Общая характеристика химических элементов VIIА-группы. Галогены
Цели и задачи
- Цель урока по SMART: к концу урока учащиеся смогут характеризовать элементы VIIА-группы по положению в Периодической системе, строению атомов, изменению свойств в группе и объяснять закономерности на примере фтора, хлора, брома и йода.
- Сформировать представление о галогенах как о химических элементах главной подгруппы VII группы и простых веществах — двухатомных молекулах.
- Научить устанавливать связь между строением внешнего энергетического уровня атома и типичными химическими свойствами галогенов.
- Развивать умение сравнивать элементы по периодической таблице, анализировать информацию и выполнять задания формата ОГЭ.
- Воспитывать ответственное отношение к химическим веществам и осознанный интерес к применению химических знаний в быту и будущей профессии.
Планируемые результаты
Личностные
- Проявляют познавательный интерес к связи строения атома, свойств вещества и его применения.
- Осознают необходимость соблюдения правил безопасного обращения с хлором, бромом, йодом и их соединениями.
- Понимают практическую значимость химических знаний для медицины, промышленности, экологии и подготовки к ОГЭ.
- Формируют ответственное отношение к собственному здоровью при обсуждении токсичности галогенов.
Метапредметные
- Извлекают информацию из Периодической системы и структурируют её в таблице сравнения.
- Устанавливают причинно-следственную связь между увеличением радиуса атома и изменением окислительных свойств.
- Сотрудничают в парах, формулируют выводы и аргументируют ответы.
- Осуществляют самопроверку по эталону и оценивают готовность к заданиям формата ОГЭ.
Предметные
- Знать положение фтора, хлора, брома и йода в VIIА-группе и особенности строения их внешнего энергетического уровня.
- Уметь объяснять, почему простые вещества галогенов имеют молекулярное строение и формулы $F_2$, $Cl_2$, $Br_2$, $I_2$.
- Уметь описывать изменение агрегатного состояния, окраски, радиуса атома и окислительной активности галогенов сверху вниз.
- Владеть алгоритмом характеристики химического элемента по его положению в Периодической системе.
- Уметь выполнять задания на определение наиболее сильного окислителя и установление соответствия «элемент — свойство».
Универсальные учебные действия (УУД)
Личностные УУД
- Осознают значение химической грамотности для безопасного поведения и профессионального самоопределения.
- Связывают изучение галогенов с реальными профессиями химика-технолога, врача, эколога и лаборанта.
- Формируют внутреннюю позицию успешного ученика, способного справиться с заданием ОГЭ.
- Оценивают собственный прогресс без сравнения с одноклассниками.
Регулятивные УУД
- Формулируют цель урока на основе проблемного вопроса.
- Планируют последовательность характеристики элемента по предложенному алгоритму.
- Проверяют ответы по эталону, находят и исправляют ошибки.
- Оценивают степень освоения материала с помощью листа самооценки.
Познавательные УУД
- Находят в Периодической системе номер группы, период, порядковый номер и относительную атомную массу элемента.
- Сравнивают строение атомов и свойства галогенов, выделяют общие признаки и различия.
- Моделируют образование двухатомной молекулы галогена через объединение неспаренных электронов.
- Формулируют вывод о закономерности изменения свойств элементов сверху вниз.
Коммуникативные УУД
- Распределяют роли при работе в парах и согласуют общий ответ.
- Задают уточняющие вопросы по алгоритму характеристики элемента.
- Аргументируют выбор наиболее активного галогена ссылкой на строение атома.
- Корректно воспринимают замечания и предлагают способ исправления ошибки.
Подготовка учителя к уроку
- Подготовить Периодическую систему химических элементов на экране и по одной распечатанной копии на пару.
- Распечатать карточки трёх уровней сложности: по одной карточке на каждого ученика.
- Подготовить таблицу для заполнения: «Элемент — период — электронная конфигурация внешнего уровня — простое вещество — свойство».
- Вывести на доску алгоритм характеристики элемента: положение в Периодической системе → строение атома → возможная степень окисления → свойства простого вещества.
- Подготовить изображения или безопасные образцы упаковки йода, хлорсодержащего отбеливателя и фторсодержащей зубной пасты.
- Подготовить слайд с формулами $F_2$, $Cl_2$, $Br_2$, $I_2$ и фотографиями окраски и агрегатного состояния галогенов.
- Распечатать лист самооценки и мини-задание формата ОГЭ — по одному комплекту на каждого ученика.
- Подготовить маркеры, стикеры четырёх цветов и таймер.
- Не использовать открытые препараты хлора, брома или фтора; отдельно разместить памятку по технике безопасности.
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 и показывает изображения йодного раствора, фторсодержащей зубной пасты и хлорсодержащего средства. «Здравствуйте, ребята. Перед вами вещества, с которыми человек встречается дома и в медицине. Попробуйте определить, что объединяет эти изображения. Сегодня нам важно не просто запомнить названия, а понять, почему элементы одной группы обладают сходными свойствами». | Рассматривают изображения, называют возможную связь: «В составе есть галогены или их соединения». Формулируют предположения. |
2 мин | Учитель называет приём «Проблемный вопрос»: «Почему хлор используют для обеззараживания воды, а йод — как антисептик, хотя оба элемента находятся в одной группе? Как изменяются свойства элементов сверху вниз? Запишите вопрос в начале страницы». | Записывают проблемный вопрос, предлагают гипотезы: «Элементы похожи, но отличаются активностью», «У атомов разное число электронных слоёв». |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Мы увидели, что галогены встречаются в повседневной жизни и имеют одновременно сходства и различия. Теперь вспомним, какие знания помогут объяснить эти особенности».
Этап 2. Актуализация знаний (6 мин)
Цель этапа: актуализировать знания о строении атома, периодическом законе и закономерностях изменения свойств элементов.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель организует приём «Подумай — обсуди в паре — поделись»: «Вспомните, что показывает порядковый номер элемента, как определяется число электронных слоёв и сколько электронов может находиться на внешнем уровне у элементов VII группы. Сначала подумайте самостоятельно, затем обсудите ответ с соседом». | В течение 30 секунд вспоминают определения, 1 минуту обсуждают в парах, затем формулируют ответы: «Порядковый номер равен заряду ядра и числу электронов в нейтральном атоме», «Номер периода показывает число электронных слоёв», «На внешнем уровне у галогенов семь электронов». |
3 мин | Учитель показывает на доске фрагмент Периодической системы с периодами 2–5. «Найдите F, Cl, Br, I. Что у них общего? Что изменяется при движении сверху вниз? Почему радиус атома увеличивается?» Учитель фиксирует ответы в кластере. | Находят элементы в таблице, называют общую группу и разные периоды, объясняют: «Сверху вниз увеличивается число электронных слоёв, поэтому радиус атома растёт». |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Мы вспомнили, что строение внешнего уровня определяет сходство элементов, а увеличение числа электронных слоёв — изменение их свойств. Теперь проверим, как применить эти знания к галогенам».
Этап 3. Постановка проблемы и целеполагание (4 мин)
Цель этапа: сформулировать учебную задачу и алгоритм изучения галогенов.
Посмотрите план целиком
Зарегистрируйтесь — и откройте план урока по этой теме полностью: цели, ход урока и рефлексия по ФГОС.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель демонстрирует два утверждения на экране: «Фтор — самый активный неметалл» и «Йод проявляет более слабые окислительные свойства, чем хлор». «Согласны ли вы с этими утверждениями? Каких знаний пока не хватает для доказательства?» | Отмечают согласие или сомнение стикерами, называют затруднение: «Нужно сравнить строение атомов и способность присоединять электрон». |
2 мин | Учитель предлагает сформулировать цель: «Составьте цель урока по формуле: научиться характеризовать… и объяснять…» Затем показывает план работы: положение в группе, строение атома, свойства простых веществ, изменение активности. | Формулируют цель: «Научиться характеризовать галогены по положению в Периодической системе и объяснять изменение их свойств сверху вниз». Записывают план работы. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Цель определена: от положения элемента мы перейдём к строению атома, а затем объясним свойства простых веществ. Начнём с общего строения галогенов».
Этап 4. Открытие нового знания (12 мин)
Цель этапа: сформировать целостную характеристику элементов VIIА-группы и вывести закономерность изменения их свойств.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
4 мин | Учитель показывает таблицу с F, Cl, Br и I. «Заполните первую часть таблицы. Все эти элементы находятся в главной подгруппе VII группы, или в современной нумерации — 17-й группе. Их называют галогенами, то есть солеродами. Найдите период и порядковый номер каждого элемента». | Заполняют таблицу: F — 2 период, 9; Cl — 3 период, 17; Br — 4 период, 35; I — 5 период, 53. Делают вывод: «У всех семь электронов на внешнем уровне». |
4 мин | Учитель записывает на доске электронные конфигурации внешнего уровня: $ns^2np^5$. «Посмотрите, чего не хватает атомам галогенов до завершения внешнего уровня? Какой типичный ион они образуют? Почему простые вещества имеют двухатомные молекулы?» | Отвечают: «Не хватает одного электрона», «Обычно присоединяют электрон и образуют ионы $X^- $». Объясняют образование общей электронной пары и записывают формулы $F_2$, $Cl_2$, $Br_2$, $I_2$. |
4 мин | Учитель демонстрирует ряд фотографий и проговаривает безопасно: «В обычных условиях фтор и хлор — газы, бром — жидкость, йод — твёрдое вещество. Окраска и плотность изменяются сверху вниз. Главное — окислительная активность уменьшается от фтора к йоду, потому что внешнему электрону атома сверху легче притягивать дополнительный электрон». | Заполняют схему изменения свойств: радиус атома увеличивается; окислительная способность уменьшается; агрегатное состояние изменяется от газа к жидкости и твёрдому веществу. Формулируют вывод: «Фтор — наиболее сильный окислитель среди галогенов». |
Запись в тетрадях
Галогены — элементы 17-й группы: F, Cl, Br, I. Внешний уровень атома содержит семь электронов: $ns^2np^5$. Простые вещества — двухатомные молекулы: $F_2$, $Cl_2$, $Br_2$, $I_2$. Окислительная активность уменьшается сверху вниз: $F_2 > Cl_2 > Br_2 > I_2$.
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Мы установили общую причину сходства галогенов — семь электронов на внешнем уровне, и причину различий — увеличение числа электронных слоёв. Теперь применим этот вывод к конкретным заданиям».
Этап 5. Первичное закрепление. Работа в парах (7 мин)
Цель этапа: закрепить алгоритм характеристики элемента и научиться аргументировать ответы.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель раздаёт карточки с заданием: «Охарактеризуйте хлор по плану: порядковый номер, период, группа, число электронов в атоме, число электронов на внешнем уровне, формула простого вещества, положение в ряду окислительной активности». «Работайте в парах, один ученик называет характеристику, второй проверяет её по Периодической системе, затем поменяйтесь ролями». | В парах составляют характеристику хлора: $Z=17$, 3 период, 17-я группа, 17 электронов, 7 внешних электронов, $Cl_2$, второй по окислительной активности после фтора. Взаимно проверяют записи. |
2 мин | Учитель просит две пары представить ответы и задаёт вопрос: «Почему хлор активнее брома?» При необходимости направляет рассуждение вопросами о радиусе атома и притяжении электрона. | Представляют решение, отвечают: «У атома хлора меньше электронных слоёв и радиус, поэтому ядро сильнее притягивает присоединяемый электрон». |
2 мин | Учитель проводит мини-проверку «Верно — неверно»: «У галогенов на внешнем уровне шесть электронов. Йод — газ при обычных условиях. Фтор сильнее хлора как окислитель. Формула простого вещества брома — $Br_2$». | Поднимают зелёную или красную карточку, исправляют неверные утверждения: «У галогенов семь электронов», «Йод — твёрдое вещество». |
Эталон решения
Хлор имеет порядковый номер 17, значит, в нейтральном атоме 17 электронов. Он расположен в 3-м периоде и 17-й группе, поэтому имеет три электронных слоя и семь электронов на внешнем уровне. Простое вещество образует двухатомные молекулы $Cl_2$. В ряду галогенов хлор менее активен, чем фтор, но активнее брома и йода.
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Алгоритм работает: положение элемента позволяет восстановить строение атома и предсказать свойства простого вещества. Теперь каждый выполнит задание самостоятельно, как на диагностической работе».
Этап 6. Самостоятельная работа с самопроверкой (8 мин)
Цель этапа: проверить индивидуальное понимание закономерностей и снизить тревожность перед заданиями ОГЭ.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
5 мин | Учитель раздаёт мини-карточку формата ОГЭ: «1. Выберите элемент, атом которого имеет семь электронов на внешнем уровне: Na, Cl, O, Ne. 2. Расположите элементы F, Cl, I в порядке уменьшения окислительной активности. 3. Установите соответствие: F — газ; Br — жидкость; I — твёрдое вещество». «Работаем молча, записываем не только ответ, но и короткое обоснование к заданию 2». | Индивидуально выбирают Cl; записывают порядок $F > Cl > I$; устанавливают соответствие: F — газ, Br — жидкость, I — твёрдое вещество. Обосновывают порядок изменением радиуса атома и способности присоединять электрон. |
3 мин | Учитель открывает эталон на экране и предлагает самопроверку: «Сверьте каждый пункт. За правильный ответ поставьте один балл, ошибку не стирайте, а рядом запишите, на каком шаге алгоритма возникло затруднение». Учитель собирает сигналы светофора. | Проверяют ответы, подсчитывают баллы, отмечают затруднение. Поднимают зелёную карточку при полном понимании, жёлтую — при частичном, красную — если нужна помощь. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Ошибки в подобных заданиях обычно возникают не из-за сложной химии, а из-за пропуска шага алгоритма. Мы увидели, как быстро проверить себя по группе, периоду и числу внешних электронов. Осталось обобщить материал и ответить на проблемный вопрос».
Этап 7. Рефлексия и домашнее задание (5 мин)
Цель этапа: обобщить знания, оценить результат и объяснить практическое различие между галогенами.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель возвращается к проблемному вопросу: «Почему хлор применяют для обеззараживания воды, а йод — как антисептик, если оба относятся к галогенам? Сформулируйте ответ по схеме: общее свойство — различие — практическое следствие». | Формулируют: «Оба являются активными неметаллами и окислителями, но хлор активнее йода, а конкретное применение зависит от свойств веществ, концентрации и безопасности». |
1 мин | Учитель проводит приём «Одноминутная запись»: «Закончите два предложения: “Сегодня я научился…” и “Мне нужно повторить…”». | Записывают по одному предложению, называют один освоенный алгоритм и одно затруднение. |
2 мин | Учитель объясняет домашнее задание и критерии выполнения: «Выберите уровень, но базовое задание выполняют все. Важно не переписывать готовый ответ, а использовать алгоритм характеристики». | Записывают домашнее задание, задают уточняющие вопросы, сдают листы самооценки. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Сегодня вы научились характеризовать галогены по положению в Периодической системе и объяснять изменение их активности. Проверьте дома себя по тому же алгоритму: положение — строение — свойства — применение».
Критерии оценивания практической работы
- «5» — правильно выполнены все три задания самостоятельной работы, порядок окислительной активности обоснован строением атома, формулы $F_2$, $Cl_2$, $Br_2$, $I_2$ записаны без ошибок.
- «4» — выполнены два задания полностью и одно с одной неточностью; общий вывод об изменении свойств галогенов сформулирован верно.
- «3» — правильно выполнено не менее двух базовых пунктов, но допущены ошибки в характеристике элемента или объяснении изменения активности.
Рефлексия
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Что общего в строении внешнего уровня атомов галогенов? | Проверка осознания причины сходства элементов группы. |
Как изменяется окислительная активность от фтора к йоду и почему? | Выявление понимания закономерности и причинно-следственной связи. |
Какой шаг алгоритма характеристики элемента оказался самым сложным? | Выявление точек затруднения для последующей коррекции. |
Насколько уверенно вы готовы выполнить подобное задание ОГЭ: уверенно, с подсказкой или пока неуверенно? | Субъективная оценка освоения темы и снижение экзаменационной тревожности. |
Завершающее слово учителя
«Сегодня мы установили, что галогены имеют семь электронов на внешнем уровне, поэтому их свойства во многом сходны. При движении сверху вниз увеличивается радиус атома и уменьшается окислительная активность: фтор активнее хлора, а хлор активнее брома и йода. Обращайте внимание на типичную ошибку: нельзя путать свойства атома элемента и свойства простого вещества. На следующем уроке мы рассмотрим химические свойства галогенов и их взаимодействие с металлами и водородом».
Домашнее задание
Уровень | Что задать | Зачем |
|---|---|---|
Базовый (обязательный) | Составить характеристику брома и йода по алгоритму урока: положение в Периодической системе, строение атома, число электронов на внешнем уровне, формула простого вещества, агрегатное состояние. Выполнить 4 коротких задания на выбор наиболее сильного окислителя среди F, Cl, Br и I. | Закрепляет алгоритм характеристики элемента и проверяет понимание закономерности изменения свойств сверху вниз. |
Средний (повышающий) | Выполнить 4–5 заданий на установление соответствия «элемент — электронная конфигурация — формула простого вещества — агрегатное состояние» и письменно объяснить, почему $Cl_2$ окислитель сильнее $I_2$. | Развивает умение работать с информацией и аргументировать ответ, как в заданиях ОГЭ. |
Продвинутый (дополнительный) | Подготовить мини-сообщение на 8–10 предложений об одном применении соединений фтора, хлора, брома или йода: указать пользу, возможные риски и правило безопасного обращения. | Формирует естественно-научную и функциональную грамотность, связывает свойства галогенов с жизненными и профессиональными ситуациями. |
Контрольные вопросы перед выходом: «Какая общая электронная конфигурация внешнего уровня у галогенов? Какова формула простого вещества хлора? Как изменяется окислительная активность в группе? Какой галоген является наиболее сильным окислителем?»
