или нескольких общих электронных пар. Она возникает преимущественно между атомами неметаллов. Каждый атом предоставляет для образования общей пары один или несколько неспаренных электронов.
2. Ковалентная неполярная связь
Ковалентная неполярная связь образуется между одинаковыми атомами неметаллов. Такие атомы имеют одинаковую электроотрицательность и одинаково притягивают общую электронную пару. Поэтому электронная плотность распределяется симметрично, без смещения к одному из атомов. Примеры: H₂, O₂, N₂, Cl₂.
3. Ковалентная полярная связь
Ковалентная полярная связь образуется между разными атомами неметаллов. Их электроотрицательность различается, поэтому общая электронная пара смещается к атому, который сильнее её притягивает. На этом атоме возникает частичный отрицательный заряд δ−, а на другом — частичный положительный заряд δ+. Примеры: HCl, H₂O, NH₃.
4. Электроотрицательность
Электроотрицательность — это способность атома притягивать к себе общую электронную пару. Чем больше различие электроотрицательностей атомов, тем заметнее смещение электронной плотности в полярной связи.
5. Алгоритм определения типа связи
1) Определите, какие атомы входят в состав вещества.
2) Сравните атомы: одинаковые они или разные.
3) Оцените их электроотрицательность.
4) Сделайте вывод: если атомы одинаковые, связь ковалентная неполярная; если атомы разные и общая пара смещена к более электроотрицательному атому, связь ковалентная полярная.
Важно: полярность химической связи не всегда означает полярность всей молекулы. Например, в CO₂ связи C–O полярные, но из-за симметричного строения молекулы их действие может взаимно компенсироваться.
- Ковалентная связь — связь, возникающая за счёт общих электронных пар.
- Неполярная ковалентная связь: одинаковые атомы неметаллов, общая пара распределена симметрично; примеры H₂, O₂, N₂, Cl₂.
- Полярная ковалентная связь: разные атомы неметаллов, общая пара смещена к более электроотрицательному атому; примеры HCl, H₂O, NH₃.
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Теперь у нас есть правило и объяснение, а не только два термина. Проверим их на примерах и научимся применять алгоритм без подсказки».
Этап 5. Физкультминутка и смена учебной позиции (2 мин)
Цель этапа: снять напряжение, закрепить различие видов связи через двигательную реакцию и подготовить класс к практической работе.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель проводит физкультминутку «Электронная пара». «Встаньте рядом с партой. Если я называю неполярную связь, соедините ладони перед собой и держите их посередине. Если называю полярную, медленно сместите соединённые ладони к правому плечу. H₂, HCl, O₂, H₂O, Cl₂. Движения выполняем спокойно, не касаясь соседей». | Выполняют движения: для H₂, O₂ и Cl₂ держат «пару» по центру; для HCl и H₂O смещают её в сторону условно более электроотрицательного атома, проговаривают тип связи. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Мы закрепили правило движением: неполярная связь — симметрия, полярная — смещение. Садимся и применяем алгоритм в парной работе».
Этап 6. Первичное закрепление в парах (7 мин)
Цель этапа: применить алгоритм определения типа связи и научиться аргументировать ответ совместно.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель раздаёт каждой паре карточку с формулами H₂, O₂, N₂, Cl₂, HCl, H₂O, NH₃, CO₂. «В паре распределите роли: аналитик определяет, одинаковые ли атомы и куда смещается пара; докладчик записывает вывод. Для каждой формулы заполните три графы: атомы, распределение пары, тип связи». | Распределяют роли, знакомятся с таблицей и проговаривают последовательность действий. |
4 мин | Учитель запускает таймер и напоминает критерий: «Не достаточно написать только “полярная”. Добавьте объяснение: атомы разные, поэтому общая электронная пара смещена к более электроотрицательному атому. Для H₂, O₂, N₂ и Cl₂ укажите, почему связь неполярная». Учитель консультирует пары вопросами, не сообщая готовый ответ. | Заполняют таблицу в паре. Формулируют ответы: «В N₂ связь неполярная, потому что атомы одинаковые»; «В HCl связь полярная, потому что хлор сильнее притягивает общую электронную пару». |
2 мин | Учитель организует взаимопроверку. «Обменяйтесь карточкой с соседней парой. Проверьте два признака: правильно ли определён состав атомов и есть ли объяснение через электроотрицательность. Поставьте знак “+” за верный ответ и запишите один вопрос или пожелание». | Проверяют карточку другой пары, отмечают верные ответы, формулируют одно уточнение: «В объяснении для H₂O нужно указать смещение пары к кислороду». |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Парная работа показала, что тип связи можно определить по двум связанным признакам: составу атомов и распределению общей электронной пары. Теперь каждый проверит, умеет ли выполнить это самостоятельно».
Этап 7. Самостоятельная работа и самопроверка (7 мин)
Цель этапа: диагностировать индивидуальное понимание алгоритма и обеспечить коррекцию ошибок.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
4 мин | Учитель раздаёт мини-лист с заданиями: «1. Определите тип связи в F₂, HBr, S₂ и NH₃. 2. Объясните, почему связь в F₂ неполярная, а в HBr полярная. 3. Стрелкой покажите смещение общей электронной пары в HBr. Работайте самостоятельно, сначала определите состав атомов, затем сравните электроотрицательность». | Индивидуально определяют тип связи, записывают краткое обоснование и изображают стрелку смещения в HBr к Br. |
2 мин | Учитель открывает эталон на экране. «Проверьте не только итог, но и объяснение. F₂ — неполярная: атомы одинаковые. S₂ — неполярная по той же причине. HBr и NH₃ — полярные: в каждой связи участвуют разные атомы, электронная пара смещается к более электроотрицательному атому». | Сверяют ответы, подчёркивают ошибки, исправляют их другим цветом и отмечают количество верных решений. |
1 мин | Учитель предлагает сигнал «Светофор». «Покажите зелёную карточку, если уверенно применяете алгоритм, жёлтую — если путаете термин или направление смещения, красную — если нужна помощь. По сигналам я определю, что повторить в начале следующего урока». | Показывают карточку и формулируют точку затруднения: «Путаю полярность связи и полярность всей молекулы» или «Не всегда определяю, к какому атому смещается пара». |
Эталон решения
Для F₂: атомы одинаковые, их электроотрицательность одинакова, общая электронная пара не смещается, поэтому связь ковалентная неполярная. Для HBr: атомы разные, бром сильнее притягивает общую электронную пару, поэтому связь ковалентная полярная; смещение направлено от H к Br. Для S₂: атомы одинаковые, связь ковалентная неполярная. Для NH₃ связи N–H полярные, поскольку атомы азота и водорода имеют различную электроотрицательность, а общие пары смещены к азоту.
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Самостоятельная работа помогла увидеть, что ошибка обычно возникает не в названии типа связи, а в пропуске объяснения. Завершим урок проверкой главного вывода и зафиксируем, что каждый уже умеет делать».
Этап 8. Рефлексия, итог и домашнее задание (4 мин)
Цель этапа: осмыслить результат урока, выявить остаточные затруднения и определить содержание домашней работы.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель раздаёт билет на выход. «Закончите три фразы: “Ковалентная неполярная связь образуется, когда …”; “Ковалентная полярная связь отличается тем, что …”; “Чтобы определить тип связи, я сначала …”. Запишите один пример вещества для каждого типа». | Заполняют билет на выход: «...между одинаковыми атомами неметаллов», «...общая электронная пара смещена к более электроотрицательному атому», «...сравниваю атомы и электроотрицательность». |
1 мин | Учитель задаёт контрольные вопросы: «Почему H₂ имеет неполярную связь? Почему HCl — полярную? Можно ли назвать связь в Cl₂ полярной только потому, что хлор — активный неметалл?» | Отвечают: «В H₂ атомы одинаковые», «В HCl атомы разные, пара смещена к Cl», «Нет, в Cl₂ атомы одинаковые, поэтому связь неполярная». |
1 мин | Учитель сообщает домашнее задание и критерии выбора. «Выберите обязательный уровень или более высокий, если готовы к дополнительному анализу. В каждом ответе обязательно указывайте не только тип связи, но и причину». | Записывают выбранный уровень домашнего задания и формулируют личный вывод: «Я умею определять тип связи по формуле» или «Мне нужно повторить электроотрицательность». |
Критерии оценивания практической работы
- «5» — правильно определены типы связи во всех 4 формулах самостоятельной работы, приведены объяснения через одинаковые или разные атомы и верно показано смещение электронной пары в HBr.
- «4» — правильно выполнены 3 задания из 4, объяснение в основном корректно, допущена одна неточность в направлении смещения или в химическом обозначении.
- «3» — правильно выполнены 2 задания из 4, различие типов связи сформулировано частично, объяснение требует помощи учителя.
- Ниже «3» — менее двух правильных определений или отсутствие объяснения; результат используется для индивидуальной коррекции, а не только для отметки.
Рефлексия
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Что нового вы узнали о распределении общей электронной пары? | Выявление осознания механизма различия полярной и неполярной связи. |
Какой шаг алгоритма определения типа связи оказался самым сложным? | Выявление точек затруднения в применении алгоритма. |
Как вы объясните различие между связями в H₂ и HCl одним предложением? | Проверка предметного понимания и умения аргументировать. |
Что вы готовы выполнить самостоятельно на следующем уроке? | Субъективная оценка освоения темы и уровня учебной самостоятельности. |
Завершающее слово учителя
«Сегодня мы установили, что ковалентная связь образуется общей электронной парой, но эта пара может распределяться симметрично или смещаться к одному из атомов. Важно не путать полярность связи с полярностью всей молекулы: сегодня мы определяли именно связь между атомами. Если вы сомневаетесь, возвращайтесь к алгоритму: одинаковые или разные атомы, одинаковая или различная электроотрицательность, есть ли смещение пары. На следующем уроке мы продолжим связывать строение вещества с его свойствами и рассмотрим другие виды химической связи».
Домашнее задание
Уровень | Что задать | Зачем |
|---|---|---|
Базовый (обязательный) | Выполнить 4 задания на определение типа ковалентной связи в формулах простых веществ неметаллов и соединений неметаллов; для каждого записать одно предложение-обоснование. | Закрепляет различение неполярной и полярной связи; при проверке смотреть на правильность типа связи и наличие причины. |
Средний (повышающий) | Составить сравнительную таблицу для молекул H₂, Cl₂, HCl, H₂O и NH₃: состав атомов, направление смещения общей электронной пары, тип связи; дополнительно изобразить электронные схемы двух молекул. | Развивает умение связывать формулу, электроотрицательность и модель распределения электронной пары. |
Продвинутый (дополнительный) | Подготовить краткое объяснение для одноклассников: почему в молекуле CO₂ каждая связь C–O полярная, хотя молекула в целом может иметь симметричное строение; использовать схему с двумя связями. | Формирует умение различать полярность отдельной связи и свойства всей молекулы, развивает анализ и аргументацию. |
Контрольные вопросы перед выходом: «За счёт чего образуется ковалентная связь? Какие атомы образуют неполярную связь? К какому атому смещается общая электронная пара в полярной связи? Определите тип связи в O₂ и HCl и объясните ответ».
