Химические связи и кристаллические решётки
Цели и задачи
- Цель по SMART: к концу урока учащиеся научатся по составу и типу химической связи определять вид кристаллической решётки вещества, объяснять её свойства и выполнять не менее 3 из 4 заданий формата ОГЭ без существенных ошибок.
- Сформировать представление о причинах образования ионной, ковалентной и металлической связей.
- Научить устанавливать связь между типом химической связи, строением кристаллической решётки и физическими свойствами вещества.
- Развивать умение анализировать формулы веществ, сравнивать модели и аргументировать выводы в парной работе.
- Воспитывать ответственное отношение к учебной деятельности, уверенность при выполнении заданий формата ОГЭ и интерес к применению химических знаний в профессиях.
Планируемые результаты
Личностные
- Осознавать практическую значимость знаний о строении веществ для выбора безопасных материалов в быту и будущей профессиональной деятельности.
- Проявлять учебную мотивацию через понимание связи темы с заданиями ОГЭ.
- Оценивать собственную готовность применять алгоритм определения типа связи.
- Соблюдать правила сотрудничества и уважительно относиться к аргументам одноклассников.
Метапредметные
- Извлекать информацию из схем, моделей, формул и таблиц, преобразовывать её в краткий алгоритм.
- Сравнивать вещества по типу связи, строению решётки и физическим свойствам.
- Планировать решение задания ОГЭ и проверять результат по критериям.
- Формулировать выводы, аргументировать ответ и корректировать ошибочные рассуждения.
- Использовать цифровую презентацию и визуальные модели для анализа химической информации.
Предметные
- Знать определения ионной, ковалентной неполярной, ковалентной полярной и металлической связей.
- Знать виды кристаллических решёток: ионную, атомную, молекулярную и металлическую.
- Уметь определять тип связи в веществах $NaCl$, $Cl_2$, $HCl$, $Cu$, $SiO_2$.
- Уметь объяснять твёрдость, электропроводность, летучесть и температуру плавления вещества через строение его решётки.
- Владеть алгоритмом выполнения заданий ОГЭ на соответствие между формулой, химической связью, решёткой и свойством.
Универсальные учебные действия (УУД)
Личностные УУД
- Определяют личный учебный результат на уроке и соотносят его с подготовкой к ОГЭ.
- Осознают ценность точного химического объяснения свойств веществ.
- Проявляют настойчивость при разборе задания с несколькими шагами.
- Оценивают собственный прогресс без сравнения себя с другими учащимися.
Регулятивные УУД
- Формулируют цель урока на основе проблемного вопроса.
- Планируют последовательность определения типа связи и решётки.
- Осуществляют самопроверку по эталону и находят причину ошибки.
- Корректируют решение после обсуждения в паре.
- Оценивают результат по заданным критериям.
Познавательные УУД
- Выделяют существенные признаки химических связей и кристаллических решёток.
- Классифицируют вещества по составу и строению.
- Устанавливают причинно-следственную связь между строением и свойствами.
- Моделируют расположение частиц в различных решётках.
- Работают с формулами, схемами и заданиями формата ОГЭ.
Коммуникативные УУД
- Распределяют роли в паре и согласуют общий ответ.
- Формулируют уточняющие вопросы по химическому объяснению.
- Аргументируют выбор типа связи и кристаллической решётки.
- Слушают партнёра и корректно указывают на ошибку.
- Представляют общий вывод классу.
Подготовка учителя к уроку
- Подготовить презентацию со схемами образования связей и четырьмя моделями кристаллических решёток: ионной, атомной, молекулярной и металлической.
- Распечатать карточки для парной работы — 15 комплектов по 4 задания: $NaCl$, $Cl_2$, $HCl$, $Cu$.
- Распечатать индивидуальные карточки формата ОГЭ — по одной на каждого ученика, всего 30 экземпляров.
- Подготовить цветные жетоны или стикеры трёх цветов для приёма «Светофор» — по одному комплекту на парту.
- Подготовить пластиковые шарики или изображения частиц для демонстрации моделей решёток — 4 набора на группы.
- Вывести на доску алгоритм: состав вещества → тип связи → частицы в узлах → вид решётки → свойства.
- Подготовить слайд с таблицей свойств веществ и слайд с эталоном решения заданий.
- Оборудовать рабочее место проектором или интерактивной доской, доской и маркерами.
- Освободить пространство у парт для короткой физкультминутки без химических реактивов.
Ход урока
Этап 1. Организационный момент и мотивация (3 мин)
Цель этапа: включить учащихся в учебную деятельность и показать практическую значимость темы.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель приветствует класс: "Здравствуйте, ребята. Проверьте, пожалуйста, наличие тетради, ручки и карточки для работы. Сегодня мы будем не просто повторять определения, а учиться объяснять, почему одни вещества проводят ток, другие легко плавятся, а третьи отличаются высокой твёрдостью. Это умение встречается в заданиях ОГЭ и помогает понимать свойства материалов." | Проверяют готовность, записывают дату, настраиваются на работу. |
2 мин | Учитель показывает изображения поваренной соли, медной проволоки и кристалла кварца и спрашивает: "Перед вами вещества с разными свойствами. Почему соль хрупкая, медь проводит электрический ток, а кварц очень твёрдый? Можно ли ответить на этот вопрос, если знать только названия веществ? Сегодня мы найдём общий ключ — строение частиц и характер их связи." | Рассматривают изображения, выдвигают предположения: "Вещества имеют разное строение", "частицы соединены по-разному". |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Ваши предположения показывают, что свойства вещества связаны не только с его составом, но и со строением. Сначала вспомним, какие частицы участвуют в образовании химической связи."
Этап 2. Актуализация знаний (5 мин)
Цель этапа: актуализировать знания об электроотрицательности, атомах, ионах и видах химической связи.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель организует приём «Подумай — обсуди в паре»: "За 30 секунд самостоятельно вспомните, что происходит с электронами при образовании химической связи. Затем обсудите ответ с соседом и подготовьте одну точную формулировку." | Сначала записывают индивидуальное объяснение, затем обсуждают его в паре и формулируют: "Атомы отдают, принимают или обобществляют электроны". |
3 мин | Учитель показывает на экране формулы $NaCl$, $Cl_2$, $HCl$, $Cu$ и спрашивает: "Какие частицы входят в состав каждого вещества? Где мы видим металл и неметалл? Как различие электроотрицательностей может повлиять на связь?" Учитель фиксирует ответы в виде краткой схемы. | Определяют элементы в формулах, отвечают: "$NaCl$ состоит из металла и неметалла", "$Cl_2$ — из одинаковых атомов неметалла", "$Cu$ — металл". Предполагают разные способы удержания электронов. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы вспомнили, что химическая связь связана с электронами внешнего уровня и составом элементов. Но одного определения связи недостаточно: нужно увидеть, как частицы располагаются в твёрдом веществе."
Этап 3. Постановка проблемы и целеполагание (4 мин)
Цель этапа: сформулировать учебную проблему и алгоритм её решения.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель демонстрирует два утверждения на доске: "$NaCl$ и $CO_2$ — твёрдые вещества" и "поваренная соль проводит ток в растворе, а твёрдый углекислый газ — нет". Учитель спрашивает: "Если оба вещества твёрдые, почему их свойства так различаются? Какой информации нам не хватает?" | Сравнивают утверждения, называют недостающую информацию: "Нужно знать, какие частицы находятся в веществе и как они связаны". |
2 мин | Учитель направляет формулировку цели: "Предложите план, который поможет ответить на проблемный вопрос. Что определим сначала, что затем и чем закончим?" Учитель записывает на доске алгоритм: состав — связь — частицы в узлах — решётка — свойства. | Формулируют цель: "Научиться определять тип связи и кристаллическую решётку, а затем объяснять свойства". Записывают алгоритм в тетрадь. |
Посмотрите план целиком
Зарегистрируйтесь — и откройте план урока по этой теме полностью: цели, ход урока и рефлексия по ФГОС.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "План у нас есть. Теперь проверим его на конкретных веществах и сами установим, какие решётки существуют и чем они отличаются."
Этап 4. Открытие нового знания (12 мин)
Цель этапа: установить соответствие между типом химической связи, частицами в узлах решётки и свойствами вещества.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
4 мин | Учитель показывает четыре модели и говорит: "Рассмотрим ионную решётку. В узлах находятся положительные и отрицательные ионы, между которыми действуют силы притяжения. Поэтому кристалл твёрдый, но при ударе слои смещаются и ионы одного знака оказываются рядом — кристалл раскалывается. В твёрдом состоянии ионы закреплены, поэтому ток почти не проводят, а в расплаве или растворе могут перемещаться." | Рассматривают модель, подписывают в таблице: ионная решётка — ионы — твёрдость, хрупкость, проводимость в расплаве и растворе. Формулируют пример: "$NaCl$". |
3 мин | Учитель обращается к атомной решётке: "В узлах атомы, соединённые прочными ковалентными связями. Представьте сеть, где каждый атом связан с соседними. Как это повлияет на свойства? Почему алмаз твёрдый, а электрический ток обычно не проводит?" | По модели определяют атомную решётку, отвечают: "Связи прочные, поэтому вещество очень твёрдое и тугоплавкое; свободных заряженных частиц нет". Записывают примеры $C$, $SiO_2$. |
3 мин | Учитель показывает молекулярную решётку: "В узлах расположены молекулы, а между молекулами действуют более слабые силы. Сравните её с атомной решёткой. Что произойдёт с температурой плавления и летучестью?" | Сравнивают модели, делают вывод: "Молекулярные вещества обычно имеют низкие температуры плавления и могут быть летучими; ток не проводят". Приводят примеры $I_2$, $CO_2$, $H_2O$. |
2 мин | Учитель демонстрирует металлическую решётку: "В узлах находятся атомы или положительные частицы металла, а валентные электроны перемещаются по всему кристаллу. Поэтому металлы проводят ток и тепло, имеют металлический блеск и пластичность." Учитель просит назвать пример и объяснить проводимость. | Называют $Cu$, $Al$, $Fe$, объясняют: "Свободно перемещающиеся электроны переносят заряд". Заполняют последнюю строку сравнительной таблицы. |
Запись в тетрадях
Учащиеся записывают: «Кристаллическая решётка — упорядоченное расположение частиц в кристалле. Ионная решётка: ионы; атомная: атомы; молекулярная: молекулы; металлическая: частицы металла и общие подвижные электроны. Свойства вещества определяются частицами в узлах и характером взаимодействия между ними».
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Теперь у нас есть главное правило: сначала определяем состав и связь, затем выясняем, какие частицы образуют кристалл, и только после этого объясняем свойства. Проверим правило на заданиях, похожих на задания ОГЭ."
Этап 5. Физкультминутка (2 мин)
Цель этапа: снять напряжение и закрепить классификацию решёток через двигательную активность.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель проводит физкультминутку: "Если я называю ионную решётку, соедините ладони попарно; атомную — вытяните руки вверх, изображая прочную сеть; молекулярную — округлите руки, показывая отдельную молекулу; металлическую — выполните плавное движение руками, изображая поток электронов. Я называю вещества, а вы показываете соответствующий тип решётки: соль, алмаз, йод, медь." | Выполняют движения по инструкции и показывают: соль — ионная, алмаз — атомная, йод — молекулярная, медь — металлическая. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы повторили классификацию не только словами, но и движением. Теперь применим алгоритм письменно и научимся объяснять каждый ответ."
Этап 6. Первичное закрепление в парах (7 мин)
Цель этапа: отработать алгоритм определения связи и решётки в совместной деятельности.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель раздаёт каждой паре карточку и объясняет: "Работаем по алгоритму. В каждой строке запишите тип связи, вид решётки и одно свойство, которое объясняется этим строением. Сначала каждый решает один пример, затем вы сравниваете ответы и готовите общий вывод." | Получают карточки, распределяют между собой формулы и читают критерии ответа. |
4 мин | Учитель предлагает задания: "$NaCl$, $Cl_2$, $HCl$, $Cu$. Определите тип химической связи и кристаллическую решётку вещества, если оно находится в кристаллическом состоянии. Для молекулярных веществ укажите частицы в узлах." Учитель перемещается между парами и задаёт вопросы: "Какие элементы входят в формулу? Есть ли перенос электронов или их обобществление?" | В парах заполняют таблицу. Формулируют: "$NaCl$ — ионная связь и ионная решётка; $Cl_2$ — ковалентная неполярная связь и молекулярная решётка; $HCl$ — ковалентная полярная связь и молекулярная решётка; $Cu$ — металлическая связь и металлическая решётка". |
2 мин | Учитель организует проверку: "Поднимите карточку той пары, которая готова объяснить $NaCl$. Не называйте только ответ — обязательно скажите, на каком признаке он основан." После ответов учитель показывает эталон на доске. | Представители двух пар объясняют решения. Остальные сверяют записи и исправляют ошибки цветной ручкой. |
Эталон решения
Для $NaCl$: 1) в составе металл $Na$ и неметалл $Cl$; 2) электрон передаётся от атома натрия к атому хлора; 3) образуются ионы $Na^+$ и $Cl^-$; 4) в узлах находятся ионы, значит решётка ионная; 5) вещество твёрдое и хрупкое, проводит электрический ток в расплаве или растворе. Для $Cl_2$: одинаковые атомы обобществляют электронную пару, связь ковалентная неполярная; в узлах молекулы, поэтому решётка молекулярная.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Вы увидели, что правильный ответ получается не угадыванием свойства, а последовательным анализом формулы. Теперь каждый самостоятельно проверит, насколько уверенно владеет этим алгоритмом."
Этап 7. Самостоятельная работа с самопроверкой (8 мин)
Цель этапа: диагностировать индивидуальное понимание темы и снизить тревожность перед заданиями ОГЭ.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
5 мин | Учитель раздаёт индивидуальную карточку: "Выполните четыре задания самостоятельно. 1. Установите соответствие: $KBr$, $O_2$, $SiO_2$, $Al$ — тип решётки. 2. Выберите вещество, проводящее ток в твёрдом состоянии: $NaCl$, $Cu$, $I_2$. 3. Объясните высокую твёрдость $SiO_2$. 4. Укажите тип связи в $H_2O$ и $N_2$. Записывайте краткое обоснование, а не только букву ответа." | Индивидуально решают задания, применяют алгоритм, подчёркивают ключевые признаки в формулах. |
3 мин | Учитель выводит эталон: "$KBr$ — ионная; $O_2$ — молекулярная; $SiO_2$ — атомная; $Al$ — металлическая. Ток в твёрдом состоянии проводит $Cu$. $SiO_2$ твёрд из-за прочных ковалентных связей в атомной решётке. В $H_2O$ связь ковалентная полярная, в $N_2$ — ковалентная неполярная." Учитель просит отметить количество верных ответов и поднять сигнал светофора. | Сверяют решения, считают баллы, отмечают зелёным, жёлтым или красным стикером уровень уверенности; исправляют одну ошибку с пояснением причины. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Если ошибка возникла, это не повод тревожиться: мы нашли конкретный шаг алгоритма, который нужно повторить. В завершение свяжем знания о решётках с практическими свойствами веществ и сформулируем личный результат урока."
Этап 8. Рефлексия и домашнее задание (4 мин)
Цель этапа: осознать результат обучения, выявить затруднения и получить дифференцированное домашнее задание.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель предлагает приём «Билет на выход»: "Закончите три предложения: сегодня я научился определять…; теперь я могу объяснить свойство…; мне нужно повторить…" Затем задаёт вопрос: "Какой шаг алгоритма особенно важен в задании ОГЭ?" | Заполняют билет на выход, пишут: "сначала определить состав и тип связи, затем частицы в узлах и решётку". Называют личное затруднение. |
2 мин | Учитель сообщает домашнее задание и говорит: "Выберите уровень с учётом сегодняшнего результата. Базовый обязателен для всех, повышающий и дополнительный помогут подготовиться к заданиям повышенной сложности. Запишите выбранный вариант и контрольные вопросы." | Записывают задание, отмечают выбранный уровень, задают уточняющие вопросы. |
Критерии оценивания практической работы
- «5» — правильно выполнены все 4 задания, для каждого вещества верно определены тип связи и решётка, приведено не менее двух корректных объяснений свойств.
- «4» — правильно выполнены 3 задания из 4, допущена не более одной неточности в объяснении свойства или названии частиц в узлах.
- «3» — правильно выполнены 2 задания из 4, тип связи определён преимущественно верно, но объяснение строения и свойств неполное.
- Результат ниже отметки «3» означает необходимость повторить алгоритм и выполнить аналогичные задания с опорой на таблицу.
Рефлексия
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Что нового вы узнали о связи между кристаллической решёткой и свойствами вещества? | Выявление осознания причинно-следственной связи между строением и свойствами. |
Какой шаг алгоритма определения решётки оказался самым сложным? | Выявление точек затруднения для последующей коррекции. |
Почему медь проводит ток в твёрдом состоянии, а хлорид натрия — нет? | Проверка понимания роли подвижных электронов и ионов. |
Насколько уверенно вы теперь решите подобное задание ОГЭ: зелёный, жёлтый или красный сигнал? | Субъективная оценка освоения темы и эмоционального состояния учащихся. |
Завершающее слово учителя
"Сегодня мы установили, что свойства вещества нельзя объяснить только его формулой: важно знать, какие частицы находятся в узлах кристаллической решётки и как они взаимодействуют. Мы научились различать ионную, атомную, молекулярную и металлическую решётки и применять алгоритм в заданиях формата ОГЭ. Типичная ошибка — сразу угадывать свойство, не определив сначала тип связи и частицы в узлах. На следующем уроке мы продолжим связывать строение вещества с его физическими и химическими свойствами."
Домашнее задание
Уровень | Что задать | Зачем |
|---|---|---|
Базовый (обязательный) | Составить таблицу для 6 веществ, включив формулу, тип химической связи, вид кристаллической решётки и одно свойство; выполнить 3 задания на определение связи по формуле. | Закрепляет базовый алгоритм; при проверке обратить внимание на различение молекулярной и атомной решёток. |
Средний (повышающий) | Решить 4 задания формата ОГЭ на соответствие между веществом, типом связи, решёткой и свойством; письменно объяснить, почему $NaCl$ проводит ток в растворе, а $Cu$ — в твёрдом состоянии. | Формирует умение применять знания в новой формулировке и аргументировать ответ. |
Продвинутый (дополнительный) | Подготовить мини-сообщение или схему «Как строение решётки определяет применение материала» для двух веществ, например металла и атомного кристалла; привести по две связи между строением и свойствами. | Развивает функциональную грамотность, анализ и умение создавать объяснительную модель. |
Контрольные вопросы перед выходом: «Какие частицы находятся в узлах ионной решётки?», «Какая связь в молекуле $N_2$?», «Почему металлы проводят электрический ток?», «Какой первый шаг алгоритма определения кристаллической решётки?»
