Относительная атомная масса. Относительная молекулярная масса
Цели и задачи
- Цель: к концу урока научиться находить относительную атомную массу по данным периодической таблицы и рассчитывать относительную молекулярную массу веществ по их химическим формулам, объясняя каждый шаг решения.
- Сформировать представление об относительной атомной массе как величине, показывающей, во сколько раз масса атома больше 1/12 массы атома углерода-12.
- Научиться определять относительную молекулярную массу как сумму относительных атомных масс всех атомов, входящих в формулу вещества.
- Развивать умение читать периодическую таблицу, извлекать из неё информацию, составлять алгоритм и проверять результат.
- Воспитывать аккуратность химической записи, ответственность за результат и интерес к применению расчётов в профессиях, связанных с химией, медициной и экологией.
Планируемые результаты
Личностные
- Осознавать значение количественных характеристик веществ для химического анализа, медицины и контроля качества продукции.
- Проявлять познавательный интерес к способам описания невидимых частиц через измеряемые величины.
- Принимать необходимость точной и аккуратной записи химических формул и вычислений.
- Оценивать собственное продвижение при выполнении расчётных заданий.
Метапредметные
- Извлекать значения относительных атомных масс из периодической таблицы и преобразовывать их в расчётную модель.
- Составлять и применять алгоритм вычисления относительной молекулярной массы.
- Работать в паре: распределять действия, аргументировать выбор формулы и проверять вычисления.
- Осуществлять самоконтроль по эталону и корректировать найденные ошибки.
- Использовать математические действия в естественно-научном контексте.
Предметные
- Знать определение относительной атомной массы и относительной молекулярной массы.
- Знать обозначения $A_r$ и $M_r$, а также связь относительной молекулярной массы с составом вещества.
- Уметь находить значения $A_r$ элементов по периодической таблице.
- Уметь вычислять $M_r$ бинарных и более сложных веществ по химической формуле.
- Уметь объяснять смысл индексов и коэффициентов при выполнении расчётов.
Универсальные учебные действия (УУД)
Личностные УУД
- Осознают практическую ценность точных расчётов при исследовании состава веществ.
- Формируют ответственное отношение к результату и готовы признавать и исправлять ошибку.
- Связывают изучаемое понятие с будущей учебной или профессиональной деятельностью.
- Проявляют самостоятельность при выборе уровня задания.
Регулятивные УУД
- Формулируют цель расчёта и планируют последовательность действий.
- Сверяют результат с эталоном и находят место вычислительной ошибки.
- Оценивают степень освоения алгоритма по листу самооценки.
- Выбирают базовый или повышенный вариант задания с учётом собственных возможностей.
Познавательные УУД
- Выделяют существенную информацию в химической формуле.
- Сравнивают состав веществ и объясняют влияние индексов на значение $M_r$.
- Строят математическую модель расчёта по формуле вещества.
- Классифицируют задания по числу элементов и атомов в формуле.
- Используют периодическую таблицу как источник учебной информации.
Коммуникативные УУД
- Формулируют точный устный ответ с использованием химической терминологии.
- Распределяют роли в паре и согласовывают общий способ решения.
- Задают уточняющие вопросы о значении индексов и порядке вычислений.
- Аргументированно объясняют исправление ошибки одноклассника.
Подготовка учителя к уроку
- Подготовить периодические таблицы по одной на каждого ученика или одну на парту; выделить в рабочей таблице элементы H, C, O, N, S, Ca, Al и Fe.
- Распечатать карточки трёх уровней с формулами веществ — по одной карточке на каждого ученика, всего 30 экземпляров.
- Подготовить карточки для работы в парах с формулами $H_2O$, $CO_2$, $NH_3$, $CaCO_3$ и $Al_2O_3$ — по одной на парту.
- Вывести на доску или слайд эталон алгоритма: определить элементы; найти $A_r$; умножить на индексы; сложить результаты; проверить.
- Подготовить лист самооценки с пунктами «нахожу $A_r$», «учитываю индексы», «вычисляю $M_r$», «могу объяснить решение» — по одному на ученика.
- Подготовить стикеры трёх цветов для приёма «Светофор» — по три комплекта на парту.
- Подготовить проектор или интерактивную доску с изображением периодической таблицы и заданиями для фронтальной работы.
- Раздать каждому ученику рабочий лист: определения, таблица расчётов и место для рефлексии.
- Записать на доске тему урока и обозначения $A_r$ и $M_r$, не раскрывая заранее полный алгоритм.
Ход урока
Этап 1. Организационный момент и мотивация (3 мин)
Цель этапа: включить учащихся в учебную деятельность и показать практический смысл количественных характеристик атомов и молекул.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель приветствует класс: «Здравствуйте, ребята. Проверьте, пожалуйста, наличие тетради, ручки, рабочей таблицы и периодической таблицы. Сегодня нам понадобится внимательность: небольшая ошибка в индексе может изменить весь результат». | Проверяют готовность рабочего места, размещают периодическую таблицу и рабочий лист. |
2 мин | Учитель показывает на экране формулы $H_2O$ и $CO_2$ и говорит: «Представьте, что вы работаете в лаборатории и сравниваете состав воды и углекислого газа. Мы видим формулы, но как сравнить массу их частиц, если отдельную молекулу нельзя положить на весы? Предложите гипотезу». | В парах обсуждают 30 секунд и формулируют предположения: «Нужно сравнить массы атомов», «Нужно сложить массы атомов в молекуле». |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Сегодня мы научимся переводить химическую формулу в точный количественный расчёт. Сначала вспомним, как читать периодическую таблицу и индексы в формуле».
Этап 2. Актуализация знаний (6 мин)
Цель этапа: актуализировать знания о химическом элементе, атоме, химической формуле и значении индексов.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель проводит устную разминку: «Что обозначает символ элемента? Где в периодической таблице найти его порядковый номер и относительную атомную массу? Чем отличается индекс от коэффициента? Посмотрите на формулу $H_2SO_4$ и назовите число атомов каждого элемента». | Отвечают: «Символ обозначает химический элемент и один атом», «Относительная атомная масса указана в клетке элемента», «Индекс показывает число атомов», «В $H_2SO_4$ два атома водорода, один атом серы и четыре атома кислорода». |
3 мин | Учитель раздаёт карточки с формулами $O_2$, $NaCl$, $CH_4$ и предлагает приём «Подумай — обсуди в паре — поделись»: «Сначала самостоятельно назовите число атомов, затем сравните ответы с соседом. Объясните, почему отсутствие индекса означает единицу». | Самостоятельно отмечают число атомов, сверяют ответы в парах и объясняют: «Если индекс не написан, атом один». |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Мы вспомнили, что формула сообщает состав частицы, а индекс показывает количество атомов. Теперь выясним, какую величину используют для сравнения масс атомов и почему она называется относительной».
Этап 3. Постановка проблемы и целеполагание (4 мин)
Цель этапа: обнаружить затруднение и совместно сформулировать цель урока.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель записывает на доске: «атом кислорода тяжелее атома водорода», «молекула воды содержит два атома водорода и один атом кислорода». Затем спрашивает: «Можно ли пока назвать точное число, во сколько раз одна частица тяжелее другой? Каких знаний нам не хватает?» | Фиксируют затруднение: «Не знаем числовые значения масс атомов», «Не умеем складывать массы атомов по формуле». |
2 мин | Учитель предлагает приём «Снежный ком»: «Сначала каждый сформулируйте, чему хотите научиться. Затем объединитесь в пары и выберите общую формулировку. Наша цель должна начинаться со слов “научиться” и быть проверяемой». | Формулируют цель: «Научиться находить относительную атомную массу и рассчитывать относительную молекулярную массу по формуле вещества». |
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 стало нашей учебной задачей. Мы выясним смысл двух величин, составим алгоритм и проверим его на формулах знакомых веществ».
Этап 4. Открытие нового знания (10 мин)
Цель этапа: сформировать понятия относительной атомной и относительной молекулярной массы и вывести алгоритм расчёта.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
4 мин | Учитель показывает на экране определения и объясняет: «За единицу сравнения принята одна двенадцатая массы атома углерода-12. Относительная атомная масса показывает, во сколько раз масса атома данного элемента больше этой единицы. Поэтому $A_r$ — величина относительная, без единицы измерения. Найдите в таблице значения для H, O и C и прочитайте их». | Находят в периодической таблице и называют: «$A_r(H)=1$, $A_r(O)=16$, $A_r(C)=12$». Записывают определения и обозначения в тетрадь. |
3 мин | Учитель обращается к классу: «Молекула состоит из атомов. Если мы знаем состав молекулы, то её относительную молекулярную массу найдём сложением относительных атомных масс всех атомов. Посмотрите на $H_2O$: какие слагаемые должны появиться в расчёте?» | Отвечают: «Два атома водорода дают $2\cdot A_r(H)$, один атом кислорода — $A_r(O)$». Записывают: $M_r(H_2O)=2\cdot1+16=18$. |
3 мин | Учитель выводит на доску алгоритм: «Первый шаг — назвать элементы. Второй — найти их $A_r$. Третий — учесть индексы. Четвёртый — сложить произведения. Пятый — проверить, не пропущен ли элемент и правильно ли прочитаны индексы. Применим алгоритм к $CO_2$». | По шагам решают: $M_r(CO_2)=12+2\cdot16=44$. Объясняют: «Углерод один, кислорода два». |
Запись в тетрадях
Относительная атомная масса $A_r$ показывает, во сколько раз масса атома элемента больше $1/12$ массы атома углерода-12. Относительная молекулярная масса $M_r$ равна сумме относительных атомных масс всех атомов в формуле вещества. Алгоритм: определить состав; найти $A_r$; учесть индексы; сложить произведения; проверить результат.
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Мы получили правило: $M_r$ рассчитывается не по названию вещества, а по его формуле. Сейчас проверим алгоритм вместе, проговаривая каждый шаг».
Этап 5. Первичное закрепление в парах (7 мин)
Цель этапа: научить применять алгоритм к формулам веществ с разным количеством атомов.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель раздаёт карточки с формулами $NH_3$ и $CaCO_3$: «Работаем в парах. Один ученик читает формулу и называет индексы, второй записывает расчёт, затем поменяйтесь ролями. Не называйте только ответ — проговаривайте каждый шаг». | Распределяют роли, определяют состав веществ и находят значения $A_r$ по таблице. |
3 мин | Учитель организует взаимопроверку: «Обменяйтесь карточками с соседней парой. Проверьте наличие всех слагаемых, соответствие индексов и арифметику. Если нашли ошибку, не зачёркивайте молча, а запишите короткое объяснение». | Проверяют решения и формулируют замечания: «В расчёте пропущен индекс 3 у водорода», «Кальций учтён один раз, так как индекс отсутствует». |
2 мин | Учитель разбирает у доски $CaCO_3$: «В этой формуле три элемента. Сначала перечислим их, затем подставим значения: $A_r(Ca)=40$, $A_r(C)=12$, $A_r(O)=16$. Какой результат получим?» | Записывают и проговаривают: $M_r(CaCO_3)=40+12+3\cdot16=100$. |
Эталон решения
Для $NH_3$: $A_r(N)=14$, $A_r(H)=1$; $M_r(NH_3)=14+3\cdot1=17$. Для $CaCO_3$: $A_r(Ca)=40$, $A_r(C)=12$, $A_r(O)=16$; $M_r(CaCO_3)=40+12+3\cdot16=100$.
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Мы увидели, что индекс действует только на символ элемента непосредственно перед ним, а отсутствие индекса означает один атом. Теперь каждый проверит, насколько уверенно умеет выполнять расчёт самостоятельно».
Этап 6. Самостоятельная работа с самопроверкой (8 мин)
Цель этапа: проверить индивидуальное освоение алгоритма и обеспечить коррекцию ошибок.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель предлагает выбор: «Выберите базовый вариант, если ещё отрабатываете алгоритм, или повышенный, если готовы к формуле с четырьмя элементами. Критерии одинаковы: учитываем все индексы и записываем ход решения». | Выбирают уровень и получают карточку. |
5 мин | Учитель напоминает: «Не начинайте с вычислений. Сначала выпишите значения $A_r$ и составьте выражение. Для базового варианта: $O_2$, $H_2S$, $NaCl$. Для повышенного: $H_2SO_4$, $Al_2(SO_4)_3$. Работаем индивидуально, вопросы фиксируем на полях». | Решают выбранные задания, записывают формулы и промежуточные действия. |
2 мин | Учитель показывает эталон на экране: «Сверьте не только итог, но и структуру решения. Отметьте зелёным правильный шаг, жёлтым — шаг, который нужно уточнить, красным — ошибочный». | Проверяют: $M_r(O_2)=32$, $M_r(H_2S)=34$, $M_r(NaCl)=58{,}5$; для повышенного варианта $M_r(H_2SO_4)=98$, $M_r(Al_2(SO_4)_3)=342$. Исправляют ошибки. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Самостоятельная работа показала, что алгоритм уже можно применять без подсказки. Осталось связать его с практическим смыслом и убедиться, что мы понимаем не только как считать, но и зачем это нужно».
Этап 7. Включение в систему знаний и практический контекст (4 мин)
Цель этапа: применить вычисление относительной молекулярной массы в ситуации естественно-научной грамотности.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель предлагает ситуацию: «На этикетке минеральной воды указано, что в ней присутствуют растворённые вещества. В лаборатории специалист сравнивает формулы $CO_2$ и $O_2$, чтобы оценить свойства газов. Какая молекула тяжелее и во сколько раз по относительной молекулярной массе? Обсудите в парах». | Вычисляют $M_r(CO_2)=44$ и $M_r(O_2)=32$, делают вывод: «Молекула $CO_2$ тяжелее по относительной молекулярной массе; отношение равно $44/32=1{,}375$». |
2 мин | Учитель спрашивает: «Какие профессии используют подобные расчёты? Почему важно не перепутать индекс и коэффициент? Сформулируйте одно правило для будущего специалиста лаборатории». | Называют химика-аналитика, врача, эколога, технолога; формулируют: «Перед вычислением нужно внимательно прочитать формулу и учесть количество атомов каждого элемента». |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Расчёт относительной молекулярной массы помогает сравнивать частицы и анализировать состав веществ. Завершим урок самооценкой: каждый определит, какой шаг алгоритма стал уверенным, а какой требует тренировки».
Этап 8. Рефлексия и домашнее задание (3 мин)
Цель этапа: осмыслить результат обучения, выявить затруднения и объяснить содержание домашней работы.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель раздаёт лист самооценки и говорит: «Отметьте, что вы уже умеете: находить $A_r$, читать индексы, вычислять $M_r$, объяснять решение. Затем поднимите стикер: зелёный — могу самостоятельно, жёлтый — нужна тренировка, красный — нужна помощь». | Заполняют лист самооценки и показывают выбранный цвет, не сравнивая себя с одноклассниками. |
1 мин | Учитель проводит «Билет на выход»: «На отдельной строке ответьте: чему равна $M_r(H_2O)$ и какое действие алгоритма нельзя пропустить? Сдайте ответ при выходе». | Записывают: $M_r(H_2O)=18$; «нельзя пропускать учёт индексов». |
1 мин | Учитель объясняет домашнее задание: «Выберите обязательный, повышающий или дополнительный уровень. В каждом решении выписывайте значения $A_r$, выражение и ответ. Ошибка в вычислении — повод проверить шаг, а не переписать только итог». | Записывают выбранный уровень и контрольные вопросы: «Что показывает индекс? Почему $A_r$ и $M_r$ не имеют единицы измерения?» |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Сегодня вы научились находить относительные атомные массы и рассчитывать относительные молекулярные массы по формулам. На следующем уроке мы продолжим использовать количественные характеристики веществ в более сложных химических расчётах».
Критерии оценивания практической работы
- «5» — верно решены все задания выбранного уровня, в каждом решении найдены нужные $A_r$, правильно учтены индексы, записаны выражения и объяснён алгоритм.
- «4» — верно решено не менее 80% заданий, допущена одна вычислительная или оформительская ошибка, не нарушающая понимания алгоритма.
- «3» — верно решено не менее половины заданий базового уровня, но имеются ошибки в учёте индексов или требуется помощь при составлении выражения.
Рефлексия
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Что нового вы узнали о величинах $A_r$ и $M_r$? | Выявление осознания определений и смысла относительных величин. |
Какой шаг расчёта $M_r$ оказался для вас самым сложным? | Выявление точек затруднения в алгоритме. |
Почему в формуле $H_2SO_4$ кислород учитывается четыре раза? | Проверка понимания роли индексов. |
Какой уровень домашнего задания вы выбираете и почему? | Развитие самооценки и осознанного выбора уровня сложности. |
Завершающее слово учителя
«Сегодня мы научились видеть за химической формулой количественный состав частицы. Мы определили, что $A_r$ характеризует отдельный атом, а $M_r$ складывается из относительных атомных масс всех атомов молекулы. Самая частая ошибка — забыть индекс или применить его не к тому элементу, поэтому всегда начинайте с чтения формулы. Если при самопроверке вы нашли ошибку, это не неудача, а возможность уточнить алгоритм. На следующем уроке мы применим эти знания к новым расчётным задачам».
Домашнее задание
Уровень | Что задать | Зачем |
|---|---|---|
Базовый (обязательный) | Решить 4 задачи на нахождение $M_r$ по формулам $H_2O$, $CO_2$, $NH_3$, $CaO$; в каждом решении выписать значения $A_r$ и промежуточное выражение. | Закрепляет чтение индексов и базовый алгоритм; при проверке обратить внимание на полноту состава и отсутствие пропущенных множителей. |
Средний (повышающий) | Решить 5 задач на вещества с двумя и тремя элементами, включая формулы $H_2SO_4$, $CaCO_3$, $Al_2O_3$ и два аналогичных вещества с другими элементами. | Развивает самостоятельное применение алгоритма; при проверке смотреть на правильный выбор значений $A_r$ и аккуратность вычислений. |
Продвинутый (дополнительный) | Составить и решить 3 собственные задачи на сравнение относительных молекулярных масс веществ, используя не менее трёх разных формул, затем письменно объяснить, какое вещество имеет большую относительную молекулярную массу. | Развивает создание математической модели и аргументацию; при проверке оценить корректность формул, расчётов и объяснения вывода. |
Контрольные вопросы перед выходом из класса: «Что показывает относительная атомная масса? Как вычислить относительную молекулярную массу? Что означает индекс в химической формуле? Почему при отсутствии индекса атом считают один раз?»
