Виды химической связи и типы кристаллических решёток
Цели и задачи
- Цель по SMART: к концу урока ученики смогут по составу вещества определять вид химической связи и тип кристаллической решётки не менее чем в четырёх из пяти учебных примеров, объясняя выбор через состав частиц и свойства вещества.
- Образовательная задача: сформировать представление о ковалентной неполярной, ковалентной полярной и ионной связи, а также о молекулярной, атомной, ионной и металлической кристаллических решётках.
- Развивающая задача: научить анализировать формулы веществ, сопоставлять строение вещества с его свойствами и аргументировать классификацию.
- Метапредметная задача: развивать навыки смыслового чтения учебного текста, составления схемы и самопроверки по критериям, встречающимся в заданиях формата ОГЭ.
- Воспитательная задача: поддерживать учебную самостоятельность и уверенность при решении незнакомых классификационных заданий.
Планируемые результаты
Личностные
- Осознают, что модель строения вещества помогает объяснять наблюдаемые свойства материалов и явления повседневной жизни.
- Проявляют готовность проверять собственные предположения и исправлять ошибки при классификации веществ.
- Поддерживают уважительное отношение к ответам одноклассников и рассматривают аргументированное обсуждение как способ уточнить понимание.
- Видят практическую значимость химических знаний при выборе и использовании материалов.
Метапредметные
- Извлекают из учебного текста и схем сведения о видах химической связи и особенностях кристаллических решёток.
- Сопоставляют формулу вещества с предполагаемым составом частиц и видом связи, выделяя основание для классификации.
- Составляют таблицу или схему, связывающую тип решётки со свойствами вещества.
- Проверяют результат по предложенному алгоритму и формулируют, на каком шаге возникло затруднение.
- Аргументируют ответ в паре, используя химические термины и примеры.
Предметные
- Знают признаки ковалентной неполярной, ковалентной полярной и ионной связи.
- Различают молекулярную, атомную, ионную и металлическую кристаллические решётки по частицам в узлах и характеру связи.
- Умеют определять вид связи в простых веществах и бинарных соединениях на основе состава.
- Умеют классифицировать вещества по типу кристаллической решётки, если её тип предусмотрен учебными примерами.
- Объясняют связь между типом решётки и характерными свойствами вещества, не подменяя строение вещества одним только перечнем свойств.
Универсальные учебные действия (УУД)
Личностные УУД
- Соотносят изучение химической связи с пониманием свойств веществ и материалов.
- Определяют личную цель на урок: научиться уверенно классифицировать предложенные вещества.
- Проявляют настойчивость при поиске причины ошибки, а не ограничиваются отметкой о неверном ответе.
- Соблюдают нормы уважительного взаимодействия при парной проверке.
Регулятивные УУД
- Формулируют цель урока из обнаруженного затруднения при классификации веществ.
- Планируют действия по алгоритму: определить состав, установить тип частиц и связи, предположить тип решётки, проверить ответ.
- Сверяют самостоятельную работу с эталоном и отмечают результат по критериям.
- Корректируют классификацию, если обнаруживают несоответствие между составом вещества и выбранным типом связи.
- Оценивают, какая часть алгоритма уже выполняется самостоятельно, а где нужна опора.
Познавательные УУД
- Находят в учебном тексте определения и признаки основных видов связи и решёток.
- Классифицируют вещества по существенным признакам, а не по случайному сходству формул.
- Моделируют строение вещества в виде схемы «частицы — связь — решётка — свойства».
- Сравнивают ковалентную полярную и неполярную связь, а также ионную и молекулярную решётки.
- Используют примеры и контрпримеры для проверки гипотезы о типе связи.
Коммуникативные УУД
- Формулируют в паре общий ответ и приводят к нему химическое обоснование.
- Задают уточняющие вопросы о составе вещества, частицах в узлах решётки и характере связи.
- Представляют классификацию веществ кратко и последовательно.
- Сопоставляют свой ответ с ответом одноклассника и корректно объясняют расхождения.
- Распределяют действия в паре: один ученик предлагает классификацию, другой проверяет её по алгоритму.
Подготовка учителя к уроку
- Подготовить для чтения соответствующий теме фрагмент используемого в классе учебника по химии: виды химической связи и кристаллические решётки; номера страниц не задавать.
- Распечатать карточки с формулами веществ и заданиями трёх уровней: по одной карточке на пару, всего по числу пар в классе.
- Распечатать индивидуальную карточку для самостоятельной работы каждому ученику и отдельный эталон для самопроверки учителя.
- Подготовить четыре карточки-схемы решёток с обозначенными частицами в узлах: молекулами, атомами, ионами и металлическими частицами.
- Подготовить карточки с примерами: H₂, Cl₂, HCl, H₂O, NaCl, MgO, CO₂, SiO₂, I₂, Cu; отдельно обозначить, что некоторые примеры предназначены для обсуждения, а не для механического вывода только по формуле.
- Вывести на экран схему-опору: «состав и частицы → вид химической связи → частицы в узлах → тип решётки → характерные свойства».
- Подготовить на доске таблицу с колонками «Тип решётки», «Частицы в узлах», «Характер связи», «Примеры», оставив место для заполнения.
- Подготовить зелёные, жёлтые и красные карточки для быстрой обратной связи — по одной на ученика.
- Использовать проектор или интерактивную доску для показа схем; обеспечить наличие доски и маркеров либо мела для построения итогового алгоритма.
Ход урока
Этап 1. Организационный момент и мотивация (3 мин)
Цель этапа: организовать класс и вызвать интерес к вопросу о том, как строение вещества связано с его свойствами.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель приветствует класс и показывает на экране изображения поваренной соли, куска меди и кристаллов йода. «Здравствуйте, ребята. Посмотрите на экран: перед вами три твёрдых вещества, но они заметно различаются по свойствам и применению. Как вы думаете, может ли причина различий скрываться не только в составе, но и в том, как частицы соединены и расположены?» | Готовят тетради и ручки, рассматривают изображения; высказывают предположения: «Частицы разные», «У веществ разное строение», «Различаются связи между частицами». |
2 мин | Учитель задаёт проблемный вопрос и снижает экзаменационное напряжение. «Подобные задания на установление связи между составом, строением и свойствами встречаются в школьной химии и помогают решать задания формата ОГЭ. Сегодня мы не будем угадывать ответ по памяти: вы освоите понятный алгоритм и проверите его на нескольких примерах. Какой вопрос нужно решить, чтобы объяснить различия между этими веществами?» | В приёме «Подумай — обсуди в паре — поделись» 30 секунд формулируют личный ответ, 1 минуту обсуждают его с соседом; предлагают классу формулировку: «Как по строению частиц определить связь и тип решётки?» |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Мы поставили вопрос о том, как устройство вещества связано с его свойствами. Чтобы ответить на него уверенно, сначала проверим, какие знания о частицах и связях у нас уже есть».
Этап 2. Актуализация знаний (6 мин)
Цель этапа: актуализировать знания о частицах вещества, химических элементах и образовании химической связи.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель записывает на доске формулы H₂, HCl и NaCl. «Посмотрите на три формулы. Какие частицы или химические элементы входят в состав каждого вещества? Где в формуле представлены атомы одного элемента, а где — разных? Вспомните: что удерживает атомы или ионы вместе в веществе?» | Записывают устные ответы: «В H₂ два атома водорода», «В HCl есть водород и хлор», «В NaCl — натрий и хлор»; отвечают, что частицы связывает химическая связь. |
2 мин | Учитель организует быструю классификацию на доске. «Для H₂ и HCl составьте словесную модель: какие атомы соединены? Сравните эти случаи. Может ли одинаковый вид элементов в формуле помочь нам предположить характер распределения электронов? Пока не стремитесь назвать все виды связи — нам важно увидеть, какой вопрос ещё остаётся открытым». | В парах сравнивают H₂ и HCl; предлагают гипотезы: «В H₂ одинаковые атомы», «В HCl атомы разных элементов, поэтому связь может быть иной». |
2 мин | Учитель показывает карточку со свойствами: «Поваренная соль твёрдая и хрупкая, медь проводит электрический ток, йод состоит из молекул. Можно ли объяснить все эти свойства одним только названием химических элементов? Какой информации нам не хватает?» Учитель фиксирует на доске ответы «вид связи» и «расположение частиц». | Объясняют, что одного состава недостаточно; формулируют затруднение: «Нужно знать, как соединены и расположены частицы». |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Мы вспомнили, что вещества состоят из частиц и что частицы удерживаются химическими связями. При этом одной формулы не всегда достаточно, чтобы сразу представить строение твёрдого вещества. Давайте точно назовём наше затруднение и поставим цель».
Этап 3. Выявление затруднения и целеполагание (5 мин)
Цель этапа: сформулировать учебную проблему и совместно спланировать способ её решения.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель записывает рядом формулы Cl₂, HCl и NaCl. «Представьте, что в задании нужно определить вид связи. Если в веществе два одинаковых неметалла, что можно предположить? А если соединены разные элементы? Достаточно ли правила “разные элементы — всегда ионная связь”? Почему такой быстрый вывод может оказаться ошибочным? Подумайте, какой информации ещё может потребоваться». | Высказывают гипотезы: «В Cl₂ связь ковалентная неполярная», «В HCl связь ковалентная полярная», «В NaCl связь ионная»; отмечают, что по одному признаку нельзя бездумно классифицировать все случаи. |
3 мин | Учитель предлагает приём «Снежный ком»: «Сначала каждый запишите одним предложением, чему нужно научиться. Затем обсудите это с соседом и выберите общую формулировку. Теперь объединитесь с другой парой и составьте план из нескольких шагов». Учитель собирает ответы и фиксирует на доске цель и план: определить состав, установить вид связи, выяснить, какие частицы образуют решётку, связать строение со свойствами. | Индивидуально формулируют цель, затем согласуют её в паре и группе из четырёх человек; предлагают план: «Разобрать виды связи», «Сравнить решётки», «Проверить алгоритм на формулах». |
Посмотрите план целиком
Зарегистрируйтесь — и откройте план урока по этой теме полностью: цели, ход урока и рефлексия по ФГОС.
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Наша цель — научиться определять вид связи и тип решётки, а не угадывать их по одному внешнему признаку. Начнём с теории: прочитаем учебный материал и выделим признаки каждого вида связи».
Этап 4. Открытие нового знания: виды связи и решёток (12 мин)
Цель этапа: сформировать опорные представления о видах химической связи и типах кристаллических решёток на основе учебного текста, схем и обсуждения.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
4 мин | Учитель предлагает обратиться к соответствующему теоретическому материалу учебника, которым пользуется класс, и выводит на экран три схемы образования связей. «Прочитайте фрагмент о ковалентной неполярной, ковалентной полярной и ионной связи. Отмечайте в тексте: галочкой — знакомое, знаком “плюс” — новое, вопросительным знаком — непонятное. Найдите ответ на три вопроса: какие частицы взаимодействуют, как участвуют электроны, между какими атомами обычно образуется такой тип связи?» | Читают теоретический текст с пометками, выписывают в черновик ключевые признаки; отмечают вопросы, которые требуют уточнения. |
3 мин | Учитель строит эвристическую беседу. «В молекуле H₂ атомы одинаковые. К какому атому смещена общая электронная пара? Значит, какая связь образуется? А в молекуле HCl атомы неодинаково притягивают общую электронную пару. Как назовём такую связь? Что происходит при образовании NaCl: общая электронная пара или передача электронов с образованием ионов?» Учитель записывает на доске: H₂ — ковалентная неполярная; HCl — ковалентная полярная; NaCl — ионная. | Отвечают: «В H₂ электронная пара не смещена, связь неполярная», «В HCl пара смещена к хлору, связь полярная», «В NaCl образуются противоположно заряженные ионы»; сверяют ответы с текстом. |
3 мин | Учитель показывает четыре карточки-схемы решёток. «Теперь посмотрим не на отдельную связь, а на строение твёрдого вещества. В узлах одной решётки находятся молекулы, другой — атомы, третьей — ионы, четвёртой — металлические частицы. Сопоставьте каждую схему с названием решётки. Затем предположите, какие свойства могут следовать из такого строения: например, почему молекулярные вещества часто имеют сравнительно низкие температуры плавления, а металлы проводят ток?» | В парах сопоставляют схемы и названия: молекулярная, атомная, ионная, металлическая; приводят предположения о свойствах и обосновывают их через частицы в узлах. |
2 мин | Учитель заполняет на доске таблицу и уточняет границы алгоритма. «Запишите не только название решётки, но и частицы в её узлах. Обратите внимание: тип химической связи внутри вещества и тип кристаллической решётки — связанные, но не тождественные характеристики. Например, в молекулярном веществе внутри молекулы есть химические связи, а между молекулами действуют межмолекулярные взаимодействия. При классификации сначала выясняйте, какие частицы образуют твёрдое тело». | Заполняют таблицу в тетради; формулируют вывод: «Вид связи показывает, как соединяются частицы, а решётка — какие частицы расположены в узлах твёрдого вещества». |
Запись в тетрадях
- Ковалентная неполярная связь образуется между одинаковыми атомами за счёт общих электронных пар, которые не смещены к одному из атомов.
- Ковалентная полярная связь образуется между атомами разных неметаллов; общая электронная пара смещена к одному из атомов.
- Ионная связь — электростатическое притяжение противоположно заряженных ионов.
- В узлах молекулярной решётки находятся молекулы; атомной — атомы; ионной — ионы; металлической — металлические частицы.
- Алгоритм: определить состав вещества → установить характер связи → определить частицы в узлах решётки → соотнести строение и свойства.
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Мы выделили признаки трёх основных видов связи и выяснили, чем отличаются четыре типа решёток. Теперь применим эти признаки к конкретным формулам и обязательно объясним каждое решение».
Этап 5. Первичное закрепление: классификация веществ (7 мин)
Цель этапа: применить новый алгоритм к формулам веществ и проверить понимание различия между связью и решёткой.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель раздаёт каждой паре карточку и показывает образец разбора на доске: H₂. «Работаем по алгоритму, не пропуская шаги. В H₂ два одинаковых атома водорода; общая электронная пара не смещена — связь ковалентная неполярная. В твёрдом йоде, например, в узлах молекулярной решётки находятся молекулы I₂. Теперь разберите первую формулу на карточке и проговорите основание ответа». | В парах разбирают H₂ и I₂: называют вид связи внутри молекулы H₂ и частицы в узлах молекулярной решётки йода; проговаривают каждый шаг. |
3 мин | Учитель предлагает пары заданий: HCl, NaCl, CO₂ и SiO₂. «Для каждой формулы определите вид связи, а для предложенного твёрдого вещества — тип решётки, если его можно установить по школьной модели. Не делайте вывод “есть кислород — значит решётка такая-то”: сначала спросите, какие частицы повторяются в узлах. Я подойду к тем, кому нужна подсказка, и задам вопрос, а не назову ответ». | Классифицируют примеры на карточке; объясняют ответы: «В HCl ковалентная полярная связь», «В NaCl ионная связь и ионная решётка», «CO₂ состоит из молекул и в твёрдом состоянии имеет молекулярную решётку», «SiO₂ образует атомную решётку». |
2 мин | Учитель организует взаимопроверку и использует светофор. «Сверьте ответы с таблицей на доске. Поставьте отметку напротив каждого примера: связь определена, частицы в узлах указаны, обоснование дано. Поднимите зелёную карточку, если можете повторить алгоритм самостоятельно, жёлтую — если нужна ещё одна тренировка, красную — если пока трудно. Это не отметка, а сигнал, какую поддержку я дам дальше». | Сверяют ответы по трём критериям, исправляют ошибки другим цветом; поднимают карточку обратной связи и называют конкретный шаг, который вызывает затруднение. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Вы увидели, что правильная классификация требует двух вопросов: какая связь соединяет частицы и какие частицы занимают узлы решётки. Теперь каждый выполнит короткую работу самостоятельно, чтобы проверить, насколько алгоритм уже стал вашим».
Этап 6. Самостоятельная работа и самопроверка (8 мин)
Цель этапа: проверить индивидуальное умение определять вид связи и тип решётки, используя единый алгоритм и критерии.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
5 мин | Учитель раздаёт каждому индивидуальную карточку и до начала работы озвучивает критерии. «Выполните четыре пункта: для Cl₂ определите вид связи; для MgO — вид связи и тип решётки; для I₂ — частицы в узлах твёрдого вещества; для меди Cu выберите тип решётки и назовите одно свойство, связанное с её строением. В каждом ответе укажите основание, а не только название. Работайте самостоятельно; если сомневаетесь, пользуйтесь алгоритмом на доске». | Индивидуально записывают ответы и краткое обоснование: Cl₂ — ковалентная неполярная; MgO — ионная связь и ионная решётка; в твёрдом I₂ узлами являются молекулы; Cu — металлическая решётка, характерно проведение электрического тока. |
3 мин | Учитель показывает эталон по пунктам и просит провести самопроверку. «Сравните не только итоговые слова, но и ход рассуждения. За правильное определение связи поставьте один балл, за верное определение решётки — ещё один, за корректное объяснение — ещё один. Исправьте ошибки так, чтобы было видно, какой шаг вы изменили. Кто ошибся, тот не проиграл: найденная ошибка показывает, что именно нужно закрепить». | Сверяют каждый пункт с эталоном, считают баллы, исправляют ответ; отмечают, где перепутали вид связи, тип решётки или свойства. |
Эталон решения
Cl₂: атомы одного элемента образуют общую электронную пару, смещения к одному атому нет; связь ковалентная неполярная. MgO: магний и кислород образуют противоположно заряженные ионы; взаимодействие ионов соответствует ионной связи, твёрдое вещество имеет ионную решётку. I₂: вещество состоит из молекул I₂; в узлах молекулярной решётки находятся молекулы. Cu: металлическая решётка; наличие подвижных электронов объясняет электропроводность металла.
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Вы самостоятельно прошли все шаги и увидели, что ошибка обычно появляется, когда связь и решётку называют одним и тем же. Завершим урок самооценкой и вернёмся к вопросу, который поставили в начале».
Этап 7. Рефлексия, итог и домашнее задание (4 мин)
Цель этапа: обобщить новое знание, оценить продвижение к цели урока и определить посильную работу для закрепления.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель возвращается к изображениям соли, меди и йода. «Вернёмся к нашему начальному вопросу: чем может объясняться различие свойств этих веществ? Назовите не только тип решётки, но и частицы в её узлах. Затем завершите фразу: “Теперь я могу определить …, если сначала …”. У вас есть минута на письменный ответ — это наш билет на выход». | Письменно формулируют вывод и сдают билет: «В NaCl ионная решётка с ионами в узлах», «В меди металлическая решётка», «В твёрдом йоде молекулярная решётка»; завершают фразу по алгоритму. |
2 мин | Учитель кратко сообщает домашнее задание и предлагает оценить уверенность. «Выберите уровень домашней работы с учётом сегодняшней самопроверки; базовый уровень доступен каждому. Перед выходом ответьте себе: могу ли я определить вид связи, назвать частицы в узлах решётки и объяснить один признак строения? Если нет — запишите, какой именно шаг повторить». | Записывают выбранный уровень задания; показывают сигнал самооценки и называют один освоенный шаг и один вопрос, если он остался. |
Критерии оценивания практической работы
- «5» — верно выполнены все четыре пункта самостоятельной работы; в каждом ответе правильно названы вид связи или тип решётки, а классификация обоснована составом частиц и строением.
- «4» — верно выполнены три пункта из четырёх; допускается одна неточность в объяснении свойств или один исправленный при самопроверке промах.
- «3» — верно выполнены два пункта из четырёх либо классификация в основном верна, но обоснования неполные; ученик пользуется алгоритмом и исправляет ошибки после сверки.
- При формирующей самопроверке баллы используются для понимания собственного продвижения и не заменяют принятую учителем систему текущего оценивания.
Рефлексия
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Как по формуле простого вещества из одинаковых атомов определить характер связи? | Проверка понимания признака ковалентной неполярной связи. |
Чем тип химической связи отличается от типа кристаллической решётки? | Выявление возможного смешения двух ключевых понятий урока. |
На каком шаге алгоритма — определении связи, частиц в узлах или объяснении свойства — вы сегодня затруднились? | Диагностика конкретной точки затруднения для последующей коррекции. |
Насколько уверенно вы сможете выполнить похожее задание формата ОГЭ: уверенно, с опорой на схему или пока нужна помощь? | Субъективная оценка готовности и снижение тревожности через обозначение доступной опоры. |
Завершающее слово учителя
«Сегодня мы научились различать ковалентную неполярную, ковалентную полярную и ионную связь, а также четыре типа кристаллических решёток. Главное — не смешивать связь между частицами и расположение частиц в узлах твёрдого вещества. Если ответ вызывает сомнение, вернитесь к алгоритму и последовательно проверьте состав, характер связи и тип частиц. Ошибка в одном из этих шагов исправляется тренировкой, поэтому волноваться из-за неё не нужно. На следующем уроке мы продолжим связывать строение вещества с его свойствами и применим этот подход в новых заданиях».
Домашнее задание
Уровень | Что задать | Зачем |
|---|---|---|
Базовый (обязательный) | Составить таблицу четырёх типов кристаллических решёток: указать частицы в узлах и подобрать по одному разобранному или знакомому примеру; выполнить четыре коротких задания на определение вида связи в веществах по формулам. | Закрепляет признаки решёток и виды связи; при проверке обратить внимание на различение молекул, атомов и ионов. |
Средний (повышающий) | Классифицировать шесть веществ по виду связи и, где применимо, по типу решётки; для каждого ответа записать одно предложение-обоснование через состав и строение частиц. | Развивает применение алгоритма и химическую аргументацию; проверить, что ученик не определяет решётку только по наличию разных элементов в формуле. |
Продвинутый (дополнительный) | Подготовить краткую сравнительную заметку о двух веществах с различными типами решёток: указать частицы в узлах, предположить одно характерное свойство и объяснить связь свойства со строением; подобрать по два примера. | Развивает анализ и перенос знаний на новые примеры; оценить корректность причинного объяснения и уместность примеров. |
Контрольные вопросы перед выходом: «Какие частицы находятся в узлах ионной решётки? Чем ковалентная полярная связь отличается от ковалентной неполярной? Какой вопрос нужно задать себе первым, если требуется определить тип решётки вещества?»
