Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева
Цели и задачи
- Цель: Сформировать понимание Периодического закона как фундаментального закона природы и изучить структуру Периодической системы через самостоятельное «открытие» закономерностей.
- Образовательная задача: Познакомить учащихся с историей открытия закона, структурой таблицы (периоды, группы, подгруппы) и физическим смыслом порядкового номера.
- Развивающая задача: Развивать навыки анализа, сравнения и классификации информации, а также умение устанавливать причинно-следственные связи между строением атома и свойствами элемента.
- Воспитательная задача: Формировать чувство гордости за отечественную науку на примере подвига Д. И. Менделеева и развивать коммуникативные навыки при работе в группах.
Планируемые результаты
Личностные
- Формирование научного мировоззрения и понимания единства материального мира.
- Развитие познавательных интересов и мотивов, направленных на изучение живой и неживой природы.
- Осознание вклада российских учёных в мировую науку.
Метапредметные
- Умение создавать, применять и преобразовывать знаково-символические средства для решения учебных задач.
- Навыки смыслового чтения научно-популярных текстов и выделения главного.
- Способность организовывать учебное сотрудничество и совместную деятельность с учителем и сверстниками.
Предметные
- Знать формулировку Периодического закона в трактовке Д. И. Менделеева и современную формулировку.
- Уметь разъяснять структуру Периодической системы (периоды, группы) и находить «адрес» элемента.
- Владеть терминологией: период, группа, подгруппа, порядковый номер, атомная масса.
Универсальные учебные действия (УУД)
Личностные УУД
- Самоопределение: осознание значимости изучения химии для понимания устройства мира.
- Смыслообразование: установление связи между целью учебной деятельности и её мотивом.
Регулятивные УУД
- Целеполагание как постановка учебной задачи на основе соотнесения того, что уже известно, и того, что ещё неизвестно.
- Планирование — определение последовательности промежуточных целей с учётом конечного результата.
- Самоконтроль и коррекция знаний в процессе выполнения самостоятельной работы.
Познавательные УУД
- Поиск и выделение необходимой информации из различных источников (текст учебника, таблица).
- Логические действия: анализ объектов с целью выделения признаков, синтез как составление целого из частей.
- Построение логической цепи рассуждений и доказательств.
Коммуникативные УУД
- Умение с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли в соответствии с задачами и условиями коммуникации.
- Инициативное сотрудничество в поиске и сборе информации.
- Управление поведением партнёра — контроль, коррекция, оценка его действий.
Подготовка учителя к уроку
- Подготовить демонстрационную таблицу Д. И. Менделеева (настенную).
- Распечатать наборы карточек для игры «Химический пасьянс» (по 1 набору на парту): карточки с названием элемента, его атомной массой и формулой высшего оксида для первых 20 элементов.
- Подготовить презентацию с портретом Д. И. Менделеева и слайдами, иллюстрирующими структуру таблицы.
- Обеспечить наличие индивидуальных Периодических таблиц у каждого ученика (в учебнике или на форзаце).
- Проверить работу проектора и ноутбука.
Ход урока
Этап 1. Организационный момент и мотивация (3 мин)
Цель этапа: создание эмоционального настроя и постановка проблемного вопроса для вовлечения учеников.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | «Здравствуйте, ребята! Присаживайтесь. Сегодня мы приступаем к изучению темы, которая является сердцем всей химии. Посмотрите на эту таблицу на стене. Вы видели её в кабинете с первого урока, но сегодня она заговорит с нами на понятном языке. Знаете ли вы, что в XIX веке химики чувствовали себя как люди, пытающиеся собрать пазл из тысячи деталей, не имея картинки перед глазами?» | Приветствуют учителя, проверяют готовность (тетрадь, учебник, ручка), слушают вступление. |
2 мин | «Существует легенда, что Дмитрий Иванович Менделеев увидел свою таблицу во сне. На самом деле он работал над ней без сна трое суток. Как вы думаете, можно ли случайно открыть закон, который описывает всё во Вселенной? Или это результат строгого логического поиска? Сегодня мы попробуем повторить его путь и сами «открыть» этот закон. Готовы стать исследователями?» | Высказывают мнения: «Нет, случайно нельзя», «Нужна была подготовка», «Сон — это просто результат долгой работы мозга». Настраиваются на исследовательскую деятельность. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Итак, наша цель сегодня — не просто переписать таблицу в тетрадь, а понять, по каким правилам она построена. Запишите тему урока: «Периодический закон и Периодическая система Д. И. Менделеева».
Этап 2. Актуализация знаний (5 мин)
Цель этапа: повторить опорные понятия (атом, масса, свойства металлов и неметаллов) для подготовки к открытию нового.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | «Прежде чем мы начнём, давайте вспомним наш багаж знаний. Применяем приём «Блиц-опрос». Что является главной характеристикой атома, которую мы изучили в физике и химии? Что такое атомная масса? Какие две большие группы элементов вы знаете по их физическим свойствам?» | Отвечают: «Заряд ядра и атомная масса», «Масса атома в атомных единицах массы», «Металлы и неметаллы». |
2 мин | «Верно. А теперь представьте, что у вас есть набор карточек с характеристиками элементов. Менделеев называл это «химическим пасьянсом». Если мы расположим их просто по алфавиту, даст ли нам это знание о природе? Конечно, нет. Нам нужен другой критерий. Какой?» | Предполагают: «По массе», «По свойствам», «По активности». |
Посмотрите план целиком
Зарегистрируйтесь — и откройте план урока по этой теме полностью: цели, ход урока и рефлексия по ФГОС.
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Вы правы, именно возрастание атомной массы стало той путеводной нитью, за которую потянул Менделеев. Давайте проверим, к чему это приведёт».
Этап 3. Открытие нового знания: «Химический пасьянс» (12 мин)
Цель этапа: через практическую работу с карточками обнаружить периодичность изменения свойств элементов.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | «Работаем в парах. У вас на столах конверты с карточками (приём «Discovery-learning»). На карточках: символ элемента, атомная масса и формула высшего оксида. Ваша задача — разложить элементы в один ряд по возрастанию их атомной массы. Начинаем с Лития (Li) и заканчиваем Фтором (F).» | Достают карточки, раскладывают в ряд: Li (7), Be (9), B (11), C (12), N (14), O (16), F (19). |
5 мин | «А теперь посмотрите на свойства. Как меняются свойства в этом ряду от лития к фтору? Обратите внимание на характер оксидов (я подскажу: Li2O — основный, а оксиды азота и фтора — кислотные). Что происходит с металлическими свойствами?» | Анализируют данные: «Металлические свойства ослабевают, а неметаллические усиливаются». Фиксируют, что ряд заканчивается типичным неметаллом. |
5 мин | «А теперь возьмите следующую карточку — Натрий (Na, масса 23). Куда его положить? Если мы продолжим ряд, он пойдёт после фтора. Но посмотрите на его свойства! На что он похож: на фтор или на литий?» | Сравнивают: «Натрий — активный металл, как и литий». Предлагают: «Положить его под литий, начать новый ряд». |
Запись в тетрадях
Периодический закон (1869 г.): свойства химических элементов, а также формы и свойства образуемых ими простых веществ и соединений находятся в периодической зависимости от величины их атомных масс.
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Смотрите, что произошло! Мы не просто выстроили элементы в линию, мы обнаружили, что через определённые промежутки (периоды) свойства повторяются. Это и есть Периодический закон».
Этап 4. Работа со структурой Периодической системы (10 мин)
Цель этапа: изучить графическое отображение закона — таблицу, её основные элементы (периоды и группы).
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
5 мин | «Откройте таблицу в учебнике. Периодическая система — это «дом», где живут элементы. Горизонтальные ряды называются периодами. Сколько их? Обратите внимание, что периоды бывают малыми (1-3 ряда) и большими (4-7). Вертикальные столбцы — это группы. Их всего восемь. Элементы одной группы — это «родственники» с похожими свойствами.» | Рассматривают таблицу, находят 7 периодов и 8 групп. Записывают определения периода и группы. |
5 мин | «У каждой группы есть две колонки — главная (А) и побочная (Б) подгруппы. В главных подгруппах находятся элементы и малых, и больших периодов. В побочных — только больших. Давайте найдём адрес элемента. Например, Кальций (Ca): 4 период, II группа, главная подгруппа. Попробуйте найти адрес для Железа (Fe).» | Ищут в таблице: «Железо — 4 период, VIII группа, побочная подгруппа». Тренируются называть адреса других элементов (Al, S, Cu). |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Теперь вы умеете находить адрес любого элемента. Но помните: за каждым номером стоит глубокая физика, которую мы изучим чуть позже. А пока — проверим, как вы ориентируетесь в этом доме».
Этап 5. Первичное закрепление и межпредметные связи (7 мин)
Цель этапа: закрепить навыки работы с таблицей и показать связь химии с историей и информатикой (систематизация данных).
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
4 мин | «Применяем приём «Толстые и тонкие вопросы». Тонкий вопрос: какой элемент имеет порядковый номер 16? Толстый вопрос: почему Менделеев оставил пустые клетки в своей таблице, когда её создавал? (Подсказка: вспомните про информатику — если в базе данных не хватает записи, но мы знаем структуру, можем ли мы предсказать её?)» | Отвечают: «№16 — это Сера». Рассуждают: «Он предсказал существование ещё не открытых элементов, потому что в закономерности были пропуски. Это как в математике — найти X в последовательности». |
3 мин | «Верно. Он предсказал свойства германия, галлия и скандия с поразительной точностью. Это было триумфом науки! А теперь небольшое задание на скорость: найдите элемент 3 периода, который является самым активным неметаллом в этом периоде.» | Ищут в 3 периоде, двигаясь вправо: «Это Хлор (Cl)». |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Вы отлично справились! Таблица Менделеева — это не просто список, это карта, которая позволяет предсказывать будущее».
Этап 6. Рефлексия и подведение итогов (5 мин)
Цель этапа: осознание учениками своей учебной деятельности, самооценка результатов.
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Какое правило Менделеев положил в основу своей системы? | Проверка усвоения ключевого принципа (атомная масса). |
Что для вас сегодня было самым трудным в «химическом пасьянсе»? | Выявление затруднений в логических операциях. |
Сможете ли вы объяснить младшему брату, почему таблица называется «Периодической»? | Проверка понимания сути периодичности (повторяемости свойств). |
Оцените свою работу сегодня: на каком этапе вы были наиболее успешны? | Формирование навыков самоанализа. |
Критерии оценивания практической работы
- «5» — ученик верно составил ряд из карточек, правильно определил закономерность изменения свойств и безошибочно называет адреса 5 любых элементов.
- «4» — работа с карточками выполнена верно, но допущены 1-2 ошибки в определении подгрупп (главная/побочная).
- «3» — ученик понимает принцип возрастания атомной массы, но затрудняется в определении периодов и групп без помощи учителя.
Завершающее слово учителя
«Ребята, сегодня мы прикоснулись к величайшему открытию в истории науки. Мы увидели, что мир не хаотичен, а строго упорядочен. Дмитрий Иванович Менделеев доказал, что природа говорит на языке закономерностей. На следующем уроке мы заглянем внутрь атома, чтобы понять, ПОЧЕМУ свойства повторяются. Вы увидите, что химия — это не магия, а точный расчет электронов. Спасибо за отличную работу, исследователи!»
Домашнее задание
Уровень сложности | Задания | Описание |
|---|---|---|
Базовый (обязательный) | Параграф 18, вопросы 1-4 после параграфа. | Выучить формулировку закона и определения периода/группы. |
Средний (повышающий) | Задание: составить «паспорт» для элементов №11 и №17. | Указать: название, массу, номер периода (малый/большой), номер группы и подгруппу, характер элемента. |
Продвинутый (дополнительный) | Эссе или презентация «История одного предсказания». | Рассказать об одном из элементов, предсказанных Менделеевым (Ga, Sc или Ge) и истории его открытия. |
Контрольный вопрос перед выходом: «Как называется элемент, который находится во 2 периоде, V группе, главной подгруппе?» (Ответ: Азот).