Простые и сложные вещества. Химическая формула и относительная молекулярная масса
Цели и задачи
- Цель по SMART: к концу урока научиться различать простые и сложные вещества по составу, читать химические формулы, определять число атомов в формульной единице, валентность элементов в простых соединениях и вычислять относительную молекулярную массу не менее чем для трёх веществ.
- Сформировать представление о химическом элементе, атоме, молекуле, химической формуле и атомно-молекулярном учении.
- Научить применять символы химических элементов и относительные атомные массы при чтении и составлении формул.
- Развивать умение выдвигать гипотезы, работать с текстом учебника, таблицей химических элементов и проверять результат вычисления.
- Воспитывать аккуратность при записи химических формул, ответственность за общий результат и интерес к практическому использованию химических знаний.
Планируемые результаты
Личностные
- Осознают значение химических знаний для понимания состава веществ в быту, медицине и промышленности.
- Проявляют познавательный интерес к исследованию состава вещества и уважение к обоснованному мнению одноклассников.
- Осознают необходимость точной записи символов и индексов как условия безопасной и грамотной работы с химической информацией.
- Развивают готовность самостоятельно выбирать уровень задания и оценивать собственный результат.
Метапредметные
- Извлекают информацию из текста учебника, таблицы химических элементов и записи на доске.
- Сравнивают простые и сложные вещества по количеству видов атомов и формулируют вывод на основе наблюдений.
- Планируют последовательность вычисления относительной молекулярной массы и проверяют результат.
- Участвуют в проблемном диалоге, аргументируют ответ и корректно уточняют позицию одноклассника.
Предметные
- Различают понятия «химический элемент», «атом», «молекула», «простое вещество» и «сложное вещество».
- Знают символы химических элементов H, O, C, N, Na, Mg, Al, S, Cl, Fe и умеют читать химические формулы.
- Умеют определять качественный и количественный состав вещества по формуле.
- Понимают смысл индекса и коэффициента, используют понятие валентности при объяснении состава соединений.
- Умеют вычислять относительную атомную и относительную молекулярную массу по таблице химических элементов.
Универсальные учебные действия (УУД)
Личностные УУД
- Определяют личную учебную цель: научиться читать формулы и объяснять состав веществ.
- Проявляют смыслообразование через связь химической записи с реальными веществами.
- Оценивают важность точности и соблюдения правил при работе с химическими обозначениями.
- Принимают право одноклассника на иной способ рассуждения при условии доказательной аргументации.
Регулятивные УУД
- Формулируют цель после выявления затруднения в чтении формул.
- Планируют алгоритм определения состава и вычисления относительной молекулярной массы.
- Осуществляют самопроверку по эталону и находят ошибку в собственной записи.
- Корректируют решение после сравнения с критериями и результатами проверки в паре.
Познавательные УУД
- Выделяют признаки простых и сложных веществ и классифицируют формулы.
- Моделируют состав вещества с помощью символов элементов и индексов.
- Устанавливают связь между формулой вещества и суммой относительных атомных масс.
- Работают с таблицей химических элементов, находят символ и относительную атомную массу.
- Анализируют неверные записи и объясняют, почему изменение индекса меняет состав вещества.
Коммуникативные УУД
- Формулируют вопросы к тексту учебника и отвечают на вопросы партнёра.
- Распределяют роли в группе: читатель, аналитик, секретарь и докладчик.
- Объясняют ход решения с использованием химических терминов.
- Аргументированно соглашаются или не соглашаются с выводом, соблюдая правила учебного диалога.
Подготовка учителя к уроку
- Подготовить таблицу химических элементов на каждый стол или одну крупную таблицу для демонстрации.
- Распечатать карточки трёх уровней: минимальный, базовый и повышенный — по одной карточке на каждого ученика.
- Подготовить карточки с формулами H₂, O₂, N₂, Fe, H₂O, CO₂, NaCl, MgO и NH₃ для групповой классификации.
- Вывести на доску или экран памятку: символ — качественный состав; индекс — число атомов; коэффициент — число частиц.
- Подготовить стикеры трёх цветов для приёма «Светофор» и листы для групповых выводов.
- Разместить на доске алгоритм вычисления относительной молекулярной массы: найти элементы; определить индексы; умножить; сложить.
- Подготовить учебник для работы с фрагментом об атомно-молекулярном учении без указания страниц.
- Организовать пары и группы по 3–4 человека, обеспечить каждому ученику тетрадь, линейку и калькулятор по выбору.
- Записать на отдельной карточке значения относительных атомных масс: H — 1, C — 12, N — 14, O — 16, Na — 23, Mg — 24, Al — 27, S — 32, Cl — 35,5, Fe — 56.
Ход урока
Этап 1. Организационный момент и мотивация (3 мин)
Цель этапа: включить учащихся в исследовательскую деятельность и создать проблемную ситуацию.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель приветствует класс и говорит: "Сегодня вы будете не только изучать химические записи, но и работать как исследователи. Проверьте, пожалуйста, наличие тетради, ручки и таблицы химических элементов. На доске записаны H₂O и O₂. Как вы думаете, могут ли эти записи обозначать вещества разного состава, если в обеих есть буква O?" | Проверяют готовность, рассматривают записи, высказывают предположения: "Вода содержит два элемента, а кислород — один". |
2 мин | Учитель применяет приём «Проблемный диалог»: "Почему одна маленькая цифра в формуле способна изменить вещество? Что нужно знать, чтобы уверенно читать химическую формулу? Запишите свой вопрос к уроку на стикере и прикрепите его на доску." | Индивидуально формулируют вопросы, затем прикрепляют стикеры и называют варианты: "Что означает индекс? Как узнать состав вещества? Как посчитать массу молекулы?" |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы увидели, что химическая формула является особым языком науки. Сейчас вспомним необходимые обозначения, а затем сами выведем правила чтения формул."
Этап 2. Актуализация знаний (6 мин)
Цель этапа: актуализировать знания о частицах вещества и символах химических элементов.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель организует приём «Подумай — обсуди в паре — поделись»: "Вспомните, из каких частиц состоят вещества. Сначала ответьте самостоятельно, затем обсудите с соседом. Чем атом отличается от молекулы? Что обозначает символ элемента?" | 30 секунд размышляют, одну минуту обсуждают в парах, затем формулируют: "Атом — частица химического элемента, молекула состоит из атомов и сохраняет свойства вещества"; "Символ обозначает химический элемент". |
3 мин | Учитель показывает карточки H, O, C, Na, Cl, Fe и спрашивает: "Назовите элементы и найдите их в таблице. Какие символы состоят из одной буквы, а какие — из двух? Почему вторую букву нельзя писать заглавной?" | Находят элементы в таблице, называют: "водород, кислород, углерод, натрий, хлор, железо"; объясняют, что символ элемента записывается с заглавной буквы, а в двухбуквенном символе вторая буква строчная. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы вспомнили, что символ обозначает элемент, а атом и молекула — частицы вещества. Теперь проверим, как эти знания помогают различать простые и сложные вещества."
Этап 3. Постановка проблемы и целеполагание (4 мин)
Цель этапа: выявить затруднение при классификации веществ и совместно определить план исследования.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель раздаёт группам карточки H₂, O₂, Fe, H₂O, CO₂, NaCl и говорит: "Разложите карточки на две группы, не пользуясь готовым определением. Объясните, по какому признаку вы разделили формулы. Если мнения в группе расходятся, зафиксируйте оба варианта." | В группах распределяют карточки, выделяют признак: "В первой группе один вид химических элементов, во второй — два или больше". Формулируют затруднение: "Нужно точно определить, что считать видом элемента". |
2 мин | Учитель направляет диалог: "Какой план поможет нам решить проблему? Предлагаю проверить состав формул, уточнить понятия простого и сложного вещества, научиться читать индексы и вычислять относительную молекулярную массу. Что добавим?" | Предлагают план: повторить понятия атома и молекулы, определить смысл формулы и индекса, вспомнить валентность, выполнить вычисления и проверить себя. |
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: научиться читать формулы не по внешнему виду, а по составу и количеству атомов. Переходим к исследованию текста и моделей."
Этап 4. Открытие нового знания. Исследовательская работа (10 мин)
Цель этапа: самостоятельно вывести правила классификации веществ и чтения химической формулы.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
4 мин | Учитель предлагает группам прочитать фрагмент учебника об атомно-молекулярном учении и выполнить задание: "Найдите в тексте три утверждения о веществах, атомах и молекулах. Отметьте знаком плюс новую информацию, знаком вопрос непонятную. Затем составьте общий вывод из двух предложений." | Читают фрагмент с пометками, выделяют утверждения: "Вещества состоят из частиц; атомы сохраняют свойства элемента; молекулы состоят из атомов". Формулируют вывод на листе группы. |
3 мин | Учитель показывает формулы H₂, H₂O и CO₂ и говорит: "Рассмотрите формулы как модели состава. Какая буква сообщает о виде элемента? Что показывает нижний индекс? Что делаем, если индекса нет?" | Называют элементы в формулах, считают атомы: в H₂ — два атома водорода; в H₂O — два атома водорода и один атом кислорода; в CO₂ — один атом углерода и два атома кислорода. Делают вывод: отсутствие индекса означает один атом. |
3 мин | Учитель объясняет через проблемный вопрос: "Почему H₂ и H₂O — разные вещества, хотя в обеих формулах есть водород? Запишите правило: простое вещество состоит из атомов одного элемента, сложное — из атомов разных элементов." Затем показывает запись NaCl и просит назвать состав. | Записывают правило, объясняют: "H₂ — простое вещество, потому что содержит только водород; H₂O — сложное, потому что содержит водород и кислород". Для NaCl называют натрий и хлор. |
Запись в тетрадях
- Химический элемент — определённый вид атомов.
- Простые вещества состоят из атомов одного химического элемента, сложные — из атомов разных элементов.
- В химической формуле символы показывают виды элементов, индекс — число атомов данного элемента.
- Если индекс отсутствует, принимают его значение равным единице.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы вывели правила чтения формул и теперь можем определить качественный и количественный состав. Следующий шаг — понять, как валентность помогает объяснять соотношение атомов в соединении."
Этап 5. Валентность и первичное закрепление (8 мин)
Цель этапа: применить понятие валентности при объяснении составления простейших формул.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель говорит: "Валентность показывает способность атома соединяться с определённым числом других атомов. В учебных примерах водород проявляет валентность I, кислород — II. Посмотрите на формулы H₂O и NH₃. Почему в воде два атома водорода соединены с одним атомом кислорода, а в аммиаке три атома водорода — с одним атомом азота?" | Рассматривают формулы и отвечают: "Кислород двухвалентен и образует две связи, поэтому нужны два атома водорода; азот в данном соединении соединён с тремя атомами водорода". |
3 мин | Учитель раздаёт карточки с формулами и инструкцией: "Для каждой формулы назовите элементы, число атомов и определите, простое это вещество или сложное. Работайте в парах, затем обменяйтесь карточками для проверки." | В парах разбирают H₂, O₂, MgO, CO₂ и NH₃, записывают состав и классификацию. Проверяют работу другой пары и отмечают одну сильную сторону и одну неточность. |
2 мин | Учитель разбирает типичную ошибку: "Ученик записал формулу воды как HO₂, потому что увидел один атом водорода и два атома кислорода в другой формуле. Как объяснить ошибку?" | Объясняют: "Индекс нельзя переносить произвольно; он показывает реальный состав конкретного вещества. HO₂ и H₂O — разные записи и разные вещества". |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы научились читать формулу и объяснять соотношение атомов через валентность. Теперь применим знания к числам — найдём относительную атомную и молекулярную массу."
Этап 6. Самостоятельная работа с дифференциацией (10 мин)
Цель этапа: закрепить умение определять состав формулы и вычислять относительную молекулярную массу на выбранном уровне.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель показывает алгоритм: "Относительная атомная масса берётся из таблицы. Относительная молекулярная масса равна сумме относительных атомных масс всех атомов в формуле. Например, для воды: $M_r(H_2O)=2\cdot1+16=18$. Сначала найдите элементы и индексы, затем умножьте и сложите." | Переписывают алгоритм, задают уточняющие вопросы, называют значение $A_r(O)=16$ и объясняют, почему водород умножается на два. |
5 мин | Учитель предлагает выбор: "Выберите карточку по готовности. Минимальный уровень: определить состав H₂O, CO₂ и NaCl. Базовый уровень: вычислить $M_r(H_2O)$, $M_r(CO_2)$ и $M_r(NH_3)$. Повышенный уровень: сравнить $M_r(CO_2)$ и $M_r(SO_2)$ и объяснить, какое вещество тяжелее по относительной молекулярной массе. Работайте самостоятельно, таблица разрешена." | Выбирают уровень и выполняют задания. Минимальный уровень записывает количество атомов и виды элементов; базовый вычисляет: $M_r(H_2O)=18$, $M_r(CO_2)=44$, $M_r(NH_3)=17$; повышенный получает $M_r(SO_2)=64$ и делает вывод, что диоксид серы имеет большую относительную молекулярную массу. |
3 мин | Учитель проводит самопроверку: "Сверьте решение с эталоном на доске. Не исправляйте молча: подчеркните место ошибки, рядом запишите причину. Если результат отличается, проверьте индекс и значение относительной атомной массы." | Сверяют решения, отмечают ошибки в индексе, выборе элемента или сложении, исправляют запись и ставят условный знак: плюс — выполнено верно, вопрос — нужна помощь. |
Эталон решения
$M_r(H_2O)=2\cdot A_r(H)+A_r(O)=2\cdot1+16=18$. $M_r(CO_2)=A_r(C)+2\cdot A_r(O)=12+2\cdot16=44$. $M_r(NH_3)=A_r(N)+3\cdot A_r(H)=14+3\cdot1=17$. $M_r(SO_2)=A_r(S)+2\cdot A_r(O)=32+2\cdot16=64$.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Каждый из вас выбрал посильный уровень и применил единый алгоритм. Осталось проверить, можете ли вы объяснить результат словами и связать его с общей системой знаний."
Этап 7. Включение в систему знаний и рефлексия (4 мин)
Цель этапа: обобщить изученное, выявить степень достижения цели и зафиксировать затруднения.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель проводит приём «Светофор»: "Поднимите зелёную карточку, если можете по формуле назвать элементы, число атомов и вычислить относительную молекулярную массу; жёлтую — если нужна тренировка; красную — если требуется объяснение с самого начала. Обоснуйте выбор одним предложением." | Поднимают карточки и формулируют самооценку: "Зелёная: умею вычислять массу воды"; "Жёлтая: путаю индекс и коэффициент". |
2 мин | Учитель возвращается к проблемному вопросу: "Почему одна маленькая цифра меняет смысл формулы? Назовите четыре понятия, которые сегодня связали в одну систему." | Отвечают: "Индекс показывает число атомов, поэтому меняет состав вещества"; называют атом, молекулу, химический элемент, формулу, валентность и относительную молекулярную массу. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы разобрались, как химический язык передаёт состав вещества и как по формуле получить числовую характеристику. Завершим урок короткой проверкой и выберем домашнее задание."
Этап 8. Итог урока и домашнее задание (0 мин)
Цель этапа: зафиксировать результат урока и обеспечить осознанный выбор домашней работы.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
0 мин | Учитель сообщает домашнее задание и говорит: "Выберите уровень, ориентируясь не на оценку, а на то, какая задача поможет вам продвинуться. Перед выходом ответьте на контрольный вопрос на стикере." | Записывают выбранный уровень, отвечают на контрольный вопрос: "Что показывает индекс в химической формуле?" |
Критерии оценивания практической работы
- "5" — правильно выполнены все задания выбранной карточки, определены элементы и индексы, вычисления $M_r$ записаны с формулами и единым алгоритмом, объяснение содержит корректные химические термины.
- "4" — выполнено не менее 80 процентов заданий, допущена одна вычислительная или оформительская ошибка, но состав веществ и общий алгоритм определены верно.
- "3" — выполнено не менее половины заданий, различаются простые и сложные вещества, но имеются ошибки в чтении индексов или сложении относительных атомных масс.
Рефлексия
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Что показывает символ элемента, а что показывает индекс в формуле? | Проверка понимания качественного и количественного состава вещества. |
Как отличить простое вещество от сложного по химической формуле? | Выявление сформированности классификационного умения. |
На каком шаге вычисления относительной молекулярной массы возникло затруднение? | Выявление точек затруднения в алгоритме решения. |
Какой уровень домашнего задания вы выбираете и почему? | Развитие самооценки, самостоятельности и осознанного выбора. |
Завершающее слово учителя
"Сегодня мы начали читать химический язык: научились различать простые и сложные вещества, понимать смысл символов и индексов, связывать формулу с атомами и молекулами. Важно не путать индекс с коэффициентом и не изменять формулу произвольно. Если вы ошиблись в вычислении, сначала проверьте состав формулы, а затем арифметику. На следующем уроке мы продолжим составлять формулы веществ и подробнее применим валентность."
Домашнее задание
Уровень | Что задать | Зачем |
|---|---|---|
Базовый (обязательный) | Разобрать 5 формул простых и сложных веществ: назвать элементы, указать число атомов каждого элемента и определить тип вещества; вычислить относительную молекулярную массу двух формул из урока. | Закрепляет чтение символов и индексов; при проверке обратить внимание на отсутствие индекса у одного атома. |
Средний (повышающий) | Выполнить 4 задания на вычисление относительной молекулярной массы веществ по таблице атомных масс, включая формулы с индексами 2 и 3; для двух веществ записать качественный и количественный состав. | Закрепляет алгоритм вычисления и умение связывать формулу с составом; проверить правильность умножения на индексы. |
Продвинутый (дополнительный) | Составить мини-исследование по трём веществам из дома или окружающей среды: записать формулу, классифицировать вещество как простое или сложное, определить число атомов в формуле и вычислить относительную молекулярную массу. | Развивает исследовательское мышление и функциональную грамотность; при проверке оценить корректность формул, классификации и аргументации. |
Контрольные вопросы перед выходом из класса: «Что называют химическим элементом?», «Чем атом отличается от молекулы?», «Как по формуле определить число атомов?», «Как вычислить относительную молекулярную массу вещества?»
