Периодическая система химических элементов в свете теории строения атома
Цели и задачи
- Цель: К концу урока учащиеся смогут объяснять физический смысл порядкового номера элемента, номера периода и группы, а также устанавливать причинно-следственные связи между строением атома и положением элемента в ПСХЭ для успешного выполнения заданий №2 и №3 ОГЭ.
- Образовательная задача: раскрыть физический смысл периодического закона и структуры таблицы Менделеева на основе электронного строения атомов.
- Развивающая задача: развивать навыки логического мышления, умение анализировать информацию из таблицы и переводить её в графические схемы строения атомов.
- Воспитательная задача: формировать уверенность в своих силах при подготовке к государственной итоговой аттестации через отработку практических навыков.
Планируемые результаты
Личностные
- Формирование научного мировоззрения на основе современных представлений о строении материи.
- Развитие ответственного отношения к обучению и готовности к осознанному выбору профиля дальнейшего образования (подготовка к ОГЭ).
- Умение управлять своим эмоциональным состоянием в ситуациях контроля знаний.
Метапредметные
- Познавательные: умение классифицировать объекты, строить логические рассуждения и делать выводы на основе визуальных моделей.
- Регулятивные: владение навыками самоконтроля и самооценки в соответствии с заданными критериями (эталонами ОГЭ).
- Коммуникативные: умение эффективно работать в паре, распределять обязанности и приходить к общему решению.
Предметные
- Знать физический смысл порядкового номера, номера периода и номера группы (для главных подгрупп).
- Уметь составлять схемы строения атомов первых 20 элементов ПСХЭ.
- Уметь объяснять закономерности изменения свойств элементов (радиус атома, электроотрицательность, металлические свойства) в периодах и группах.
Универсальные учебные действия (УУД)
Личностные УУД
- Смыслообразование: установление связи между учебной деятельностью и будущим экзаменационным испытанием.
- Самоопределение: осознание своих возможностей в изучении естественных наук.
Регулятивные УУД
- Целеполагание как постановка учебной задачи на основе соотнесения того, что уже известно, и того, что предстоит узнать.
- Коррекция: внесение необходимых дополнений в план действий в случае расхождения с эталоном.
Познавательные УУД
- Моделирование: преобразование абстрактных понятий о строении атома в наглядные графические схемы.
- Поиск и выделение необходимой информации из периодической таблицы.
Коммуникативные УУД
- Управление поведением партнера: контроль и оценка действий напарника при взаимопроверке.
- Умение с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли.
Подготовка учителя к уроку
- Подготовить мультимедийную презентацию с анимацией заполнения электронных оболочек атомов (1-3 периоды).
- Распечатать карточки с заданиями в формате ОГЭ (задания №2 и №3) по количеству учеников.
- Проверить работоспособность интерактивной доски и доступ к виртуальной лаборатории или симулятору строения атома (например, Phet Interactive Simulations).
- Подготовить демонстрационную таблицу Менделеева большого формата.
- Сформировать комплекты для парной работы: листы формата А3 и маркеры для составления кластеров.
Ход урока
Этап 1. Организационный момент и мотивация (3 мин)
Цель этапа: создать психологический настрой на работу, актуализировать значимость темы для предстоящего экзамена ОГЭ.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | «Здравствуйте, девятиклассники! Сегодня на наших столах — главный инструмент химика, Периодическая система. Вы знаете, что задания №2 и №3 в ОГЭ посвящены именно строению атома и периодическому закону. Сегодня мы превратим эту таблицу из набора цифр в понятную карту, которая сама будет подсказывать вам правильные ответы. Проверьте, у всех ли на столах есть учебник, тетрадь и персональная таблица Менделеева?» | Приветствуют учителя, проверяют наличие необходимых принадлежностей, настраиваются на работу. |
2 мин | Учитель демонстрирует слайд с заданием №2 из демоверсии ОГЭ: «Посмотрите на экран. Здесь зашифрован элемент. Чтобы его узнать за 10 секунд, нам нужно понимать логику таблицы. Кто готов сегодня стать экспертом по расшифровке атомных кодов?» | Смотрят на слайд, осознают практическую значимость темы, выражают готовность к изучению. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Отлично, мотивация есть. Но чтобы строить здание, нужен фундамент. Давайте вспомним, из чего состоит атом.»
Этап 2. Актуализация знаний и фиксация затруднения (5 мин)
Цель этапа: повторить базовые понятия строения атома и выявить границу между знанием и незнанием.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель проводит приём «Блиц-опрос»: «Вспомним физику и химию 8 класса. Что показывает порядковый номер элемента? Как найти число протонов, электронов и нейтронов? Чему равен заряд ядра? Давайте быстро: Элемент №11. Сколько протонов? Какой заряд ядра?» | Отвечают с места: «Порядковый номер равен числу протонов и электронов», «Заряд ядра положителен и равен номеру», «У натрия (№11) 11 протонов, 11 электронов, заряд ядра +11». |
2 мин | «А теперь вопрос на засыпку: почему натрий и калий находятся в одной группе и оба бурно реагируют с водой, хотя у одного 11 электронов, а у другого 19? Что у них общего в строении, что диктует им такое поведение? И почему натрий во 2-м периоде, а калий в 4-м?» | Сталкиваются с затруднением. Предполагают: «Может, дело в слоях?», «Наверное, электроны как-то по-особому распределены», но точно сформулировать не могут. |
Посмотрите план целиком
Зарегистрируйтесь — и откройте план урока по этой теме полностью: цели, ход урока и рефлексия по ФГОС.
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Мы видим, что просто знать количество электронов мало. Нужно понять, как они расселяются по "квартирам"-оболочкам. Это и будет темой нашего открытия.»
Этап 3. Построение проекта выхода из затруднения (4 мин)
Цель этапа: сформулировать цель урока и составить план исследования.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | «Ребята, какую цель мы поставим? Что нам нужно узнать о связи таблицы и атома?» Учитель корректирует ответы детей, выводя на SMART-цель. | Формулируют: «Узнать, как связаны номер периода и группы со строением атома», «Научиться рисовать схемы электронов». |
2 мин | «Давайте составим план: 1. Изучить, что такое электронные слои. 2. Найти связь между номером периода и числом слоев. 3. Найти связь между номером группы и числом внешних электронов. Согласны?» | Записывают план в тетрадь или фиксируют визуально на слайде. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «План готов. Приступаем к исследованию. Сегодня вы — первооткрыватели микромира.»
Этап 4. Реализация проекта (Открытие нового знания) (12 мин)
Цель этапа: через работу с ИКТ и таблицей выявить основные закономерности строения атома.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
5 мин | Учитель использует ИКТ (симулятор строения атома): «Посмотрите на экран. Я добавляю электроны атому Лития, Бериллия, Бора. Что происходит с их энергией? Они располагаются на одном слое или разных? А теперь посмотрим на Натрий. Сколько слоев появилось?» Учитель просит сравнить номер периода и количество дуг (слоев) на схеме. | Наблюдают за анимацией. Делают вывод: «Количество электронных слоев равно номеру периода». Записывают это правило в тетрадь. |
7 мин | Учитель организует мини-исследование: «Теперь посмотрите на элементы I группы (главной подгруппы): H, Li, Na. Нарисуйте в тетради только их последний электронный слой. Что вы заметили? А теперь посмотрите на VII группу: F, Cl. Сколько электронов на их последнем рубеже?» | Работают с таблицей, рисуют схемы. Отвечают: «У элементов первой группы на последнем слое 1 электрон, у седьмой — 7». Формулируют вывод: «Для элементов главных подгрупп число электронов на внешнем слое равно номеру группы». |
Запись в тетрадях
- Порядковый номер = Z = p+ = e-
- Номер периода = число электронных слоев (энергетических уровней).
- Номер группы (А) = число электронов на внешнем слое (валентных электронов).
- Максимальное число электронов на уровне: N = 2n².
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Мы расшифровали код Менделеева! Теперь мы знаем, почему элементы стоят именно на своих местах. Применим это на практике.»
Этап 5. Первичное закрепление. Работа в парах (7 мин)
Цель этапа: закрепить полученные знания через выполнение заданий в парах с применением приёма «Think-Pair-Share».
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
7 мин | Учитель раздает карточки с заданием: «Даны три элемента: Магний, Алюминий, Кремний. Задание для пар: 1. Определите их положение в таблице. 2. Изобразите схемы строения их атомов. 3. Расположите их в порядке возрастания металлических свойств, объяснив это с точки зрения радиуса атома (чем больше электронов на внешнем слое при одинаковом числе слоев, тем сильнее они притягиваются к ядру, и радиус меньше). Помните, это прототип задания №3 ОГЭ!» | Индивидуально думают (30 сек), затем обсуждают в паре (2 мин). Рисуют схемы: Mg +12 )2)8)2; Al +13 )2)8)3; Si +14 )2)8)4. Делают вывод: металлические свойства ослабевают от Mg к Si, так как растет заряд ядра и число внешних электронов, радиус уменьшается. |
Эталон решения
Элементы 3-го периода. У всех 3 электронных слоя. Слева направо (Mg → Al → Si) заряд ядра растет (+12, +13, +14), число внешних электронов растет (2, 3, 4). Сила притяжения внешних электронов к ядру увеличивается, атом сжимается (радиус уменьшается), способность отдавать электроны (металлические свойства) падает.
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Вы отлично справились с парной работой. Теперь проверим, как каждый из вас готов к ОГЭ индивидуально.»
Этап 6. Самостоятельная работа с самопроверкой (7 мин)
Цель этапа: индивидуальная проверка усвоения материала, диагностика пробелов.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
5 мин | Учитель выводит на экран мини-тест из 4 вопросов (аналоги заданий №2 и №3 ОГЭ). «Работаем самостоятельно. На выполнение — 5 минут. Пользуйтесь только своей таблицей Менделеева.» | Выполняют тест в тетрадях. Пример вопроса: «Выберите два элемента, у которых на внешнем слое 6 электронов: S, O, C, N, Si». |
2 мин | Учитель открывает слайд с ответами и критериями. «Проверьте себя. Если 4 правильных — "5", 3 — "4". Поднимите руки, у кого "5"?» | Проверяют свои работы по эталону, выставляют баллы на полях. Поднимают руки, сигнализируя об успехе. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Вижу много рук — это радует! Те, у кого возникли ошибки, не расстраивайтесь, у нас будет домашнее задание для закрепления.»
Этап 7. Рефлексия и домашнее задание (7 мин)
Цель этапа: осознание результатов деятельности, постановка задач на самоподготовку.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
4 мин | Проводит рефлексию «Билет на выход». «На маленьких листочках напишите: 1. Что сегодня было самым понятным? 2. В каком вопросе ОГЭ вы теперь чувствуете себя уверенно? 3. Что осталось "туманным"? Сдайте их мне при выходе.» | Заполняют листочки рефлексии, анализируя свой прогресс за урок. |
3 мин | Учитель диктует домашнее задание, поясняя уровни сложности. «Обратите внимание на продвинутый уровень — там задача на межпредметные связи с физикой про изотопы.» | Записывают задание в дневники, задают уточняющие вопросы. |
Критерии оценивания практической работы
- «5» — ученик безошибочно определяет состав атома и его электронную схему, верно объясняет закономерности изменения свойств в периодах/группах, выполнил тест без ошибок.
- «4» — допущены 1-2 негрубые ошибки в схемах строения атома или одна ошибка в тестовой части, логика объяснения закономерностей сохранена.
- «3» — ученик умеет определять общее число электронов и протонов, но затрудняется в распределении их по слоям или не может объяснить изменение свойств элементов.
Рефлексия
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Как номер периода помогает мне нарисовать атом? | Осознание связи между структурой таблицы и физической моделью атома. |
Почему число электронов на внешнем слое — это «лицо» элемента? | Понимание химической сути валентных электронов и их влияния на свойства. |
Какое задание из ОГЭ (№2 или №3) теперь кажется мне проще? | Субъективная оценка готовности к экзамену и снижение уровня стресса. |
Завершающее слово учителя
«Сегодня мы сделали важный шаг к успешному ОГЭ. Мы увидели, что Периодическая система — это не просто список, а строгий закон природы, выраженный в цифрах и клетках. Вы научились видеть за символом элемента живой, движущийся атом. На следующем уроке мы разберем, как это строение заставляет атомы объединяться в молекулы, образуя химические связи. Спасибо за работу, вы сегодня были настоящими исследователями!»
Домашнее задание
Уровень сложности | Задания | Описание |
|---|---|---|
Базовый (обязательный) | Параграф 9, упр. 1-3 после параграфа. | Повторить определения, уметь рисовать схемы атомов первых 10 элементов. |
Средний (повышающий) | Решить 5 вариантов заданий №2 и №3 на портале «Решу ОГЭ». | Отработка навыка применения знаний в формате государственного экзамена. |
Продвинутый (дополнительный) | Мини-сообщение «Почему инертные газы не вступают в реакции?» | Связь строения завершенного внешнего слоя с химической инертностью (подготовка к теме хим. связи). |
Контрольный вопрос: «Как изменится радиус атома при переходе от лития к фтору и почему?»