Конспект урока на тему: "Периодический закон и периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева"

Тема: «Периодический закон и периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева»

Цель урока: а) познавательный аспект:

1.     Проконтролировать степень усвоения ЗУН, сформированных на предыдущем уроке: составление схем строения атомов, составление графических и структурных формул элементов.

2.     Обеспечить усвоение следующих основных знаний, входящих в содержание темы урока:

-определение понятий: «периодичность», «периодический закон»;

-характеристика структуры периодической системы;

-значение периодического закона.

     3.Сформировать следующие специальные умения:

                      а) образовательный аспект:    

         - объяснение причины периодического изменения свойств химических элементов;

         -установление физического смысла порядкового номера элемента, номера группы, номера периода, периодического закона;

         -выявление закономерности изменения металлических и неметаллических свойств элементов в периодах и в группах

                     б) развивающий аспект:

 Обеспечить, используя задания, требующие выполнения мыслительных операций различного уровня сложности, формирование самостоятельности суждений учащихся, интеллектуальных и учебно-коммуникативных умений и  навыков:

         -развитие речи (обогащение и усложнение словарного запаса, усложнение смысловой функции речи);

         -формирование внимания, техники письма, чтения;

         -формирование мыслительных операций (анализ и синтез, выделение главного и существенного, абстрагирование и конкретизация, сравнение и различение).

                    в) воспитывающий аспект:

  Содействовать в ходе урока формированию научного мировоззрения учащихся:

          - убеждённости в материальности мира путём раскрытия природы изучаемых явлений;

          -понимание объективного характера изучаемого закона, возможности познания природы и использования этих знаний в научной и практической деятельности;

          -установление причинно-следственных связей: состав - строение- свойства.

2.Осуществлять нравственное воспитание (патриотизм, интернационализм, товарищество, этические нормы поведения).

3.Формировать уважение к науке как к части культуры общества.

Ход урока:

1.     Организационный этап.

2.     Актуализация опорных знаний                                                   

(критерии оценивания – за каждый правильный ответ учащийся ставит себе «+» на полях в тетради)

1. Разминка. Знаки химических элементов (индивидуальная работа)     /Слайд 1/

2. Укажите число протонов, нейтронов и электронов для следующих атомов: вариант 1 – азот, вариант 2 – кислород, вариант 3 – бор, вариант 4 – фтор.

3. Написать для этих же элементов электронные и структурные формулы.

4.  Написать химические реакции и определить тип реакции (работа в микрогруппах)                                                                                             

Задание по карточкам. Метод – групповой.

3.     Формирование новых знаний

Тема:  «Периодический закон и периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева»                                                           /Слайд 2/

(урок обобщения, повторения и систематизации материала)

Этап подготовки учащихся к активному и сознательному усвоению нового материала (сообщение темы урока, формулирование вместе с учащимися целей):

Какие цели сегодня на уроке мы будем преследовать?              /Слайд 3/    

а) усвоить новое понятие «Периодический закон»; 

б) изучить структуру периодической системы;                                 

в) установить связь периодического закона и периодической системы со строением атома;                                                                                               

 г) оценить значение периодического закона.                                     

 Мотивация.                                                                                                          Задачи урока: организация дальнейшей деятельности учащихся по изучению и усвоению нового материала (работа в составе четырёх групп с познавательными текстами с последующим комментированием материала по схеме-конспекту)      

                             Алгоритм работы:                                  /Слайд 4/

- прочитать текст;                                                                                             

- соотнести информацию текста с соответствующим блоком опорного конспекта;                                                                                                        

- ответить на вопросы, выполнить тестовые задания, обсудить ответы в группе;                                                                                                              

- выбрать комментатора.                                              

1.     Новый материал

Ответы 1 группы                                                                             /Слайд 5/

 Учебный текст 1 группы: «Периодический закон»

- Формируемые понятия: «периодичность», «периодический закон».

- Задание: Дайте формулировку периодического закона, объясните понятие периодичность.

- Вопросы: 1) Какое свойство элемента Д.И.Менделеев положил в основу классификации ХЭ?  2) Объясните выражение «Свойства элементов изменяются периодически»? Какие свойства элементов изменяются периодически?

 - Вопросы для вывода: а) Можно ли сказать, что периодический закон  существует в природе реально?  б) В чём заслуга Д.И. Менделеева?

    Учебный текст 2 группы:  «Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева»                                                                                   /Слайд 6/

- Формируемые понятия:  «Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева», «периоды», «группы», «главные и побочные подгруппы».

- Задание: Объясните выражение «периодическая система – естественная классификация химических элементов, а таблица – графическое изображение периодического закона»? 

- Вопросы для вывода:  Периодическая система и периодическая таблица - это одинаковые понятия?

- Тесты 2 группы:                                                                                 /Слайд 7/ 

1. в              2. в       3. а       4. в     5. в      6. а   

Учебный текст 3группы:  «Периодический закон и периодическая система в свете учения о строении атома»                                    /Слайд 8/

- Формируемые понятия:  «Физический смысл периодического закона»,  «№ периода», « № группы».

- Задание: Дайте современную формулировку периодического закона. Почему заряд ядра (порядковый номер) является главной характеристикой элемента?

- Вопросы для вывода:  Почему наблюдается периодическая зависимость свойств  элементов и образованных ими веществ от заряда ядра атома?

- Тесты 3 группы:                                                                                 /Слайд 9/ 

1. а              2. в       3. г       4. в     5. а       

Учебный текст 4 группы:  « Значение периодического закона»  /Слайд10/

- Формируемые понятия:  «Материальность, единство и познаваемость мира, взаимосвязь явлений».

- Задание: Как вы понимаете выражение : «Закон, являясь инструментом познания, выполняет три функции: обобщающую, объясняющую, прогностическую»?

- Вопросы для вывода:  Какие факты доказывают научность открытого Д.И.Менделеевым закона?

4.     Этап закрепления (Ответы на вопросы и тестовые задания, содержащиеся в учебных текстах)

Диагностическая работа                                                                         /Слайд11/                 

1.Выберите схемы химических элементов:

1В. Второго периода               2В. Третьего периода

а)2е,8е           б)2е,8е,5е     в) 1е                г)2е,8е,8е,1е

2.Выберите схемы элементов:

1В.  Третьей группы               2В.  Шестой группы

а)2е, 8е,6е          б)1s²2s²2p⁶3s²3p¹         в)1s²2s¹                г)1s²2s²2p⁶

3.Наиболее ярко 1В.  металлические 2В.  неметаллические свойства выражены у:   а)1s²2s²        б)1s²2s¹                       в)   1s²2s²2p¹        г)  1s²2s²2p²

4.Причина 1В.  Ослабление  металлических свойств в периодах

 2В.  Усиления металлических свойств в группах:

а) увеличение числа ЭУ б) увеличение числа электронов на ВЭУ в) увеличение заряда ядра г) увеличение массы атома

Ответы:

1В            2В

1. а           1. б

2. б           2. а

3. б           3. г

4. б           4. а

5.     Этап информирования учащихся о домашнем задании

6.     Выводы по уроку:                                                                         /Слайд 12/

- ПЗ существует и действует в природе реально и независимо от сознания человека. Человек лишь открывает закон, т. е. познаёт связь явлений и выражает её в формулировке: « Свойства элементов и их соединений находятся в периодической зависимости от заряда ядра их атома»

- Периодическая система - естественная классификация химических элементов. Периодическая таблица -  графическое изображение периодического закона

-Свойства элементов изменяются периодически, т.к. периодически изменяется число электронов на внешнем уровне их атомов

-ПЗ - это не гипотеза, а научная теория, т.к. выполняет три основные функции: обобщающую, объясняющую и прогностическую

(ПСХЭ Д.И.Менделеева – единое целое, включающее в себя все химические элементы, т.к. у них общие черты строения атомов, общие свойства; ПЗ показывает взаимосвязь состава- строения- свойств; ПЗ позволяет предсказывать существование и свойства ещё неоткрытых  элементов)

7. Рефлексия:                                                                                      /Слайд 13/

Продолжите  фразу:

-  Сегодня на уроке я узнал ….

- Теперь я могу ….

- Было интересно ….

- Знания, полученные сегодня на уроке, пригодятся …

Схема – конспект

Учебный текст 1 «Периодический закон Д.И.Менделеева»

- Формируемые понятия: «периодичность», «периодический закон».

- Задание: Дайте формулировку периодического закона, объясните понятие периодичность.

- Вопросы: 1) Какое свойство элемента Д.И.Менделеев положил в основу классификации ХЭ?  2) Объясните выражение «Свойства элементов изменяются периодически»? какие свойства элементов изменяются периодически?

 - Вопросы для вывода: а) Можно ли сказать, что периодический закон  существует в природе реально?  б) В чём заслуга Д.И. Менделеева?

1.     К середине 19века било открыто более 60 химических элементов, У большинства которых были изучены физические и химические свойства. Открытие новых элементов и изучение свойств элементов и их соединений позволили, с одной стороны, накопить богатый фактический материал, а с другой – выявили необходимость его систематизации

Ни одна из попыток классификации не выявила основной закономерности в их расположении и, следовательно, не могла привести к созданию естественной системы, охватывающей все элементы и отражающей природу их сходства и различия.

2.     За основу сравнения всех химических элементов Д.И.Менделеев взял фундаментальную количественную характеристику элемента- атомную массу.

Д.И.Менделеев расположил все известные элементы в порядке возрастания атомных масс :Li – Be – В – C – N – O – F – Ne – Na – Mg – Al – Si – P – S – Cl…

И обнаружил, что в полученном им естественном ряду элементов сходные элементы(Li – Na -  щелочные металлы; F- Cl – типичные неметаллы «галогены») повторяются через правильные интервалы. Эта закономерность была названа Д.И.Менделеевым законом периодичности и сформулирована следующим образом:

Свойства простых тел, а также форма и свойства соединений химических элементов находятся в периодической зависимости от величины атомных масс элементов.

3.     Д.И.Менделеев разбил естественный ряд на отрезки, которые начинались щелочным металлом , отрезки расположил друг под другом и получил систему химических элементов

Li – Be –   В –  C – N – O – F – Ne

Na – Mg – Al – Si – P – S – Cl

Это расположение отражало периодичность изменения свойств химических элементов.

Учебный текст 2 « Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева»

- Формируемые понятия:  «Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева», «периоды», «группы», «главные и побочные подгруппы»

- Задание: Объясните выражение «периодическая система – естественная классификация химических элементов, а таблица – графическое изображение периодического закона»? 

- Вопросы для вывода:  Периодическая система и периодическая таблица - это одинаковые понятия?

1.В результате сопоставления свойств и атомных масс элементов Д.И. Менделеев пришёл к открытию ПЗ и на его основе - ПСХЭ, т.е. ПСХЭ реально существует в природе, является естественной классификацией химических элементов.

  Таблица, которой мы пользуемся - это графическое изображение ПЗ. В настоящее время наиболее распространёнными формами таблицы являются короткая и длинная. Короткая форма таблицы была разработана Д.И. Менделеевым в 1870 году, её называют классической. (Первый вариант, предложенный в 1869 году, имел длинную форму   т. е. в ней периоды располагались одной строкой). В школе изучают короткую форму таблицы. Какова же её структура?

2. Периоды - горизонтальные ряды элементов, в пределах которых свойства элементов изменяются последовательно. Периоды делятся на малые (1период-2 элемента; 2,3 периоды - по 8 элементов) и большие (4,5 периоды- по 18 элементов; 6 период- 32 элемента; 7 период- незаконченный)

Во всех периодах с увеличением порядкового номера элемента (СЛЕВА НАПРАВО) металлические свойства убывают, а неметаллические усиливаются.

3.Группы - это вертикальные столбцы элементов, их восемь.

    Каждая группа состоит из 2-х подгрупп: главной и побочной.

    Главная подгруппа включает элементы и малых и больших периодов.

    Побочная подгруппа включает элементы только больших периодов.

    Например:1группа главная подгруппа:H, Li, Na, K, Rb, Cs, Fr; побочная подгруппа-  Cu,  Ag,  Au.

В подгруппу объединены элементы со сходными свойствами: сверху вниз металлические свойства элементов усиливаются, а неметаллические ослабевают. Пользуясь ПСХЭ можно дать сравнительную характеристику свойств любого элемента.

Тесты: 1. Элемент №20 находится:   а)5п, 4 гр., гл. подгр.    б) 4п, 5 гр., гл. подгр. в) 4п, 2гр., гл. подгр.               г) 2п, 4 гр., гл. подгр.)

2. В 3 группе гл. подгруппе находится:    а)Na      б)  Mg     в)Al     г) C

3. Наиболее ярко металлические свойства выражены у: а)Na      б)  Mg      в)Al

4. Наиболее ярко металлические свойства выражены у: а) Li,     б)Na,        в)K

5. Наиболее ярко неметаллические свойства выражены у: а)N     б)O         в)F

6. Наиболее ярко неметаллические свойства выражены у: а)C      б)Si        в)Ge

Учебный текст 3 «Периодический закон и периодическая система в свете учения о строении атома»

- Формируемые понятия:  «Физический смысл периодического закона»,  «№ периода», « № группы».

- Задание: Дайте современную формулировку периодического закона. Почему заряд ядра (порядковый номер) является главной характеристикой элемента?

- Вопросы для вывода:  Почему наблюдается периодическая зависимость свойств  элементов и образованных ими веществ от заряда ядра атома?

1.     После создания ПСХЭ перед учёными встал ряд вопросов. Сколько элементов должна содержать ПСХЭ? Почему свойства элементов изменяются периодически, ведь атомная масса изменяется непрерывно? Почему металлические свойства элементов с увеличением атомной массы в периоде ослабевают, а в группе усиливаются? Данные о строении атома позволили выяснить физический  смысл ПЗ и ответить на многие вопросы. Сопоставление свойств элемента и строения его атома приводит к выводу: главной характеристикой элемента является его порядковый номер т.к. он равен заряду ядра атома. Заряд ядра определяет число электронов в атоме, которые определённым образом располагаются вокруг ядра, характер распределения электронов вокруг ядра определяет химические свойства атомов. Современная формулировка ПЗ:

         Свойства элементов, а также их соединений находятся в                                           периодической зависимости от заряда ядра атома.

2.     В пределах периода происходит постепенное накопление электронов в наружном слое от 1 до 8, поэтому происходит плавная смена металлических свойств элемента неметаллическими. Число ЭУ остаётся неизменным и совпадает с № периода.

3.     В пределах группы главной подгруппы число электронов на ВЭУ остаётся неизменным, равным № группы. Меняется же число ЭУ, следовательно, растёт радиус атома, притяжение электронов к ядру уменьшается, что объясняет рост сверху вниз металлических и снижение неметаллических свойств элементов.

4.     Свойства элементов периодически повторяются, т.к. с возрастанием  заряда ядра атома периодически повторяется число электронов на ВЭУ атома элемента ( физический смысл ПЗ). В большинстве случаев с возрастанием заряда ядра атомов элементов увеличиваются и их относительные атомные массы. Это обстоятельство и позволило Д.И.Менделееву открыть ПЗ задолго до открытия строения атома.

Тесты:      1Выберите название элемента, у которого на ВЭУ 8 электронов:

а) неон,            б) фтор,               в) бор,              г) кислород

2.Четыре ЭУ содержит электронная оболочка атома:

а) кремния,      б) серебра,           в) калия          г) бериллия

3. Электронная схема - Х)₂)₅ соответствует:

 а) бору,           б) серебру,           в) хлору,         г) азоту

4.Дополните формулу 1s²2s²…3s¹, выберите название химического элемента, которому она принадлежит:             а)алюминий,          б)литий,                в)натрий,                  г)азот

5. Дополните формулу - Х)₂)…)₃,  выберите название химического элемента, которому она принадлежит:  :          а)алюминий,          б)литий,                в)натрий,                   г)азот

Учебный текст 4. «Значение периодического закона»

- Формируемые понятия:  «Материальность, единство и познаваемость мира, взаимосвязь явлений».

- Задание: Как вы понимаете выражение: «Закон, являясь инструментом познания, выполняет три функции: обобщающую, объясняющую, прогностическую»?

- Вопросы для вывода:  Какие факты доказывают научность открытого Д.И.Менделеевым закона?

Задание: оценивая значение открытия Д.И.Менделеева Ф.Энгельс писал: Менделеев  совершил научный подвиг, который смело можно поставить рядом с открытием Леверье,  вычислившего орбиту неизвестный планеты Нептуна. В чем научный подвиг Д.И.Менделеева?

1)Казалось всё просто: написать символы химических элементов, их атомные массы; расположить карточки в порядке возрастания атомных масс. НО, давайте представим середину 19 века. Что знали современники Д.И.Менделеева? 63 элемента. Некоторые из них не были хорошо очищены от примесей, а это вело к искажению атомных масс, свойств элементов. В таблице было много пустых клеток. Чтобы не нарушать периодичность,  Д.И.Менделеев вынужден был исправлять атомные массы некоторых элементов (так масса бериллия считалась 13,5, металл бериллий попадал между двумя неметаллами углеродом и азотом. Менделеев исправляет массу бериллия на среднюю и ставит между литием и бором ( 7+11):2=9). Последующие исследования подтвердили это. А тогда это был смелый шаг. Кроме того ученый вынужден был допустить 3 перестановки: Элемент№18 аргон имеет массу 40, а элемент№19 калий – 39(№27 и №28; №52 и №53). Это было воспринято большинством ученых, как научное легкомыслие, необоснованная дерзость.

2)Д.И.Менделеев делает еще один смелый шаг: он подробно описывает свойство еще никому не известных элементов. Дальнейшее развитие экспериментальной химии убедительно подтвердило менделеевские прогнозы . Каково же было удивление и восхищение ученых разных стран, когда открыв новый элемент они обнаруживали точное совпадение его свойств с прогнозами Д.И.Менделеева. Периодическая система химических элементов сделалась компасом в исследованиях ученых. Опираясь на нее, они стали открывать новые химические элементы, создавать новые вещества с заранее предсказанными свойствами. С периодическим законом связан прогресс не только в науке(взаимопревращение элементов, поиск путей освобождения ядерной энергии, получения изотопов, развитие физики, геохимии, биохимии, химии космоса), но и в технике: ПЗ открывает закон распределения металлов в земной коре, помогая поиском полезных ископаемых. Металлурги нашли связь ПСХЭ с ролью и поведение элементов в специальных видах стали. Таким образом, границы действия закона обширны: они охватывают химические элементы Вселенной, и образуемые ими простые и сложные вещества. При жизни Д.И.Менделеева ПЗ опирался на атомно – молекулярное учение, сегодня - на электронную теорию строения атома, продолжая жить и развиваться.