Конспект урока периодическая таблица графическое отображение закона. Конспекта урока «Периодический закон и периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева» - Урок. А теперь играем в “да - нет - ку”

Урок химии

в 9 классе по теме:

«Периодический закон и периодическая система Д.И.Менделеева»

Выполнила: учитель химии, биологии

Коршунова Светлана Валерьевна

п. Голыщманово 2015

Тема: Периодический закон и периодическая система Д.И.Менделеева


Цель: Дать учащимся представление о законе Д.И.Менделеева и о структуре его периодической системы, выявить значение этого закона для развития химии и понимания научной картины мира в целом.
Задачи: Образовательные.
Сформировать знания о периодическом законе и периодической системе Д.И.Менделеева.
Научить учащихся работать с периодической системой (уметь определять положение элемента в периодической системе, свойства элемента в зависимости от положения его в периодической системе).
Продолжить формирование умений работать с учебником, тетрадью.Развивающие.
Развивать наблюдательность, память (при изучении физического смысла периодического закона и графического его отображения).
Развивать умение сравнивать (например, сравнение свойств элементов в зависимости от их положения в периодической системе).
Научить учащихся обобщать и делать выводы.Воспитательные.
Продолжить формирование мировоззрения учащихся на основе представлений о значении закона Д.И.Менделеева.Тип урока: изучение нового материала
Форма урока: работа с информационным текстом
Методы: 1. Перцептивный аспект (аспект восприятия): наглядно – практические методы.
2. Логический аспект (мыслительные операции при подаче и усвоении учебного материала); дедуктивные методы(от общего к частному); систематизация знаний.
3. гностический аспект(познание); эвристические(частично – поисковый) метод.
4. Управленческий аспект (степень самостоятельности ученика); самостоятельная учебная деятельность. Каналы общения : ученик – литературный источник; ученик – ученик; ученик – учитель.
Оборудование: система химических элементов Д. И. Менделеева, презентация по теме урока.

Ход урока:

Эпиграф на доске. «Периодическому закону будущее не грозит разрушением, а только надстройка и развитие обещаются» (Д.И.Менделеев)


Этапы урока Всем учащимся раздаётся текст в котором они должны постараться найти ответы на поставленные ими же самими вопросы. На работу с текстом отводится примерно 15 минут, после чего учитель возвращается к вопросам, записанным на доске и просит ребят ответить на них. (приложение)Затем ребятам даётся задание составить новый рассказ, но уже на основе прочитанного. Заслушать можно только один ответ, а ребятам предложить дополнить его.Контрольное тестирование.Учащиеся самостоятельно 5–7 мин отвечают на тестовые задания, которые заранее напечатаны и розданы каждому на стол.1. К щелочным металлам относятся элементы:
а) Na; б) Al; в) Ca; г) Li.2. Натрий хранят под слоем:
а) керосина; б) воды; в) песка; г) бензина.3. Самый активный среди элементов:
а) Li; б) Na; в) Сs; г) K.4. Среда, характерная для раствора NaOH:
а) кислая; б) щелочная; в) нейтральная.5. Установите соответствие:

Щелочной металл

6. Установите соответствие:

Оксид

7. К галогенам относятся:
а) Сl; б) Mn; в) Вr; г) Re.8. Выберите среду, характерную для водного раствора НСl:
а) щелочная; б) кислая; в) нейтральная.9. В основу классификации элементов Д.И.Менделеев положил:
а) массу; б) плотность; в) температуру.10. Допишите предложение:
«Д.И.Менделеев расположил элементы в порядке…»11. В перечне химических элементов Al, P, Na, C, Cu больше:
а) металлов; б) неметаллов.12. Малые периоды – это:
а) 1; б) 2; в) 5; г) 7.13. В главную подгруппу I группы входят:
а) Nа; б) Сu; в) K; г) Li.14. В главной подгруппе с уменьшением порядкового номера металлические свойства:
а) усиливаются; б) ослабевают; в) не меняются.Тем ученикам, которые активно работали при проверке тестов и правильно на них ответили, выставляются высокие оценки.

Периодический закон и периодическая система Д.И. Менделеева


Дмитрий Менделеев родился 8 февраля 1834 года в Тобольске в семье директора гимназии и попечителя народных училищ Тобольской губернии Ивана Павловича Менделеева и Марии Дмитриевны Менделеевой, урожденной Корнильевой.
Осенью 1841 года Митя поступил в Тобольскую гимназию. Закончив в родном городе гимназию, Дмитрий Иванович поступил в Санкт-Петербурге в главный педагогический институт, после окончания которого с золотой медалью уехал на два года в научную командировку за границу. После возвращения его пригласили в Петербургский университет. Приступая к чтению лекций по химии, Менделеев не нашел ничего, что можно было бы рекомендовать студентам в качестве учебного пособия. И он решил написать новую книгу – «Основы химии». Открытию периодического закона предшествовало 15 лет напряженной работы. Ко времени открытия периодического закона было известно 63 химических элемента, существовало около 50 различных классификаций. Большинство ученых сравнивали между собой только сходные по свойствам элементы, поэтому не смогли открыть закон. Менделеев же сравнивал между собой все, в том числе и несходные элементы. В качестве главной характеристики атома при построении периодической системы была принята его атомная масса. Д. И. Менделеев обнаружил периодическое изменение свойств элементов с изменением значений их атомных масс, сравнивая между собой несходные естественные группы элементов. В то время были известны, такие группы элементов, как, например, галогены, щелочные и щелочноземельные металлы. Менделеев следующим образом выписал и сопоставил элементы этих групп, расположив их в порядке возрастания значений атомной массы. Все это дало возможность Д. И.Менделееву открытый им закон назвать «законом периодичности» и сформулировать следующим образом: «свойства простых тел, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости (или, выражаясь алгебраически, образуют периодическую функцию) от величины атомных весов элементов. В соответствие этому закону и составлена периодическая система элементов», которая объективно отражает периодический закон. Весь ряд элементов, расположенных в порядке возрастания атомных масс, Д. И. Менделеев разбивает на периоды. Внутри каждого периода закономерно изменяются свойства элементов (например, от щелочного металла до галогена). Размещая периоды так, чтобы выделить сходные элементы, Д. И. Менделеев создал периодическую систему химических элементов. При этом у ряда элементов, были исправлены атомные массы, а для 29 еще не открытых элементов оставлены пустые места (прочерки).
Периодическая система элементов является графическим (табличным) изображением периодического закона
Дата открытия закона и создания первого варианта периодической системы - 1 марта 1869 г. Над усовершенствованием периодической системы элементов Д. И. Менделеев работал до конца жизни. В настоящее время известно более 500 вариантов изображения периодической системы; это различные формы передачи периодического закона.
В периодической системе по горизонтали имеется 7 периодов (обозначены римскими цифрами), из них I, II и III называются малыми, а IV, V, VI и VII - большими. Все элементы периодической системы пронумерованы в том порядке, в каком они следуют друг за другом. Номера элементов называются порядковыми или атомными номерами .
В периодической системе по вертикали расположены восемь групп (обозначены римскими цифрами). Номер группы связан со степенью окисления элементов, проявляемой ими в соединениях. Как правило, высшая положительная степень окисления элементов равна номеру группы. Исключением являются фтор - его степень окисления равна -1; медь, серебро, золото проявляют степень окисления +1, +2 и +3; из элементов VIII группы степень окисления +8 известна только для осмия, рутения и ксенона.
Каждая группа делится на две подгруппы - главную и побочную , что в периодической системе подчеркивается смещением одних вправо, а других влево. Свойства элементов в подгруппах закономерно изменяются: сверху вниз усиливаются металлические свойства и ослабевают неметаллические. Очевидно, металлические свойства наиболее сильно выражены у франция, затем у цезия; неметаллические - у фтора, затем - у кислорода.

Расположенных в таблице горизонтально, и восьми групп, расположенных вертикально.

Период – это горизонтальный ряд элементов, начинающийся (за исключением 1-го периода) щелочным металлом и заканчивающийся инертным (благородным) газом.

1-й период содержит 2 элемента, 2-й и 3-й периоды – по 8 элементов. Первый, второй и третий периоды называются малыми (короткими) периодами.
4-й и 5-й периоды содержат по 18 элементов, 6-й период – 32 элемента, 7-й период содержит элементы с 87-го и далее, вплоть до последнего из известных на настоящее время элементов. Четвертый, пятый, шестой и седьмой периоды называются большими (длинными) периодами.

Группа – это вертикальный ряд элементов.

Каждая группапериодической системы состоит из двух подгрупп: главной подгруппы (А) и побочной подгруппы (В). Главная подгруппа содержит элементы малых и больших периодов (металлы и неметаллы). Побочная подгруппа содержит элементы только больших периодов (только металлы).

Например, главную подгруппу I группы составляют элементы литий, натрий, калий, рубидий, цезий и франций, а побочную подгруппу I группы составляют элементы медь, серебро и золото. Главную подгруппу VIII группы образуют инертные газы, а побочную подгруппу – металлы железо, кобальт, никель, рутений, родий, палладий, осмий, иридий, платина, хасий и мейтнерий.

Свойства простых веществ и соединений элементов изменяются монотонно в каждом периоде и скачкообразнона границах периодов. Такой характер изменения свойств составляет смысл периодической зависимости. В периодахслева направо неметаллические свойства элементов монотонно усиливаются, а металлические – ослабевают. Например, во втором периоде: литий – очень активный металл, берилий – металл, образующий амфотерный оксид и соответственно амфотерный гидроксид, В, С, N, О – типичные неметаллы, фтор – самый активный неметалл, неон – инертный газ. Таким образом, на границах периода свойства изменяются скачкообразно: период начинается щелочным металлом, а заканчивается инертным газом.

В периодахслева направо кислотные свойства оксидов элементов и их гидратов усиливаются, а основные – ослабевают. Например, в третьем периоде оксиды натрия и магния – основные оксиды, оксид алюминия – амфотерный, а оксиды кремния, фосфора, серы и хлора – кислотные оксиды. Гидроксид натрия – сильное основание (щелочь), гидроксид магния – слабое нерастворимое основание , гидроксид алюминия – нерастворимый амфотерный гидроксид, кремниевая кислота – очень слабая кислота, фосфорная – кислота средней силы, серная – сильная кислота, хлорная – самая сильная кислота из этого ряда.

В главных подгруппахсверху вниз металлические свойства элементов усиливаются, а неметаллические – ослабевают. Например, в подгруппе 4А: углерод и кремний – неметаллы, германий, олово, свинец – металлы, причем олово, свинец – более типичные металлы, чем германий. В подгруппе 1А все элементы – металлы, но по химическим свойствам также можно проследить усиление металлических свойств от лития к цезию и францию. В результате металлические свойства в наибольшей степени выражены у цезия и франция, а неметаллические – у фтора.

В главных подгруппахсверху вниз основные свойства оксидов и их гидратов усиливаются, а кислотные – ослабевают. Например, в подгруппе 3А: В 2 О 3 – кислотный оксид, а Т1 2 О 3 – основный. Их гидраты: Н 3 ВО 3 – кислота, а Т1(ОН) 3 – основание.


  1. Строение атома. Современная формулировка Периодического
    закона
Открытие периодического закона стало предпосылкой к созданию в XX в. теории строения атома. В 1911 г. английский физик Э. Резерфорд предложил ядерную модель атома, согласно которой атом состоит из сравнительно небольшого положительно заряженного ядра, в котором сосредоточена практически вся масса атома, и расположенных вокруг ядра электронов, составляющих электронную оболочку атома, которая занимает практически весь его объем. Были определены масса покоя и заряд электрона. Атом в целом электронейтрален, поскольку положительный заряд ядракомпенсируется отрицательным зарядом эквивалентного числа электронов.

Позже, в 1913 г. английский физик Г. Мозли установил, что заряд ядра численно равен порядковому номеру элемента в периодической системе. Таким образом, заряд ядра атома – главная характеристика химического элемента. Химический элемент – это множество атомов с одинаковым зарядом ядра.

Отсюда следует современная формулировка периодического закона: свойства элементов, а также свойства образуемых ими простых и сложных веществ находятся в периодической зависимости от величины заряда ядер их атомов.

В четырех местах Периодической таблицы элементы «нарушают» строгий порядок расположения по возрастанию атомной массы. Это пары элементов:

18 Ar(39,948) – 19 K (39,098);

27 Co(58,933) – 28 Ni(58,69);

52 Te(127,60) – 53 I(126,904);

90 Th(232,038) – 91 Pa(231,0359).

Во времена Д.И. Менделеева подобные отступления считались недостатками Периодической системы. Теория строения атома расставила все на свои места. В соответствии с величинами заряда ядра эти элементы были размещены Менделеевым в системе правильно. Таким образом, нарушив в этих случаях принцип размещения элементов в порядке возрастания атомных масс и руководствуясь физическими и химическими свойствами элементов, Менделеев фактически использовал более фундаментальную характеристику элемента – его порядковый номер в системе , который оказался равным заряду ядра.

Классическая механика не могла объяснить многие экспериментальные факты, касающиеся поведения электрона в атоме. Так, согласно представлениям классической теории электродинамики система, состоящая из заряда, вращающегося вокруг другого заряда, должна излучать энергию, в результате чего электрон в конце концов упал бы на ядро. Возникла необходимость создания иной теории, описывающей поведение объектов микромира, для описания которых недостаточна классическая механика Ньютона.

Основные законы такой теории были сформулированы в 1923 – 1927 гг. и она получила название квантовой механики.

Квантовая механика базируется на трех основных положениях.


        1. Корпускулярно-волновой дуализм (микрочастицы проявляют одновременно и волновые и материальные свойства, т.е. двойственную природу).
Так, двойственная природа электрона проявляется в том, что он обладает свойствами и частицы, и волны одновременно. Как частица электрон имеет массу и заряд, но движение электронов – это волновой процесс. Например, электронам свойственно явление дифракции (поток электронов огибает препятствие).

  1. Принцип квантования энергии (микрочастицы излучают энергию не постоянно, а дискретно отдельными порциями – квантами).
В 1900 г. М. Планк привлек для их объяснения квантовую гипотезу, согласно которой энергия может излучаться или поглощаться лишь определенными порциями – квантами.

В 1913 г. Н. Бор применил квантовую теорию для объяснения спектра атомарного водорода, предположив, что электроны в атомах могут находиться только на некоторых «дозволенных» орбитах, отвечающих определенным значениям энергии. Бор предположил также, что, находясь на этих орбитах, электрон не излучает энергии. Поэтому, пока электроны в атоме не совершают переходов с одной орбиты на другую, энергия атома остается постоянной. При переходе же электрона с одной орбиты на другую происходит излучение кванта лучистой энергии , величина которого равна разности энергии, соответствующей этим орбитам.


  1. Законы микромира обусловлены статистическим характером. Положение электрона в атоме неопределенно. Это значит, что невозможно одновременно точно определить и скорость электрона, и его координаты в пространстве.
Электрон, который движется с очень большой скоростью, может находиться в любой части пространства вокруг ядра. Согласно представлениям квантовой механики, вероятность пребывания электрона в различных областях пространства неодинакова. Различные моментальные положения электрона образуют так называемое электронное облако снеравномерной плотностью отрицательного заряда (рисунок 1.1.).

Рисунок 1.1 – Электронное облако атома водорода
Форма и размеры электронного облака могут быть разными в зависимости от энергии электрона.

Существует понятие «орбиталь», под которым понимают совокупность положений электрона в атоме.

Каждую орбиталь можно описать соответствующей волновой функцией – атомной орбиталью , зависящей от трех целочисленных параметров, называемых квантовыми числами .


  1. Квантово-механическое описание состояния электрона в атоме
1. Главное квантовое число (п) характеризует энергетический уровень и принимает целочисленные значения от 1 до ∞, которые соответствуют номеру энергетического уровня.

Иногда используют буквенные обозначения главного квантового числа, т.е. каждое численное значение п обозначают соответствующей буквой латинского алфавита:

Главное квантовое число определяет энергию электрона и размер электронного облака, т.е. среднее расстояние электрона от ядра. Чем больше п, тем выше энергия электрона, следовательно, минимальная энергия соответствует первому уровню (п = 1).

В Периодической системе элементов максимальному значению главного квантового числа соответствует номер периода.

2. Орбитальное или побочное квантовое число ( l ) характеризует энергетический подуровень и определяет форму электронного облака; принимает целочисленные значения от 0 до (п –1). Его значения обычно обозначаются буквами:


l =
0
1
2
3

s

p

d

f

Число возможных значений l соответствует числу возможных подуровней на данном уровне, равному номеру уровня (п).


При
n =1
l =0
(1 значение)

n =2
l =0, 1
(2 значения)

n =3
l =0, 1, 2
(3 значения)

n =4
l =0, 1, 2, 3
(4 значения)

Энергия электронов на разных подуровнях одного уровня изменяется в зависимости от l следующим образом: каждому значению l соответствует определенная форма электронного облака: s – сфера, р –объемная восьмерка, d и f – объемная четырехлепестковая розетка или более сложная форма (рисунок 1.2).













Рисунок 1.2, лист 1 – Электронные облака s -, p - и d -атомных орбиталей

















Рисунок 1.2, лист 2 – Электронные облака s -, p - и d -атомных орбиталей
3. Магнитное квантовое число ( m l ) характеризует ориентацию электронного облака в магнитном поле; принимает целочисленные значения от –l до + l :
m l = –l , ..., 0, ..., + l (всего 2 l + 1 значений).

При l = 0 (s-электрон) m l может принимать только одно значение (для сферического электронного облака возможна только одна ориентация в пространстве).

При l = 1 (р -электрон) т 1 может принимать 3 значения (возможны три ориентации электронного облака в пространстве).

При l = 2 (d -электрон) возможны 5 значений m l ; (разные ориентации в пространстве при несколько изменяющейся форме электронного облака).

При l = 3 (f -электрон) возможны 7 значенийm l (ориентация и форма электронных облаков не сильно отличается от той , что наблюдается у d -электронов).

Электроны, имеющие одинаковые значения п, l и m l , находятся на одной орбитали. Таким образом, орбиталь – это состояние электрона, характеризующееся определенным набором трех квантовых чисел: п, l и m l , определяющих размер, форму и ориентацию электронного облака. Число значений, которое может принимать m l , при данном значении l , равно числу орбиталей на данном подуровне.

4. Спиновое квантовое число (т s ) характеризует собственный момент количества движения (спин) электрона (не связанный с движением вокруг ядра), который в виде нестрогой модели можно считать соответствующим направлению вращения электрона вокруг своей оси. Может принимать два значения: – 1 / 2 и + 1 / 2 , соответствующие двум противоположным направлениям магнитного момента.

Электроны, имеющие одинаковые значения главного, орбитального и магнитного квантовых чисел и отличающиеся только значениями спинового квантового числа, находятся на одной орбитали и образуют одно общее электронное облако. Такие два электрона, имеющие противоположные спины и находящиеся на одной орбитали, называют спаренными. Один электрон на орбитали является неспаренным.

Таким образом, состояние электрона в атоме определяется набором значений четырех квантовых чисел.
Лекция 2

Вопросы


  1. Формирование электронной оболочки атома.

  2. Электронные конфигурации атомов

  3. Электронная конфигурация атома и периодическая система

  1. Формирование электронной оболочки атома
Последовательность заполнения электронами подуровней в многоэлектронных атомах определяется принципом минимума энергии, принципом Паули и правилом Хунда.

Принцип минимума энергии : заполнение электронами атомных орбиталей ( AO ) происходит в порядке возрастания их энергии. В устойчивом состоянии электроны находятся на наиболее низких энергетических уровнях и подуровнях.

Это означает, что каждый новый электрон попадает в атоме на самый низкий (по энергии) свободный подуровень.

Охарактеризуем уровни, подуровни и орбитали по запасу энергии электронов. Для многоэлектронного атома энергия орбиталей на уровнях и подуровнях изменяется следующим образом:
1s s р s р s d р s d р s d (4f ) р s d (5f ) р
Для сложных атомов действует правило (п+ l ) или правило Клечковского : энергия АО возрастает в соответствии с увеличением суммы (п+ l ) главного и орбитального квантовых чисел. При одинаковом значении суммы энергия меньше у АО с меньшим значением главного квантового числа.

Принцип Паули : в атоме не может быть двух электронов с одинаковыми значениями всех четырех квантовых чисел.

Каждая орбиталь – это энергетическое состояние, которое характеризуется значениями трех квантовых чисел: п, l и m l Эти числа определяют размер, форму и ориентацию орбитали в пространстве. Следовательно, на одной орбитали может быть не более двух электронов и различаться они будут значением четвертого (спинового) квантового числа: т s = + 1 / 2 или – 1 / 2 (таблица 2.1)

Например, для 1s - орбитали существует два набора квантовых чисел:


n

1
1

l

0
0

m l

0
0

m s

+ 1 / 2

– 1 / 2

Следовательно, здесь может находиться только два электрона с различными значениями спинового числа.

Для каждой из трех 2p - орбиталей также возможно только два набора квантовых чисел:


n

2
2

l

1
1

m l

0
0

m s

+ 1 / 2

– 1 / 2

Значит, на р -подуровне может находиться только шесть электронов.

Наибольшее число электронов на энергетическом уровне равно:

где п –номер уровня, или главное квантовое число.

Следовательно, на первом энергетическом уровне может находиться не более двух электронов, на втором – не более 8, на третьем – не более 18, на четвертом – не более 32 (таблица 2.1).
Таблица 2.1 – Формирование электронной оболочки атома


Энергетический уровень n

l

m l

m s

Число электронов

на подуровне
на уровне

1
0 (s )
0
± 1 / 2

2
2

2
0 (s )
0
± 1 / 2

2
8

1 (p )
–1, 0, 1
± 1 / 2

6

3
0 (s )
0
± 1 / 2

2
18

1 (p )
–1, 0, 1
± 1 / 2

6

2 (d )
–2, –1, 0, 1, 2
± 1 / 2

10

4
0 (s )
0
± 1 / 2

2
32

1 (p )
–1, 0, 1
± 1 / 2

6

2 (d )
–2, –1, 0, 1, 2
± 1 / 2

10

3 (f )
–3, –2, –1, 0, 1, 2, 3
± 1 / 2

14

Правило Хунда : при формировании электронного подуровня электроны заполняют максимальное число свободных орбиталей так, чтобы число неспаренных электронов было наибольшим .


  1. Электронные конфигурации атомов
Распределение электронов по различным атомным орбиталям называют электронной конфигурацией атома . Электронная конфигурация с наименьшей энергией соответствует основному состоянию атома, остальные конфигурации относятся к возбужденным состояниям .

Электронную конфигурацию атома изображают двумя способами – в виде электронных формул и электронографических диаграмм. При написании электронных формул используют главное и орбитальное квантовые числа. Подуровень обозначают с помощью главного квантового числа (цифрой) и орбитального квантового числа (соответствующей буквой). Число электронов на подуровне характеризует верхний индекс. Например, для основного состояния атома водорода электронная формула: 1s 1 .

Более полно строение электронных уровней можно описать с помощью электронографических диаграмм, где распределение электронов по подуровням представляют в виде квантовых ячеек. Орбиталь в этом случае принято условно изображать квадратом, около которого проставлено обозначение подуровня. Подуровни на каждом уровне должны быть немного смещены по высоте, так как их энергия несколько различается. Электроны обозначают стрелками в зависимости от знака спинового квантового числа. Электронографическая диаграмма атома водорода:


1s


Принцип построения электронных конфигураций многоэлектронных атомов состоит в добавлении протонов и электронов к атому водорода. Распределение электронов по энергетическим уровням и подуровням подчиняется рассмотренным ранее правилам.

С учетом структуры электронных конфигураций атомов все известные элементы в соответствии со значением орбитального квантового числа последнего заполняемого подуровня можно разбить на четыре группы: s -элементы,
р -элементы, d -элементы, f -элементы.

s -орбитали, называются s -элементами. Элементы, в атомах которых последними заполняются
p -орбитали, называются p -элементами. Элементы, в атомах которых последними заполняются d -орбитали, называются d -элементами. Элементы, в атомах которых последними заполняются f -орбитали, называются f -элементами.

В атоме гелия Не (Z = 2) второй электрон занимает l s-орбиталь, его электронная формула: 1s 2 . Электронографическая диаграмма:


1s

↓

Гелием заканчивается первый самый короткий период Периодической системы элементов. Электронную конфигурацию гелия обозначают [Не].

Второй период открывает литий Li (Z = 3), его электронная формула:
[Не] 2s 1 . Электронографическая диаграмма:
2p

2s

После лития следует бериллий Be (Z = 4), в котором дополнительный электрон заселяет 2s -орбиталь. Электронная формула Be: 2s 2

↓

2s

2p

В основном состоянии следующий электрон бора В (Z = 5) занимает
2р -орбиталь, В: ls 2 2s 2 2p 1 ; его электронографическая диаграмма:

↓


2s

2p

Следующие пять элементов имеют электронные конфигурации:

C(Z=6):2s 2 2p 2

N(Z=7):2s 2 2p 3

↓




↓






2s

2p

2s

2p

O(Z=8):2s 2 2p 4

F(Z=9):2s 2 2p 5

↓
↓




↓
↓
↓


2s

2p

2s

2p

Ne(Z=10):2s 2 2p 6

↓
↓
↓
↓

2s

2p

Приведенные электронные конфигурации определяются правилом Хунда.

Первый и второй энергетические уровни неона полностью заполнены. Обозначим его электронную конфигурацию и будем использовать в дальнейшем для краткости записи электронных формул атомов элементов.

Натрий Na (Z = 11) и Mg (Z = 12) открывают третий период. Внешние электроны занимают 3s -орбиталь:


Na (Z=11): 3s 1



3s

3p

3d

Mg (Z=12): 3s 2

↓

3s

3p

3d

Затем, начиная с алюминия (Z = 13), заполняется 3p -подуровень. Третий период заканчивается аргоном Ar (Z= 18):

Al (Z=13): 3s 2 3p 1

↓


3s

3p

3d



Ar (Z=18): 3s 2 3p 6

↓
↓
↓
↓

3s

3p

3d

Элементы третьего периода отличаются от элементов второго тем, что у них имеются свободные 3d -орбитали, которые могут участвовать в образовании химической связи. Это объясняет проявляемые элементами валентные состояния.

В четвертом периоде, в соответствии с правилом (п + l ), у калия К (Z = 19) и кальция Са (Z = 20) электроны занимают 4s –подуровень, а не 3d .Начиная со скандия Sc (Z = 21) и кончая цинком Zn (Z = 30), происходит заполнение
3d -подуровня:
Sc: 4s 2 3d 1 → Zn: 4s 2 3d 10
Электронные формулы d-элементов можно представить в ином виде: подуровни перечисляются в порядке возрастания главного квантового числа, а при постоянном п – в порядке увеличения орбитального квантового числа. Например, для Zn такая запись будет выглядеть так: 3d 10 4s 2 . Обе эти записи эквивалентны, но приведенные ранее электронная формула цинка правильно отражает порядок заполнения подуровней.

В ряду 3d -элементов у хрома Cr (Z = 24) наблюдается отклонение от правила (п + l ). В соответствии с этим правилом электронная конфигурация Сг должна выглядеть так: [Аг] 3d 4 4s 2 . Установлено, что его реальная конфигурация –
3d 5 4s 1 . Иногда этот эффект называют «провалом» электрона.

Отклонения от правила (п + l ) наблюдаются и у других элементов (таблица 2.2). Это связано с тем, что с увеличением главного квантового числа различия между энергиями подуровней уменьшаются.

Далее происходит заполнение 4р -подуровня (Ga – Кг). В четвертом периоде содержится всего 18 элементов. Аналогично происходит заполнение 5s -, 4d -и
5р -подуровней у 18-ти элементов пятого периода. Отметим, что энергии 5s -и
4d -подуровней очень близки, и электрон с 5s -подуровня может легко переходить на 4d -подуровень. На 5s -подуровне у Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Ag находится только один электрон. В основном состоянии 5s -подуровень Pd не заполнен. Наблюдается «провал» двух электронов.
Таблица 2.2 – Электронная конфигурация элементов с отклонением
от правила Клечковского


1
1
3

Cr (Z=24)
4s 2 3d 4

4s 1 3d 5

Cu (Z=29)
4s 2 3d 9

4s 1 3d 10

Nb (Z=41)
5s 2 4d 3

5s 1 4d 4

Mo (Z=42)
5s 2 4d 4

5s 1 4d 5

Tc (Z=43)
5s 2 4d 5

5s 1 4d 6

Ru (Z=44)
5s 2 4d 6

5s 1 4d 7

Rh (Z=45)
5s 2 4d 7

5s 1 4d 8

Pd (Z=46)
5s 2 4d 8

5s 0 4d 10

Ag (Z=47)
5s 2 4d 9

5s 1 4d 10

La (Z=57)
6s 2 4f 1 5d 0

6s 2 4f 0 5d 1

Ce (Z=58)
6s 2 4f 2 5d 0

6s 2 4f 1 5d 1

Gd (Z=64)
6s 2 4f 8 5d 0

6s 2 4f 7 5d 1

Ir (Z=77)
6s 2 4f 14 5d 7

6s 0 4f 14 5d 9

Pt (Z=78)
6s 2 4f 14 5d 8

6s 1 4f 14 5d 9

Au (Z=79)
6s 2 4f 14 5d 9

6s 1 4f 14 5d 10

В шестом периоде после заполнения 6s-подуровня у цезия Cs (Z = 55) и бария Ва (Z = 56) следующий электрон, согласно правилу (п + l ), должен занять
4f -подуровень. Однако у лантана La (Z = 57) электрон поступает на 5d -подуро-вень. Заполненный наполовину (4f 7) 4f -подуровень обладает повышенной устойчивостью, поэтому у гадолиния Gd (Z = 64), следующего за европием Eu (Z = 63), на 4f -подуровне сохраняется прежнее количество электронов (7), а новый электрон поступает на 5d -подуровень, нарушая правило (п + l ). У тербия Tb (Z = 65) очередной электрон занимает 4f -подуровень и происходит переход электрона с
5d -подуровня (конфигурация 4f 9 6s 2). Заполнение 4f -подуровня заканчивается у иттербия Yb (Z = 70). Следующий электрон атома лютеция Lu занимает
5d -подуровень. Его электронная конфигурация отличается от конфигурации атома лантана только полностью заполненным 4f -подуровнем.

В настоящее время в Периодической системе элементов Д.И. Менделеева под скандием Sc и иттрием Y располагают иногда лютеций (а не лантан) как первый d -элемент, а все 14 элементов перед ним, включая лантан, выносят в особую группу лантаноидов за пределы Периодической системы элементов.

Химические свойства элементов определяются, главным образом, структурой внешних электронных уровней. Изменение числа электронов на третьем снаружи 4f -подуровне слабо отражается на химических свойствах элементов. Поэтому все 4f -элементы схожи по своим свойствам. Затем в шестом периоде происходит заполнение 5d -подуровня (Hf – Hg) и 6р -подуровня (Tl – Rn).

В седьмом периоде 7s -подуровень заполняется у франция Fr (Z = 87) и радия Ra (Z = 88). У актиния наблюдается отклонение от правила (п + l ), и очередной электрон заселяет 6d -подуровень, а не 5f . Далее следует группа элементов (Th – No) с заполняющимся 5f -подуровнем, которые образуют семейство актиноидов .

У лоуренсия Lr (Z = 103) новый электрон поступает на 6d -подуровень. Этот элемент иногда помещают в Периодической системе под лютецием. Седьмой период не завершен. Элементы, начиная с 104, неустойчивы и их свойства мало известны. Таким образом, с ростом заряда ядра периодически повторяются сходные электронные структуры внешних уровней. В связи с этим следует ожидать и периодического изменения различных свойств элементов.


  1. Электронная конфигурация атома и периодическая система
Структура электронной оболочки атома и положение элемента в периодической системе связаны между собой. Зная положение элемента в периодической системе, можно определить структуру электронной оболочки атома любого элемента.

Порядковый номер элемента в периодической системе показывает заряд ядра его атома и число электронов в атоме.

Номер периода соответствует числу энергетических уровней в электронной оболочке атомов всех элементов данного периода. При этом номер периода совпадает со значением главного квантового числа внешнего энергетического уровня.

Номер группы соответствует, как правило, числу валентных электронов в атомах элементов данной группы.

Валентные электроны – это электроны последних энергетических уровней. Валентные электроны имеют максимальную энергию и участвуют в образовании химической связи между атомами в молекулах.

В атомах элементов главных подгрупп (А) все валентные электроны находятся на последнемэнергетическом уровне и их число равно номеру группы. В атомах элементов побочных подгрупп (В) на последнем энергетическом уровне находится не более двухэлектронов, остальные валентные электроны находятся на предпоследнемэнергетическом уровне. Общее число валентных электронов также, как правило, равно номеру группы.

Изложенное показывает, что по мере роста заряда ядра происходит закономерная периодическая повторяемость сходных электронных структур элементов, а следовательно, и повторяемость их свойств, зависящих от строения электронной оболочки атомов.

Таким образом, в периодической системе с возрастанием порядкового номера элемента свойства атомов элементов, а также свойства простых и сложных веществ, образованных этими элементами , периодически повторяются, так как периодически повторяются аналогичные конфигурации валентных электронов в атомах.В этом состоит физический смысл периодического закона.

Тема. Периодический закон и периодическая система Д.И. Менделеева

Цель:

    Формировать у учащихся представления о том, что объективно существующая взаимосвязь между химическими элементами и образуемыми веществами подчинена периодическому закону и отражена в периодической системе; рассмотреть структуру периодической системы, сформировать понятие про периоды и группы;

    Развивать умения анализировать информацию и делать выводы, навыки использования Периодической системы для поиска информации о химических элементах и их свойствах;

    Воспитывать познавательный интерес к предмету.

Ход урока

І. Организационный момент

ІІ. Актуализация опорных знаний

Беседа

1. Что такое классификация?

2. Кто из ученых-химиков предпринимал попытки классификации химических элементов? Какие характеристики они брали за основу?

3. Какие группы химических элементов вам знакомы? Дайте их краткую характеристику. (Щелочные металлы, щелочноземельные металлы, галогены, инертные газы)

ІІІ. Изучение нового материала

1. История открытия Периодического закона

На прошлом уроке мы узнали, что середине XIX в. знаний о химических элементах стало достаточно, а число элементов возросло настолько, что в науке возникла естественная потребность в их классификации. Первые попытки классификации элементов оказались несостоятельными. Предшественники Д.И.Менделеева (И. В. Деберейнер, Дж. А. Ньюлендс, Л. Ю. Мейер) многое сделали для подготовки открытия периодического закона, но не смогли постичь истину.

Они использовали один из двух подходов к построению системы:

1. Объединение элементов в группы по сходству состава и свойств образованных ими веществ.

2. Расположение химических элементов в порядке увеличения их атомной массы.

Но ни один, ни другой подход не привели к созданию системы, объединяющей все элементы.

Проблема систематизации химических элементов заинтересовала и молодого 35-летнего профессора Педагогического университета Д.И. Менделеева. В 1869 году он работал над созданием учебника для студентов «Основы химии». Ученый хорошо понимал, что для того чтобы студенты лучше разобрались в разнообразии свойств химических элементов, эти свойства нужно систематизировать.

К 1869 году было известно 63 химических элемента, для многих из которых были неверно определены относительные атомные массы.

Менделеев расположил химические элементы в порядке возрастания их атомных масс и заметил, что свойства элементов повторяются через определенный промежуток – период, Дмитрий Иванович расположил периоды друг под другом, так, чтобы сходные элементы располагались друг под другом – на одной вертикали, так была построена периодическая система элементов.

В результате кропотливой работы в течение 15 лет по исправлению атомных масс и валентности элементов, а также по выяснению места еще не открытых химических элементов Д.И. Менделеев открыл закон, который назвал Периодическим законом.

Свойства химических элементов, простых веществ, а также состав и свойства соединений находятся в периодической зависимости от значений атомных масс.

1 марта 1869г. (18 февраля по старому стилю)- дата открытия Периодического закона.

К сожалению, сторонников периодического закона сначала было очень мало. Противников – много, особенно в Германии и Англии.
Открытие периодического закона – это блестящий образец научного предвидения: в 1870 г. Дмитрий Иванович предсказал существование трех еще неизвестных тогда элементов, которые назвал экасилицием, экаалюминием и экабором. Он сумел правильно предсказать и важнейшие свойства новых элементов. И вот через 5 лет, в 1875 г., французский ученый П.Э. Лекок де Буабодран, ничего не знавший о работах Дмитрия Ивановича, открыл новый металл, назвав его галлием. По ряду свойств и способу открытия галлий совпадал с экаалюминием, предсказанным Менделеевым. Но его вес оказался меньше предсказанного. Несмотря на это, Дмитрий Иванович послал во Францию письмо, настаивая на своем предсказании.
Ученый мир был ошеломлен тем, что предсказание Менделеевым свойств экаалюминия оказалось таким точным. С этого момента периодический закон начинает утверждаться в химии.
В 1879 г. Л. Нильсон в Швеции открыл скандий, в котором воплотился предсказанный Дмитрием Ивановичем экабор .
В 1886 г. К. Винклер в Германии открыл германий, который оказался экасилицием .

Но гениальность Дмитрия Ивановича Менделеева и его открытия - не только эти предсказания!

В четырёх местах периодической системы Д. И. Менделеев расположил элементы не в порядке возрастания атомных масс:

Ar – K, Co – Ni, Te – I, Th – Pa

Ещё в конце 19 века Д.И. Менделеев писал, что, по-видимому, атом состоит из других более мелких частиц. После его смерти в 1907 г. было доказано, что атом состоит из элементарных частиц. Теория строения атома подтвердила правоту Менделеева, перестановки данных элементов не в соответствии с ростом атомных масс полностью оправданы.

Графическим изображением периодического закона является периодическая система химических элементов. Это краткий конспект всей химии элементов и их соединений.

2. Структура Периодической системы

Существует длинный и короткий вариант таблицы

Каждый элемент находится в определённой клетке периодической системы.

    Какую информацию она несёт? (символ элемента, порядковый номер, название элемента, название простого вещества, относительная атомная масса)

Составными частями таблицы являются периоды и группы.

Учитель показывает период в таблице и просит учащихся самих сформулировать определение. Потом сравниваем с определением в учебнике (стр. 140).

Период - это горизонтальный ряд химических элементов, который начинается щелочным металлом и заканчивается инертным элементом.

Учитель показывает группу в таблице и просит учащихся самих сформулировать определение. Потом сравниваем с определением в учебнике (стр. 140).

Периоды бывают большие и малые.

    Какие периоды большие? Малые?

    Как изменяются металлические свойства в периоде слева направо? Усиливаются или ослабевают? Почему вы так считаете?

Металлические свойства в периоде слева направо ослабевают, следовательно, неметаллические усиливаются. Причину этого мы узнаем, изучив строение атома на последующих уроках.

    У какого элемента ярче выражены металлические свойства: А g - Cd ? Mg-Al ?

    У какого элемента ярче выражены неметаллические свойства: О- N ? S-Cl ?

Группа - это вертикальный столбик элементов, который содержит подобные по свойствам элементы. (записать в тетрадь)

Группа делится на главную (а) и побочную (в).

В главную подгруппу входят элементы как малых, так и больших периодов. В побочную- только больших. Побочные подгруппы содержат только металлические элементы (переходные металлы)

Назовите элементы второй группы, главной подгруппы.

    Назовите элементы пятой группы, побочной подруппы.

    Назовите элементы восьмой группы, главной подруппы. Как они называются?

IV. Обобщение и систематизация знаний

V .Подведение итогов урока, оценивание знаний учащихся

V І . Домашнее задание

Внимание! Администрация сайта сайт не несет ответственности за содержание методических разработок, а также за соответствие разработки ФГОС.

Пояснительная записка

Данный урок проводится в основном курсе средней школы для обучающихся 8 класса в 1 полугодии.

Актуальность разработки урока на основе использования ресурса web-сайта «Самая необычная Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева» продиктована требованием ФГОС нового поколения, применением ИКТ-технологий, предусмотренных профессиональным стандартом педагога, включающим информационные умения учителя.

Практическая значимость разработки данной модели урока заключается в развитии ряда ключевых компетентностей, необходимых для целостности изучаемого курса химии.

Используемый web-сайт «Самая необычная Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева» является образовательным продуктом, разработанным моими учениками в 2013 году. Основной педагогической задачей данного ресурса является создание простой для пользователя интерактивной модели Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.

На данном уроке используются разнообразные формы и методы работы, цель которых развивать у обучающихся умения анализировать, сравнивать, наблюдать, делать выводы. В процессе урока учитель задает вопросы, возможные ответы на них выделяются в тексте курсивом. Материал урока соответствует программе, органично связан с предыдущими занятиями.

Эмоциональную окраску урока усиливает не только применение интерактивной Периодической системы, но и использование презентации с различными иллюстрациями, выполненной обучающимся, а также демонстрация собственных вариантов проекта «Моя таблица Менделеева», включение забавной песенки Тома Лерера.

У меня современный кабинет химии, в котором есть мультимедийный компьютерный класс. При наличии такой лаборатории на каждом рабочем столе есть ноутбук. Это позволяет максимально упростить работу на уроке для учеников, а для учителя – отследить ход выполнения заданий в парах на каждом рабочем месте.

Оценивание деятельности обучающихся . Количество оценок за описанный урок минимально: оцениваются только выступление ученика об открытии Периодического закона и отдельные участники урока, правильно ответившие на вопросы викторины, участвующие в оформлении таблицы в конце урока.

Проверить эффективность усвоенных знаний можно будет на следующем уроке, когда учащиеся сдадут домашнее задание – проект «Моя таблица Менделеева». Основная цель создания проекта: показать обучающимся, как фактически могло произойти открытие Периодического закона (вопреки сложившемуся мнению о том, что таблица Дмитрию Ивановичу приснилась), прочувствовать сложность классификации объектов.

Основные критерии оценивания таблиц могут быть такие:

  • Актуальность темы («химизм» создания таблицы, т.е. классификация химических понятий или веществ, биографий ученых, химиков-лауреатов Нобелевской премии разных лет и т.д.). Если ученик не может найти в предмете «Химия» объектов для классификации, он может обратиться к другим источникам, т.е. классифицировать и сопоставлять, например, города по численности населения и различным странам. При этом в «периоде» может быть страна, а в «группе» располагаются города по увеличению численности населения. Каждый «элемент» таблицы ученика должен иметь название, цифру, обозначающую численность населения, обозначаться символом. Например, в таблице городов предложен город Ростов-на-Дону. Символом его может быть Ro . Если встречаются несколько городов, начинающиеся на одну и ту же букву, то следует к заглавной букве добавлять следующую. Допустим, есть два города на букву «р»: Ростов-на-Дону и Ровно. Тогда для Ростова-на-Дону будет вариант Ro , а для города Ровно –Rb .
  • Оформление работы. Работа может иметь вариант рукописного оформления, набрана в Word или Excel (работы 2013 г.). Размер таблицы я не ограничиваю. Но предпочитаю формат А4. В моей картотеке таблиц есть, например, вариант, состоящий из двух листов ватмана. Работа обязательно должна быть красочной, иногда содержит картинки или фотографии. Аккуратность приветствуется.
  • Оригинальность работы.
  • Аннотация к работе включает следующие параметры: название работы, обоснованность принципа расположения выбранных «элементов». Ученик может также аргументировать цветовую палитру своей таблицы.
  • Презентабельность работы. Каждый ученик защищает свой проект, для чего я предусматриваю в программе 1 урок (это никак не нарушает изложению программного материала по химии, т.к. в конце года программа предусматривает до 6 уроков, отведенных на повторение курса через изучение биографий разных ученых, рассказы о веществах и явлениях).

Оценку периодической системе учащихся даю не только я. К обсуждению работ привлекаются старшеклассники, а также мои выпускники, которые могут оказывать практическую помощь восьмиклассникам при оформлении своей работы.

Ход оценивания работ обучающихся . Я и эксперты заполняем специальные листы, в которых проставляем оценки по заданным выше критериям по трехбалльной шкале: «5» - полное соответствие критерию; «3» - частичное соответствие критерию; «1» - полное несоответствие критерию. Затем баллы суммируются и выставляются обычные оценки в журнал. За этот вид деятельности ученик может получить несколько оценок. За каждый пункт критерия или только одну – суммарную. Неудовлетворительных отметок я не выставляю. В работе принимает участие ВЕСЬ класс.

Предложенный вид творческой работы предусматривает предварительную подготовку, поэтому учащиеся заранее получают задание на «создание своей системы». В этом случае я не объясняю принцип построения системы-оригинала, ребятам предстоит самостоятельно разобраться, как Дмитрий Иванович располагал известные в то время элементы, какими принципами руководствовался.

Оценка проекта обучающихся 8 класса «Моя таблица Менделеева»

Критерии

Оценка учителя

Оценка ученика

Суммарная оценка

Актуальность темы

Оформление работы

Оригинальность работы

Аннотация к работе

Презентабельность работы

Итоговая оценка

Основные понятия, используемые на уроке

  1. Атомная масса
  2. Вещество
  3. Группа (главная и побочная подгруппа)
  4. Металлы/неметаллы
  5. Оксиды (характеристика оксидов)
  6. Период
  7. Периодичность
  8. Периодический закон
  9. Радиус атома
  10. Свойства химического элемента
  11. Система
  12. Таблица
  13. Физический смысл основных величин Периодической системы
  14. Химический элемент

Цель урока

Изучить Периодический закон и структуру Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.

Задачи урока

  1. Образовательная:
  • Анализ базы данных о химических элементах;
  • Научить видеть единство природы и общих законов ее развития.
  • Сформировать понятие «периодичность».
  • Изучить структуру Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.
  1. Развивающая: Создать условия для развития у учащихся ключевых компетентностей: Информационной (извлечение первичной информации);Личностные (самоконтроль и самооценка);Познавательные (умение структурировать знания, умение выделять существенные характеристики объектов);Коммуникативной (продуктивная групповая коммуникация).
  2. Воспитывающая:способствовать развитию интеллектуальных ресурсов личности через самостоятельную работу с дополнительной литературой, интернет-технологиями; воспитание положительной мотивации обучения, правильной самооценки; умение общаться в коллективе, группе, строить диалог.

Тип урока

Урок изучения нового материала.

Технологии

ИКТ-технология, элементы технологии критического мышления , элементы технологии на основе эмоционально-образного восприятия.

Ожидаемые образовательные результаты

  • Личностные: формирование готовности учащихся к самообразованию на основе мотивации к обучению; формирование готовности к осознанному выбору дальнейшей образовательной траектории обучения с помощью составления плана работы на уроке; формирование коммуникативной компетентности в общении и сотрудничестве с одноклассниками через парную работу.
  • Метапредметные: формирование умения самостоятельно определять цели своего обучения и развитие мотива своей познавательной деятельности через целеполагание на уроке; формирование умения вести диалог.
  • Предметные: формирование первоначальных систематических представлений о Периодическом законе и Периодической системе элементов Д.И. Менделеева, явлении периодичности.

Формы обучения

Индивидуальная работа учащихся, работа в парах, фронтальная работа учителя с классом.

Средства обучения

Диалог, раздаточный материал, задание учителя, опыт взаимодействия с другими.

Этапы работы

  1. Организационный момент.
  2. Целеполагание и мотивация.
  3. Планирование деятельности.
  4. Актуализация знаний.
  5. Обобщение и систематизация знаний.
  6. Рефлексия.
  7. Домашнее задание.

Ход урока

1. Организационный момент

Взаимное приветствие учителя и учеников.

: Личностные: самоорганизация; коммуникативные – умение слушать.

2. Целеполагание и мотивация

Вступительное слово учителя. С глубокой древности, созерцая мир вокруг и восхищаясь природой, человек задавался вопросом: из чего, из какого вещества состоят окружающие человека тела, сам человек, Вселенная.

Учащимся предлагается рассмотреть следующие изображения: сезоны года, кардиограмма сердца (можно использовать макет сердца), схема «Строение солнечной системы»; Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева (разных типов) и ответить на вопрос:«Что объединяет все представленные изображения?» (Периодичность).

Постановка цели. Как вы думаете, ребята, о каком вопросе у нас сегодня пойдет речь (ученики делают предположения, что речь на уроке пойдет о Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева)? В тетради следует запись темы урока: «Структура Периодической системы».

Задания для учащихся:

  1. Подберите примеры, указывающие на периодичность в природе. (Движение космических тел вокруг центра Галактики, смена дня и ночи).
    Предложите однокоренные слова и словосочетания к слову «периодичность» (период, периодические издания ).
  2. Кто «автор» Периодического закона (Д.И. Менделеев )? Можете ли Вы «создать» Периодическую систему (ответ на этот вопрос будет отсрочен, он дается ребятам в качестве домашнего задания )?
  3. Блеф-игра «Верите ли вы, что…»
  4. После окончания школы вас могут наградить алюминиевой кружкой? (В настоящее время это невозможно. А вот Дмитрию Ивановичу Менделееву за открытие им Периодического закона преподнесли чашу из алюминия, т.к. в то время стоимость алюминия превышала цену на золото и платину.)
  5. Открытие Д.И. Менделеевым Периодического закона можно считать подвигом? (Дмитрий Иванович Менделеев предсказал несколько неизвестных в то время элементов экабор (скандий), экаалюминий (галлий), экасилиций (германий), экамарганец (технеций). Ну предсказал и предсказал. А в чем подвиг-то? (Здесь уместно предложить детям пофантазировать на тему подвига УЧЕНОГО) Дело в том, что у первого же открытого элемента галлия (Л. Буабодран, Франция), была неверно определена плотность, а значит и масса элемента, причем Д.И. Менделеев указал не только ошибку ученого, но и ее причину – недостаточную очистку образца галлия. Если бы Дмитрий Иванович ошибся с расчетами, то пострадал бы сам, ведь его имя было бы опорочено навсегда).

Учитель. Ребята, перед изучением новой темы, я бы хотела вместе с вами «нарисовать» портрет ученого. Определить, какими качествами должен обязательно обладать ученый (далее следуют предположения учащихся о некоторых качествах ученого: интеллект, энтузиазм, настойчивость, усидчивость, амбиции, решительность, оригинальность).

Развиваемые универсальные учебные действия : предметные учебные действия: умение анализировать предложенные картинки, находить между ними сходство. Личностные: установление связи между целью деятельности и ее мотивом. Регулятивные: саморегуляция. Познавательные: самостоятельное выделение и формулирование цели; доказательство своей точки зрения. Коммуникативные: умение слушать и вступать в диалог.

3. Планирование деятельности

8 февраля 2014 г. исполнилось 180 лет со дня рождения великого русского ученого Дмитрия Ивановича Менделеева. Сейчас мы посмотрим фрагмент фильма о великом ученом (далее следует фрагмент видеофильма «Русский да Винчи» или мультфильм «Три вопроса Менделееву») .

1 марта 1869 г . молодой и в то время мало кому известный русский ученый разослал химикам всего мира скромный печатный листок, озаглавленный «Опыт системы элементов, основанный на их атомном весе и химическом сходстве». Давайте окунемся в прошлое и узнаем немного о том, как был открыт Периодический закон. Далее следует рассказ ученика о разных вариантах Периодических систем (5-7 мин.) с использованием презентации.

Обучающиеся делают записи в тетради: формулировка Периодического закона и дата его открытия (по локальной сети учитель показывает сайт и раздел сайта Периодический закон).

Учитель. Как вы думаете, ребята, ученые сразу приняли Периодический закон? Поверили в него? Чтобы немного окунуться в ту эпоху, давайте прослушаем отрывок из стихотворения об открытии галлия .

Какие выводы следует сделать из этого отрывка (учащиеся предполагают, что для того чтобы поверить в новый закон, необходимы неопровержимые доказательства)?

Существует множество вариантов Периодических систем. Классификации подвергаются различные объекты: цветы, забракованные элементы, пищевые продукты и т.д. Все эти таблицы объединяют определенные принципы построения, т.е. структура.

Развиваемые универсальные учебные действия: регулятивные - составление плана и последовательности действий; познавательные – построение логической цепи рассуждений; коммуникативные – умение слушать и вступать в диалог, точно выражать свои мысли.

4. Актуализация знаний

Ко всем законам применим критерий сравнения – возможность предсказания нового, предвидения неизвестного. Сегодня Вам предстоит «открыть» для себя Периодическую систему, т.е. немного побыть учеными. Для этого необходимо выполнить задание.

Задание. У вас на рабочем столе - ноутбук с выходом в Интернет, есть инструкция (приложение 1) по работе с веб-сайтом «Самая необычная Периодическая система элементов Д.И. Менделеева». Проанализируйте интерфейс сайта, сделайте выводы; результаты отразите в карточке-инструкции (приложение 1).

При отсутствии мобильного компьютерного класса можно заготовить бумажные карточки-инструкции. В этом случае работу с сайтом учитель проводит вместе с учениками). Задание обучающимся учитель может: 1) разослать по локальной сети; 2) заранее оставить файл на рабочем столе каждого ноутбука. Обучающиеся могут дать ответ учителю, используя программу Paint или Word, т.к. другого вида обратной связи между главным (учительским) ноутбуком и мобильным классом (ученические ноутбуки) не предусмотрено.

Таблица для учащихся не содержит ответов. Работа выполняется в парах. На выполнение задания уместно отвести 10 минут. Учащиеся, первыми выполнившие задание, могут показать его всем по локальной сети (разрешить учащемуся показать демо).

Развиваемые универсальные учебные действия : личностные: понимание причин успешности учебной деятельности; регулятивные: нахождение ошибок с исправлением их самостоятельно или при помощи одноклассника, проявление настойчивости; коммуникативные: оценка действий партнера по выполнению задания, умение слушать и вступать в диалог.

5. Обобщение и систематизация знаний

Учитель проводит проверку работы учащихся и вместе с ними формулирует определение явления периодичности.

Учитель. Отличается ли структура Периодической системы, размещенной на сайте от табличной формы, предложенной Д.И. Менделеевым? Если да, то выделите сходные и отличительные признаки обеих таблиц (После выяснения общих признаков следует совместная формулировка явления периодичности).

Периодичность – закономерная повторяемость изменения явлений и свойств.

Развиваемые универсальные учебные действия : личностные: понимание причин успешности учебной деятельности; регулятивные: нахождение ошибок с исправлением их самостоятельно или при помощи одноклассника; коммуникативные – умение слушать и вступать в диалог.

6. Рефлексия

Развитие науки подтвердило слова самого Дмитрия Ивановича о развитии закона, эту фразу обучающиеся могли подготовить дома, отгадав ребус. Ответ: «Периодическому закону будущее грозит не разрушением, а только надстройки и развитие обещаются» . Здесь уместно также проверить знания на уроке с помощью коллекции ЦОР (проверка знаний периодов и групп).

В заключение урока звучит песня Тома Лерера.

Развиваемые универсальные учебные действия : предметные: проверка собственных знаний по предложенному тесту; регулятивные осознание полученных знаний и способов деятельности для достижения успешности; коммуникативные – участие в коллективном обсуждении.

7. Домашнее задание

  • §5, выполните письменные задания после параграфа: 1,4,5;
  • На уроке мы видели разные варианты Периодических систем. Дома я предлагаю Вам «создать» свою Периодическую систему. Данная работа будет выполнена в формате проекта. Название: «Моя таблица Менделеева». Цель: научиться классифицировать объекты, анализировать их свойства, уметь объяснять принцип построения своей системы элементов/объектов.

Самоанализ урока

Урок показал свою эффективность. Большинство проверенных домашних работ по созданию своей системы элементов полностью соответствовали критериям оценки, изложенным в тезисах, т.е. обучающиеся осознанно создавали табличные варианты своей системы выбранных элементов/объектов.

Проект «Моя таблица Менделеева», стартовавший как исключительно бумажный вариант, постепенно приобрел оцифрованную форму. Так появились презентации, табличные варианты в Excel и, наконец, ЦОР - сайт «Самая необычная Периодическая система элементов Д.И. Менделеева». Образцы работ обучающихся размещены на моем сайте, рубрика «Учащемуся», подрубрика «Работы моих учеников».

Критерии и показатели эффективности урока : положительный эмоциональный фон урока; кооперация обучающихся; суждения обучающихся относительно уровня собственных ответов и возможностей дальнейшего самообразования.


Тема: Атомы химических элементов

Тип урока: Обобщающий.

Вид урока: Урок - презентация

Цели урока : Обобщить знания учащихся по теме, проверить степень усвоения материала;

стимулировать познавательную активность, развивать интерес к предмету, мыслительные операции по систематизации знаний, умение быстро и четко формулировать свои мысли, логически рассуждать, применять свои знания на практике.

Оборудование: Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева (настенная таблица, раздаточный материал на столы учащихся), схемы слайдов, компьютер, диапроектор, экран.

Пояснительная записка к уроку.

В настоящее время учителя составляют краткие конспекты к изучаемым темам или разделам. Эта работа помогает

    осмыслить большой фактический материал;

    выделить главные, существенные моменты темы;

    дать основные определения.

При обобщении темы необходимо осмыслить большое количество вопросов.

Как организовать урок, чтобы не тратить много времени на записи у доски, чтобы урок был наглядный, доступный, активизировал внимание учащихся.

С этой целью использую на уроках компьютерные презентации. Конечно много времени уходит на разработку презентации. Учителю необходимо выделить основные аспекты темы, вопросы и компактно расположить материал на слайдах. Продумать каждый шаг урока – вопросы учителя, предположить ответ ученика, появление отдельных символов на слайде (до или после ответа ученика).

Преимущества разработки уроков-презентаций в том, что отдельные слайды можно использовать при изучении каждого раздела.

ХОД УРОКА.

I . Тема урока.

Учитель начинает урок словами И. В. Гете (на экране на первом слайде)

Трудности возрастают по мере приближения к цели. Но пусть каждый совершит свой путь подобно звездам, спокойно, не торопясь, но беспрерывно стремясь к намеченной цели.

Знакомит учащихся с целью и задачами урока.

Задачи урока:

1. Закрепить понятия:

    относительная атомная масса;

    относительная молекулярная масса;

2. Систематизировать, обобщить, закрепить знания:

    о строении ПСХЭ;

    о строении атома;

    об изменении свойств элементов в периоде и группе;

    о типах химической связи;

3. Закрепить умение:

    определять координаты элемента в ПСХЭ;

    составлять схему строения атома и иона;

    выражать состав атома;

    записывать схему образования соединений с различным видом связи

Слайд – 3. Закрепить знания о структуре периодической системы химических элементов.

Учитель: Весь мир большой: жара и стужа, Найдется ль правило простое,

Планет круженье, свет зари – Что целый мир объединит?

Все то, что видим мы снаружи, Таблицу Менделеев строит,

Законом связано внутри. Природы ищет алфавит…

Е. Ефимовский

Сейчас мы с вами вспомним как выглядит большой многоквартирный дом, который построил Д. И. Менделеев. Кто живет в этом доме?

(Учитель задает вопросы. После ответов учащихся на слайде появляются символы, соответствующие правильному ответу.)

    Что такое период? Количество периодов в ПСХЭ.

    Какие бывают периоды? Почему они так называются?

    Что такое группа? Количество групп в ПСХЭ.

    Как делится каждая группа?

    Каждый химический знак в ПСХЭ обозначается своим химическим символом. Почему химические символы записаны различным цветом?

    Что взял Д. И. Менделеев за основу систематизации химических элементов?

    Что называется порядковым номером элемента?

Слайд – 4. Закрепить умение определять координаты элемента.

Учитель: Чтобы найти жильца в огромном доме необходимо знать его точный адрес.

К сожалению, на слайде дан неполный адрес. За 3 минуты определите по ПСХЭ недостающие координаты.

Работу выполняем по рядам: 1 ряд – первая строка, 2 ряд – вторая строка, 3 ряд – третья строка.

После выполнения задания ученики озвучивают ответ, символы появляются на экране. Учащиеся заполняют таблицу полностью.

Слайд – 5. Закрепить понятия относительная атомная и относительная молекулярная масса; закрепить умение вычислять значение относительной молекулярной массы.

Учитель: Жилец каждой квартиры имеет особую примету. Именно она сыграла роль при распределении квартир. Что это за примета? Укажите ее для жильца, проживающего в 1-ом подъезде на 5-ом этаже.

Ученик : примета - относительная атомная масса (определение) ;жилец – серебро;

А r (Ag) = 108 (Во время ответа ученика появляются символы слайда )

Учитель : Жильцы разных квартир очень дружны. Как правило, соседи часто собираются на корпоративные праздники, вечеринки, причем состав компании стараются не менять. (На экране формула фосфорной кислоты) . Что вы можете сказать о составе данной группы? Какая у них особая примета?

Ученик : Рассказывает о составе фосфорной кислоты, дает определение относительной молекулярной массы, объясняет, как вычислить относительную молекулярную массу данного соединения.

Слайд – 6. Закрепить знания о строении атома.

Учитель: Несколько последующих слайдов мы посвятим решению проблемы – каково внутреннее строение жильцов.

Из каких частиц они состоят? Какая координата в ПС влияет на их строение?

Ученик: Рассказывает о строении атома. (Чтобы ответ был полным и соответствовал слайду, учитель предлагает ученику план ответа)

    Что находится в центре атома?

    Как заряжено ядро?

    Какие частицы вращаются вокруг ядра?

    Какие частицы находятся в ядре?

    Чему равна величина заряда ядра?

    Как определить количество протонов в ядре?

    Как определить общее количество электронов, вращающихся вокруг ядра?

    Чему равно количество нейтронов в ядре?

Слайд – 7, 8 . Закрепить умение выражать состав атома.

Учитель : На экране при помощи различных цифр и букв представлена запись, отражающая состав атома одного из жильцов. Расшифруйте ее.

Ученик: Объясняет значение каждой цифры. Почему количество протонов и нейтронов указано в скобках?

Учитель: Вы уже очень легко ориентируетесь в большом доме - ПС. Укажите, пожалуйста, состав атома хлора, исходя из его местоположения.

(На работу дается 2-3 минуты. Затем появляется слайд, по которому ученики могут проверить свои записи).

Учитель: Сравните составы атомов? Кем они доводятся друг для друга?

Ученик: Находит общие и отличительные черты. Дает определение изотопов.

Слайд – 9 . Закрепить умение составлять и объяснять схему строения атома.

Учитель: Продолжаем изучать внутреннее строение атома. На экране указаны координаты проживания неизвестного жильца. Запишите схему его внутреннего строения. (2 мин) (Ученик, выполнивший задание первым, дает ответ. Учащиеся проверяют выполнение задания по записи на экране)

Учитель: Связана ли схема строения с координатами положения в ПС? Ответьте, пожалуйста на следующие вопросы: Чему соответствует величина заряда ядра?

    Как определить количество энергетических уровней?

    Чему соответствует общее количество электронов на энергетических уровнях?

    Как вы определили количество электронов на последнем уровне?

Ученики отвечают на поставленные вопросы и дополняют схему.

Учитель: Рядом много электронов

Не живут определенно,

И уже на новый слой

Электрон восходит свой.

Число электронов от уровня к уровню возрастает. Как рассчитать наибольшее число электронов на данном уровне?

Слайд – 10 . Закрепить знания о связи строения атома с положением его в ПСХЭ.

Учитель: Мы с вами пришли к выводу, что строение каждого атома зависти от его положения в ПС.

Соотнесите схемы строения атома и знаки химических элементов. На выполнения задания дается 3- 5 минут.

Слайд – 11. Изменение свойств атомов химических элементов в периодах.

    На экране представлены схемы строения атомов лития, бериллия, бора. Что общего между данными химическими элементами? (расположены в одном периоде)

    Как изменяются металлические и неметаллические свойства атомов химических элементов в периоде?

Слайд – 12. Изменение свойств атомов химических элементов в группах.

1. На экране представлены схемы строения атомов бора, алюминия, таллия. Что

общего между данными химическими элементами? (расположены в одной группе)

2. Как изменяются металлические и неметаллические свойства атомов химических

элементов в группе?

Слайд – 13. Образование ионов.

    Что означает запись на экране?

    Что называется ионом?

    Как называется положительный ион?

    Как называется отрицательный ион?

Слайд – 14. Схемы строения атомов и ионов.

    I вариант – записать схемы строения атома кальция и иона кальция.

    II вариант – записать схемы строения атома фосфора и иона фосфора Р 3-

    Что общего в схемах строения ионов?

    Приведите пример атома химического элемента, имеющего такое же строение.

Слайд – 15 . Виды химических связей.

    Что называется химической связью?

    Какие виды химической связи вам известны?

    Даны три элемента. Расположите элементы в порядке уменьшения электроотрицательности.

    Что называется электроотрицательностью?

    Что называется ковалентной неполярной связью?

    Назовите формулы соединений с ковалентной неполярной связью, образованные данными элементами.

    Что называется ковалентной полярной связью?

    Назовите формулы соединений с ковалентной полярной связью, образованные данными элементами.

    Что называется ионной связью?

    Назовите формулы соединений с ионной связью, образованные данными элементами.

    Что называется металлической связью?

    Назовите формулы соединений с металлической связью, образованные данными элементами.

Слайд – 16. Схема образования ковалентной неполярной связи.

Схему образования ковалентной неполярной связи рассматриваем на примере образования молекулы фтора.

Прокомментировать изображение на слайде.

Слайд – 17. Схема образования ковалентной полярной связи.

Схему образования ковалентной полярной связи рассматриваем на примере образования молекулы фтороводорода.

    Объясните механизм образования связи.

    Что общего и чем отличаются ковалентная неполярная и ковалентная полярная связи.

Слайд – 17 . Схема образования ионной связи.

Схему образования инной связи рассматриваем на примере образования фторида натрия.

Слайд – 17 . Схема образования металлической связи.

Loading...Loading...