Разработка урока по химии

№

Этап урока

Применяемые педагогические технологии

Действия учителя

Действия обучающихся

1.

Организационный

-

Здравствуйте ребята, садитесь. Назовите, пожалуйста, отсутствующих.

Называют фамилии отсутствующих, готовятся к восприятию материала.

2.

Сообщение учащимся темы и цели урока

Элементы информационно – коммуникативной технологии

Сегодня мы с вами продолжим разговор об атомах химических элементов и поговорим  о состоянии электронов в атоме и периодическом изменении свойств химических элементов в периодах и в главных подгруппах. Запишите в свои тетради тему нашего урока, которую вы видите на экране. Слайд 1.

Цель нашего урока познакомиться с представлениями о состоянии электронов в атомах химических элементов и о зависимости изменения свойств этих элементов и образованных ими простых и сложных веществ в периодах и главных подгруппах. Слайд 2.

Для более плодотворной работы предлагаю вам объединиться в группы по 4 человека со своими соседями по парте. Группа №1 – это первые две парты от окна, за ней группа №2 и так далее. Давайте выясним, какая из групп самая активная?

Готовятся к восприятию материала, записывают в тетради тему урока, объединяются в группы, узнают номер своей группы.

3.

Актуализация опорных знаний

1.Игровая технология.

2.Элементы информационно – коммуникативной технологии

А для того, чтобы достичь этой цели, давайте вспомним, что мы знаем об атомах химических элементов. Вопросы вы видите на экране. Дополнения и уточнения приветствуются, они повышают активность вашей команды. Итак, первый вопрос.

Слайд 3.

1.Простое или сложное строение имеет атом? Чем это можно подтвердить?

2.Из каких частей состоит атом? Какие частицы образуют эти части?

3.Как определить заряд ядра атома и число электронов этого атома?

4. Что называют энергетическим уровнем? Как определить число энергетических уровней в атоме химического элемента?

5.Как определить, сколько электронов может максимально находиться на том, или ином энергетическом уровне?

6. Посмотрите на экран, правильно ли записано распределение электронов по энергетическим уровням у указанных элементов? Почему?

Мg  ) ) )          K   ) ) )      C  ) )

_{+ 12   2  8  2              + 19   2  8  9         + 6   3  3}

Слайд 4.

Отвечают на вопросы учителя. Команды набирают баллы.

Предполагаемые ответы обучающихся:

1.Атом имеет сложное строение. Доказательством этому служат явление радиоактивности и существование изотопов.

2.Атом состоит из положительно заряженного ядра, в состав которого входят протоны и нейтроны, и вращающихся вокруг него отрицательно заряженных электронов.

3.Заряд ядра и число электронов в атоме равно порядковому номеру данного элемента в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева.

4.Энергетический уровень - это совокупность близких по значению энергии траекторий, по которым движутся электроны. Число энергетических уровней в атоме равно номеру периода, в котором находится данный химический элемент в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева.

5.Для определения максимального количества электронов на том или ином энергетическом уровне надо воспользоваться формулой:

N=2n² где N – максимальное число электронов, а n- номер энергетического уровня.

6. У магния – верно. Это элемент 3-го периода, у него три энергетических уровня. На 1-м уровне максимум может содержаться 2 электрона, а на   2-м – 8. оставшиеся электроны расположены на 3-м уровне.

У калия – неверно. Это элемент 4-го периода, у него должно быть 4 энергетических уровня.

У углерода – неверно. На 1-м уровне может быть не более 2-х электронов.

4.

Объяснение нового материала

1.Игровая технология

2.Элементы информационно – коммуникативной технологии.

3.Элементы технологии проблемного обучения

Молодцы! Вы отлично размялись и подготовились к изучению нового материала. Мы с вами продолжим отвечать на вопросы и поднимать престиж своей команды. Итак, первый вопрос:

1.Как вы думаете, почему на энергетических уровнях, содержащих довольно большое число электронов, электроны не сталкиваются между собой?

Слайд 5.

Молодцы! Учёные тоже долгое время предполагали, что электроны движутся по орбитам вокруг ядра атома на определённом расстоянии от него. Но в результате многочисленных экспериментов и сложных математических расчётов, было установлено, что это не так. Электрон может находится в различных точках пространства в пределах своего энергетического уровня, то есть запаса энергии, которым он обладает. Но есть такая область пространства вокруг ядра, где нахождение данного электрона наиболее вероятно. Отметьте это в своих тетрадях.

Посмотрите на экран, здесь представлена схема движения электрона вокруг ядра в атоме водорода и указана область наиболее вероятного нахождения этого электрона. Слайд 6.

2. Подумайте, на что похожа эта схема движения?

Действительно, эта схема больше всего напоминает шарообразное облако. Поэтому учёные говорят, что при движении вокруг ядра электроны образуют электронные облака или орбитали. Отметьте это в своих тетрадях.

Учёные также выяснили, что не все электроны при движении образуют шарообразные электронные облака, существуют и гантелееобразные и облака в форме клеверного листа с 4-мя листьями, и более сложные формы. Слайд 7.

3.Как вы думаете, существует ли необходимость в классификации электронных орбиталей? В случае положительного ответа. Предложите варианты классификации.

Вы абсолютно правы, классификация необходима, ведь электронные орбитали

различаются не только по форме, но и по энергии. Поэтому учёными было предложено называть электронные облака по первой букве латинского названия формы этого облака. Например, шар на латинский язык переводится как  sphaera, поэтому такие электронные облака называют s-облаками или s-электронными орбиталями. Существуют также р-электронные орбитали, имеющие форму объёмной восьмёрки или гантели, которую вы видите на экране. Слайд 7.

А также d- и f- электронные орбитали имеющие более сложную форму. Слайд 7.

4.Как вы думаете, удобно ли использовать графическое

изображение формы

электронных облаков? Почему?

Действительно, графическое изображение электронных орбиталей использовать очень неудобно. Поэтому используют схематическое изображение в виде квадратов, которые быстро может изобразить любой человек. Давайте вместе «придумаем» как можно схематично изобразить различные орбитали. Посмотрите, пожалуйста, на экран.

Слайд 8.

5. Сколько вариантов расположения в пространстве данной орбитали вы можете предположить?

Совершенно верно! s- орбиталь выглядит абсолютно одинаково, на какой бы оси координат она не была бы расположена. Давайте обозначим этот единственный вариант одной клеткой. Слайд 8.

6. Посмотрите на экран и предложите способы схематического изображения p – и d-  и f -электронных орбиталей.

Слайд 9.

Отметьте схематическое изображение всех видов электронных орбиталей в своих тетрадях. Слайд 10.

Учёными также было установлено, что в каждой клетке наших схематически изображённых электронных орбиталей может находится не более двух электронов, которые обязательно движутся в противоположных направлениях: один по часовой стрелке, а другой против часовой стрелки. Посмотрите, пожалуйста, на экран, схематически это изображается так: Слайд 11.

Кроме того, было установлено, что многие виды орбиталей встречаются на различных энергетических уровнях, поэтому их также называют подуровнями.

7.Посмотрите в свои записи в тетради и подумайте, какое максимальное число электронов может находится на р- , d- и f – орбиталях? Изобразите в своих тетрадях полностью заполненные р-, d – и f-подуровни.

Проверьте свои записи и если необходимо, внесите исправления. Слайд 12.

Молодцы! Теперь давайте рассмотрим, как происходит деление каждого уровня на подуровни:

Посмотрите на экран. Первый уровень содержит только s-подуровень; второй – s- и p- подуровни; третий – s-, р- и d- подуровни; четвёртый и все последующие s-, р-, d- и f – подуровни. Слайд 13.

8. Посмотрите на эту схему. Что общего в строении каждого энергетического уровня?

9. Давайте подумаем, как же можно различить s- подуровни, если они присутствуют на каждом энергетическом уровне? Да и р- подуровни очень часто встречаются.

Правильно! Для обозначения номера энергетического уровня, к которому относится данный подуровень, перед подуровнем ставится номер энергетического уровня. Например:

Слайд 14.

10.Но давайте подумаем, как, же обозначить число электронов на подуровне, ведь далеко не всегда оно бывает максимальным.

Правильно! Но для того, чтобы цифры не были похожи на номер энергетического уровня, число электронов на подуровне принято показывать как степень. Например: Слайд 15.

Читается эта запись один эс два.

11.Посмотрите на экран, прочтите следующие записи и объясните, что они обозначают:

Слайд 16

Несложно заметить, что такая запись состояния электронов в атоме химического элемента ещё более простая и удобная, чем использование схематического обозначения вида электронной орбитали.

 Давайте посмотрим, какие закономерности существуют при заполнении электронами энергетических уровней и подуровней в атомах химических элементов.

Вы знаете из курсов биологии, географии, физики, и ранее изученных тем химии, что наиболее легко протекает в природе тот процесс, который требует наименьшей затраты энергии. В науке эту закономерность называют принципом наименьшей энергии. И этот принцип в полной мере относится к процессу заполнения электронами энергетических уровней и подуровней в атомах химических элементов. Давайте посмотрим на экран и увидим, как происходит заполнение электронами уровней и подуровней в атомах химических элементов Периодической системы Д.И. Менделеева. Слайд 17.

У водорода на s-подуровне находится один электрон, в атоме гелия к нему присоединяется второй электрон.

На этом заканчивается заполнение первого энергетического уровня. Отметьте это в своих тетрадях.

12.Как вы думаете, куда пойдёт третий электрон у следующего элемента лития?

Правильно! С лития начинается заполнение электронами второго энергетического уровня. Слайд 18.

13. А где будет располагаться пятый электрон у атома бора?

Слайд 19.

Абсолютно верно! У  последующих элементов идёт заполнение электронами р- подуровня. Отметьте это в своих тетрадях.

14. Посмотрите ещё раз внимательно на экран. Какие закономерности вы заметили при заполнении электронами уровней и подуровней у элементов второго периода?

Верно! Электроны сначала по одному заполняют весь подуровень, а затем образуют пары, и так до полного заполнения подуровня.

15.Но второй энергетический уровень уже заполнен, ведь на нём может быть максимум 8 электронов. Куда же пойдёт одиннадцатый электрон у атома натрия? Почему?

Правильно! Электронную конфигурацию атома натрия вы видите на экране: Слайд 20.

Заполнение s- подуровня третьего энергетического уровня

продолжается у атома магния:

 Слайд 21.

У атома алюминия тринадцатый электрон идёт на р- подуровень третьего энергетического уровня:

И далее идёт постепенное заполнение р- подуровня третьего энергетического уровня. Отметьте это в своих тетрадях. Слайд 21.

У аргона заканчивается заполнение р- подуровня третьего энергетического уровня. Но на этом энергетическом уровне есть ещё d- подуровень, который пока ещё не заполнялся электронами.

16. Подумайте, на каком уровне и подуровне будет находиться девятнадцатый электрон у атома калия?

17. Но ведь у атома калия имеется свободный d-подуровень третьего энергетического уровня. Почему же девятнадцатый электрон не размещается на этом подуровне?

Вы правы. Электрону действительно намного легче удержаться на маленьком s-подуровне, хотя он и находится дальше от ядра, чем на большом d-подуровне. Отметьте это в своих тетрадях. На экране вы видите распределение электронов по уровням и подуровням в атоме калия: Слайд 22.

Заполнение s-подуровня 4-го энергетического уровня продолжается у кальция:

18.А теперь давайте подумаем, куда же пойдёт 21-й электрон у атома скандия?

Вы правы. У скандия и последующих элементов будет постепенно заполняться d- подуровень третьего энергетического уровня. Отметьте это в своих тетрадях.

 Слайд 23.

19.Давайте посмотрим в Периодическую систему химических элементов Д.И. Менделеева и назовём элементы, у которых идёт заполнение 3d-подуровня.

20.А почему этих элементов десять?

У галлия начинается заполнение р- подуровня 4-го энергетического уровня:     Слайд 24.

И заканчивается у криптона. Отметьте это в своих тетрадях.

21.Давайте подумаем, куда же пойдёт 37-й электрон у рубидия? Ведь на  4-м энергетическом уровне есть ещё и f- подуровень.

Правильно. 4f- подуровень заполняется только у элементов, порядковый номер которых 57 или больше, а 5f- подуровень – у элементов с номером больше или равно 89. отметьте это в своих тетрадях.

Изображать орбитали клетками, а электроны стрелками не всегда обязательно. Во многих случаях можно использовать следующую запись, которую вы видите на экране: Слайд 25.

Такая запись называется электронной конфигурацией атома. Отметьте это в своих тетрадях.

Преимуществом такой записи является её компактность.

Теперь, когда мы с вами рассмотрели основные закономерность распределения электронов в атомах по уровням и подуровням, давайте рассмотрим какие же закономерности изменения свойств химических элементов, простых и сложные веществ образуемых ими существуют в периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева. Посмотрите на экран, на нём представлены электронные конфигурации элементов первой группы главной подгруппы: Слайд 26.

22.Чем похожи, и чем отличаются представленные атомы химических элементов?

Верно! Элементы, у которых последние электроны находятся на s- подуровне называют s-элементами. Отметьте это в своих тетрадях.

 Для того, чтобы понять, как изменяется сила притяжения между положительно заряженным ядром и отрицательно заряженными электронами последнего энергетического уровня, которые и определяют свойства простых и сложные веществ, образованных данным химическим элементом, мы проведём небольшой эксперимент.

Возьмите в каждую руку по одному магниту из тех, что лежат у вас на столах и разведите руки на расстояние примерно 10 см., 20 см., 30 см.

23.Что вы наблюдаете?

То же самое происходит и в атомах химических элементов. Чем больше расстояние от ядра до электронов внешнего энергетического уровня, тем слабее они удерживаются, а, следовательно, могут быть отданы атому другого химического элемента, который и свои электроны крепко удерживает, и чужие притягивает. А отдавать электроны характерно для металлов.

24.Какой вывод можно сделать из выше сказанного?

25. А как будут меняться свойства оксидов и гидроксидов с увеличенинм радиуса атома элементов?

Правильно! Отметьте это в своих тетрадях.

А теперь давайте рассмотрим элементы второго периода. Посмотрите, пожалуйста, на экран. Слайд 27.

26. Чем похожи, и чем отличаются представленные атомы химических элементов?

Молодцы! Видимого изменения радиуса атома, как в предыдущем случае мы не наблюдаем.

У многих элементов этого периода последние электроны располагаются на р- подуровне. Такие элементы называются р- элементами. Отметьте это в своих тетрадях.

Для выявления закономерностей изменения свойств химических элементов в периодах мы вновь проведём эксперимент. Возьмите в каждую руку по два магнита из имеющихся на ваших столах и разведите руки на ширину примерно 10 см. Затем возьмите по три магнита, а потом по четыре. Ширину рук не меняйте.

27.Что вы при этом наблюдаете?

То же самое происходит и в атомах химических элементов. Чем больше электронов у элемента на внешнем уровне в пределах одного периода, тем сильнее они притягиваются к ядру. Атом при этом «сжимается», то есть в пределах одного периода слева направо радиус атомов уменьшается. Отметьте это в своих тетрадях.

28.А как будет изменяться характер оксидов и гидроксидов, образованных элементами второго периода?

Молодцы! Таким образом, при движении сверху вниз по подгруппе увеличивается радиус атома и, следовательно, возрастают металлические свойства, а при движении слева направо по периоду радиус атома уменьшается, и возрастают неметаллические свойства. Отметьте это в своих тетрадях.

Воспринимают информацию, делают записи в тетрадях, отвечают на вопросы, выдвигают гипотезы, принимают участие в обсуждениях.

Предполагаемые ответы обучающихся

1.Электроны даже в пределах одного энергетического уровня движутся по разным траекториям и на расстоянии друг от друга.

2. Она похожа на круг, шар, облако.

3.Да, необходима классификация, ведь электронные орбитали имеют разную форму. Предлагают варианты классификации.

4. Графическое изображение использовать неудобно. На это тратится много времени и места в тетрадях, некоторые люди плохо рисуют.

5.Обучающиеся обсуждают и приходят к выводу, что только один вид, так как шар остаётся шаром вне зависимости от его расположения по координатным осям.

6. p –орбиталь имеет три варианта расположения в пространстве и схематически может быть обозначена:

p ggg

d-орбиталь имеет пять вариантов расположения в пространстве и может быть изображена следующей схемой:

d ggggg

7. На р- подуровне может находиться максимум 6 электронов.

На d-подуровне –10 электронов

На f-подуровне – 14 электронов

8. Общим является то, что каждый энергетический уровень начинается с s-подуровня.

9.Необходимо указывать номер энергетического уровня, к которому относится данный подуровень.

10.Также поставить цифру, указывающую на число электронов на конкретном подуровне.

11.Первая запись читается три пэ пять и обозначает, что на р- подуровне третьего энергетического уровня находятся пять электронов.

Вторая запись читается четыре эс один, что означает, что s-подуровне четвёртого энергетического уровня находится  один электрон.

Третья запись читается три дэ семь, что означает, что на d-подуровне третьего

энергетического уровня

находятся семь электронов.

Четвёртая запись читается пять эф двенадцать, что означает, что на f-подуровне пятого энергетического уровня находятся 12 электронов.

12. Третий электрон у лития будет располагаться на втором уровне s- подуровне.

13.Пятый электрон у атома бора расположен на 2р-подуровне, так как на втором энергетическом уровне есть не только s-, но и р- подуровень.

14.Электроны заполняют уровни и подуровни в порядке возрастания энергии, сначала первый энергетический уровень, представленный s-подуровнем, затем s- и р - подуровень второго энергетического уровня. При этом электроны сначала встают по одному, а затем, когда места больше нет, по два.

15.Натрий – элемент третьего периода Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, поэтому одиннадцатый  у него идёт на s-подуровень третьего энергетического уровня.

16.Калий является элементом четвёртого периода, следовательно, в его атоме последние электроны должны находиться на четвёртом энергетическом уровне.

17.В процессе обсуждения обучающиеся приходят к выводу, что одному электрону трудно удержаться на большом d-подуровне.

18.В результате обсуждения обучающиеся приходят к выводу, что по сравнению с р-  подуровнем 4-го энергетического уровня 3d- подуровень не такой большой.

Поэтому будет идти заполнение 3d-подуровня.

19.Скандий, титан, ванадий, хром, марганец, железо, кобальт, никель, медь и цинк.

20.Потому что на d-подуровне максимум может быть 10 электронов. И у цинка этот подуровень полностью заполняется.

21.Рубидий – элемент 5-го периода, поэтому у него должен заполняться 5-й энергетический уровень. Тем более, f-подуровень гораздо больше s- подуровня и электрон там не удержится. Поэтому 37-й электрон в атоме рубидия будет располагаться на 5s- подуровне.

22.Сходстом является то, что электронная конфигурация заканчивается s- подуровнем, и на нём находится один электрон.

Отличием является то, что общее число подуровней резко возрастает.

23.Чем ближе магниты расположены друг к другу. Тем сильнее они притягиваются. Чем больше расстояние между магнитами, тем слабее притяжение.

24.С увеличением радиуса атома металлические свойства увеличиваются.

25.При увеличении радиуса атомов элементов основный характер оксидов и гидроксидов будет возрастать.

26.Данные элементы похожи тем, что у них идёт заполнение электронами второго энергетического уровня. Различаются они числом электронов на этом уровне.

27.Чем больше магнитов в каждой руке, тем сильнее они притягиваются друг к другу.

28.С уменьшением радиуса атома элементов возрастают неметаллические свойства, поэтому в начале периода оксиды будут основными, а гидроксиды типичными основаниями, затем элементы будут образовывать амфотерные оксиды и гидроксиды, а затем оксиды будут кислотными и им будут соответствовать кислоты.

5.

Закрепление полученных знаний

1.Игровая технология

2.Элементы технологии дифференцированного обучения

А теперь давайте проверим, как хорошо вы усвоили материал нашего урока.

1.Назовите элемент электронную конфигурацию которого вы видите на экране, назовите ближайшие к нему элементы с большим и меньшим радиусом атома.

2.А как вы определили, что это именно свинец?

Отлично! Однажды великий русский химик высказал мысль, которая остается современной уже не одно столетие. Но эта фраза зашифрована. Шифр вы видите на экране. Слайд 29.

 Номер в шифре соответствует номеру карточки с заданием. Каждая группа получила свой набор карточек.

  Пользуясь знаниями, полученными сегодня на уроке давайте выясним, что это за высказывание и кому оно принадлежит.

Отлично поработали! Давайте посмотрим, что у нас получилось? Слайд 30.

3.Как вы думаете, почему это выражение остается актуальным уже не одну сотню лет?

Вы абсолютно правы! Во времена Д.И. Менделеева не было известно о сложном строении атома, а мы с вами сегодня познакомились с расположением электронов в атомах химических элементов.

1.Это свинец. Большим радиусом атома будет обладать таллий, а меньшим олово и висмут.

2.Можно просто посчитать общее количество электронов, которое равно порядковому номеру элемента, а можно посмотреть на последний энергетический уровень. Если заполняется 6-й энергетический уровень, то это элемент 6-го периода, заполняется 6р-подуровень, значит это элемент главной подгруппы, на нём два электрона, значит этот элемент находится в IV группе. Это свинец.

Обучающиеся работают в группах по карточкам и расшифровывают фразу. При необходимости учитель, или более сильная группа помогают тем, кто испытывает сложности с расшифровкой.

3.Потому, что открываются новые химические элементы, выявляются закономерности, которые были неизвестны во времена Д.И. Менделеева.

6.

Подведение итогов урока

Элементы информационно – коммуникативной технологии.

Давайте вернёмся к цели нашего урока. Слайд 31.

Как вы думаете, мы достигли этой цели?

Мы с вами сегодня хорошо поработали. Особенно хотелось бы отметить работу ….. (фамилии отдельных обучающихся или членов групп)

Можно выделить самую активную группу, можно сказать, что все группы были очень активны.

На следующих уроках мы с вами продолжим разговор о состоянии электронов в атомах химических элементов, значении периодического закона для развития науки, жизни и деятельности Д.И. Менделеева. А сегодня наш урок подходит к концу.

Обучающиеся высказывают свои мысли.

7.

Домашнее задание

-

Посмотрите на экран. Слайд 32. У вас есть вопросы по домашнему заданию? Вам понятно как его выполнить? Запишите эти задания в свои дневники.

Спасибо за урок! До встречи!

При необходимости задают вопросы по домашнему заданию, записывают задания в дневники.