| Я ИДУ НА УРОК |
Типы химической связи.
Ионная связь
8 класс
Являяcь многие годы вашим подписчиком, всегда с интересом знакомлюсь с публикациями разработок уроков, внеклассных мероприятий, дидактических материалов. Из многих публикаций удается почерпнуть интересные идеи, на основе которых разрабатываю собственные уроки.
Имея возможность самостоятельно определять последовательность изучения материала в курсе химии, после изучения темы «Периодический закон и периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева на основе строения атомов» считаю необходимым изучение материала по теме «Строение вещества». Рассмотрение темы «Строение вещества» в 8-м классе позволяет на более глубоком уровне изучать последующие темы курса, например «Галогены», «Щелочные металлы» и др.
Предлагаю вашему вниманию разработку урока по теме «Ионная связь». Урок построен таким образом, чтобы учащиеся, повторив ранее изученный материал, успешно освоили новый. Надеюсь, что разработка урока будет полезна коллегам – учителям химии, позволит сделать уроки интересными, организовать самостоятельную творческую работу ребят.
Задачи урока. Образовательные: повторение, коррекция и закрепление знаний по теме «Строение атомов»; закрепление понятий «электроотрицательность», «ковалентная полярная связь» и «ковалентная неполярная связь»; введение понятий «ионы», «ионная связь»; изучение нового типа химической связи – ионной связи, ее природы и условий образования; обучение навыкам сравнения схем строения нейтральных атомов и ионов.
Развивающие: развитие навыков составления электронных схем образования химических связей, соединений с ионным типом связи и определения количества электронов в ионах; развитие умений определения типа связи на основании анализа состава химического соединения.
Оборудование. Периодическая система химических элементов, карточки с формулами веществ (H2O, Br2, CO2, O3, HCl, HNO3, P4, CS2, H2SO4, S8), раздаточные материалы, цветные сигнальные карточки с цифрами: красная – 1, синяя – 2, фиолетовая – 3.
Тип урока. Комбинированный (80 мин.)
ХОД УРОКА
Повторение ранее изученного материала
Учитель. Сегодня нам с вами предстоит покорить одну из важнейших вершин науки химии – вершину «Химическая связь». Чтобы начать восхождение, нужно к нему подготовиться, собрать рюкзаки, в которые сложить все необходимые знания. Для начала посмотрим, как вы это делаете самостоятельно.
Собираем рюкзаки. Учащимся предлагается выполнить самостоятельную работу с последующей самопроверкой. Самостоятельная работа решает задачу актуализации знаний, играет роль входной диагностики (определение готовности учащихся к дальнейшей работе по теме).
Задание учащиеся получают на карточках. Два ученика с хорошим уровнем подготовки работают за отдельным столом, выполняя работу маркерами на листах формата А4. По окончании работы они вывешивают их на доску. Два хорошо подготовленных ученика комментируют выполненную работу, отвечают на уточняющие вопросы учителя и одноклассников. Остальные ученики класса проверяют свою работу самостоятельно, по ходу комментирования.
Ученики, выполнившие работу и прокомментировавшие ее, получают оценки.
Самостоятельная работа
Задание 1. По электронной формуле определите положение элемента в периодической системе, назовите его.
В а р и а н т I. 1s22s 22p63s23p4 .
В а р и а н т II. 1s22s1.
Задание 2. Исходя из положения элементов в периодической системе, сравните их электроотрицательность и поставьте между ними знак <, >, =.
В а р и а н т I.
1) ЭО (Br) * ЭО (Li);
2) ЭО (Al) * ЭО (Cl);
3) ЭО (S) * ЭО (O).
В а р и а н т II.
1) ЭО (Mg) * ЭО (F);
2) ЭО (C) * ЭО (O);
3) ЭО (I) * ЭО (Cl).
Задание 3. Определите количество электронов на внешнем уровне в атомах.
В а р и а н т I. Cl, K, P.
В а р и а н т II. Ca, S, F.
Задание 4. Определите, сколько электронов не хватает каждому атому до завершения внешнего уровня.
В а р и а н т I. C, S, Cl.
В а р и а н т II. O, P, I.
Задание 5. Закончите предложение.
В а р и а н т I. Ковалентная неполярная связь образуется между …………………. .
В а р и а н т II. Ковалентная полярная связь образуется между …………………… .
Ответы к самостоятельной работе
Задание 1.
В а р и а н т I. Электронная формула 1s22s22p63s23p4 соответствует атому серы. Элемент находится в 3-м периоде в VI группе.
В а р и а н т II. Электронная формула 1s22s1 соответствует атому лития. Элемент находится во 2-м периоде в I группе.
Задание 2.
В а р и а н т I.
1) ЭО (Br) > ЭО (Li);
2) ЭО (Al) < ЭО (Cl);
3) ЭО (S) < ЭО (O).
В а р и а н т II.
1) ЭО (Mg) < ЭО (F);
2) ЭО (C) < ЭО (O);
3) ЭО (I) < ЭО (Сl).
Задание 3.
В а р и а н т I. Cl – 7, K – 1, P – 5.
В а р и а н т II. Ca – 2, S – 6, F – 7.
Задание 4.
В а р и а н т I. C – 4, S – 2, Cl – 1.
В а р и а н т II. O – 2, P – 3, I – 1.
Задание 5.
В а р и а н т I. Ковалентная неполярная связь образуется между атомами с одинаковой электроотрицательностью, например между атомами одного химического элемента-неметалла.
В а р и а н т II. Ковалентная полярная связь образуется между атомами, у которых электроотрицательность отличается незначительно, между разными атомами химических элементов-неметаллов.
Учитель. Задание выполнено хорошо, однако некоторые ребята допустили ошибки. Давайте еще раз повторим основные понятия и проверим умения составлять электронные схемы образования ковалентной связи, чтобы наш рюкзак был собран правильно.
1-я группа. Учащиеся, выполнившие самостоятельную работу без ошибок (по результатам самопроверки), выполняют проверочную работу на оценку.
Ц е л ь. Применение знаний в новой ситуации.
Проверочная работа
В а р и а н т I.
1. Составьте формулы веществ, состоящих из двух элементов, электронные формулы атомов которых: а) 1s22s22p3; б) 1s1. Укажите тип химической связи в этих молекулах и составьте электронные схемы ее образования.
2. На основании положения элементов в периодической системе расположите их в порядке возрастания электроотрицательности их атомов:
а) S, Cl, O, K; б) F, P, Сa, N.
В а р и а н т II.
1. Составьте формулы возможных веществ, состоящих из двух элементов, электронные формулы атомов которых: а) 1s22s22p63s23p4; б) 1s1. Укажите тип химической связи в этих молекулах и составьте электронные схемы ее образования.
2. На основании положения элементов в периодической системе расположите их в порядке возрастания электроотрицательности их атомов: а) Cl, I, Li, Al; б) C, N, Si, Ba.
2-я группа. Учащиеся, допустившие ошибки, составляют рассказ, заполняя пропуски предложенными словами и фразами. В случае затруднения пользуются учебником, записями в тетради.
Ц е л ь. Повторение, коррекция и закрепление знаний.
Клише рассказа
В периодической системе элементы расположены по группам и периодам. Общее количество электронов в атоме равно …........ . Номер периода соответствует ...… . Номер группы показывает ………. . Завершенный внешний уровень содержит …........ .
Электроотрицательность – это способность атомов притягивать к себе электроны от других атомов. В периодах слева направо электроотрицательность …..….... , в главных подгруппах сверху вниз – …................ .
Ковалентная неполярная связь образуется между ……..….... . Ковалентная полярная связь образуется между…............ .
С л о в а и ф р а з ы:
1) между атомами одного химического элемента-неметалла,
2) число электронов на внешнем уровне элементов главных подгрупп,
3) увеличивается,
4) порядковому номеру элемента,
5) восемь электронов,
6) уменьшается,
7) количеству энергетических уровней,
8) между разными атомами химических элементов-неметаллов.
1-я группа сдает работы на проверку учителю, оценки будут объявлены на следующем уроке.
2-я группа проверяет свои работы при прослушивании ответа одного из учеников. При необходимости даются пояснения.
Ответы на проверочную работу
1-я группа В а р и а н т I.
1. Электронные формулы соответствуют: а) 1s22s22p3 – атому азота; б) 1s1 – атому водорода. Эти элементы образуют следующие соединения – N2 , H2, NH3. В молекулах N2, H2 – ковалентная неполярная связь; в молекуле NH3 – ковалентная полярная связь.
Электронные схемы образования.
2. На основании положения элементов в периодической системе электроотрицательность возрастает в следующем порядке: а) K, S, Cl, O; б) Ca, P, N, F.
В а р и а н т II.
1. Электронные формулы соответствуют а) 1s22s22p63s23p4 – атому серы; б) 1s1 – атому водорода. Эти элементы образуют следующие соединения: S2, H2, Н2S. В молекулах S2, H2 – ковалентная неполярная связь; в молекуле Н2S – ковалентная полярная связь.
Электронные схемы образования.
S2 *:
H2:
Н2S:
2. На основании положения элементов в периодической системе электроотрицательность возрастает в следующем порядке: а) Li, Al, I, Cl; б) Ba, Si, C, N.
2-я группа В периодической системе элементы расположены по группам и периодам. Общее количество электронов в атоме равно порядковому номеру элемента. Номер периода соответствует количеству энергетических уровней. Номер группы показывает число электронов на внешнем уровне для элементов главных подгрупп. Завершенный внешний уровень содержит восемь электронов.
Электроотрицательность – это способность атомов притягивать к себе электроны от других атомов. В периодах слева направо электроотрицательность увеличивается, в главных подгруппах сверху вниз – уменьшается.
Ковалентная неполярная связь образуется между атомами одного химического элемента-неметалла. Ковалентная полярная связь образуется между разными атомами химических элементов-неметаллов.
Учитель. Итак, рюкзаки собраны, начинаем наше восхождение. Однако в пути нас поджидают препятствия. И первое препятствие – «водопад» веществ.
На доске картина с изображением водопада. На водопаде прикреплены карточки с химическими формулами: H2O, Br2, CO2, O3, HCl, HNO3, P4, CS2, H2SO4, S8.
Задание. Чтобы преодолеть водопад, предлагается распределить вещества по типам химической связи.
В а р и а н т I. Выписать в тетрадь вещества с ковалентной полярной связью.
В а р и а н т II. Выписать вещества с ковалентной неполярной связью.
Проверка осуществляется фронтально.
Ответ. Вещества с ковалентной полярной связью – H2O, CO2, HCl, HNO3,CS2, H2SO4.
Вещества с ковалентной неполярной связью – Br2, O3, P4, S8.
Учитель. Замечательно, мы успешно преодолели водопад, но впереди нас поджидает новое препятствие. На узкой горной тропе образовался «завал» из электронных схем.
Задание. Определить, какая из схем правильно отражает механизм образования химической связи.
В а р и а н т I. OF2
В а р и а н т II. BCl3
Электронные схемы написаны на обратной стороне доски. У каждого учащегося три цветные сигнальные карты с номерами. Учащиеся поднимают карточки с номером правильного ответа. Если допущены ошибки, проводится коррекционная работа.
Учитель. Молодцы, нам удалось пройти по узкой горной тропе, и мы продолжаем восхождение. Внимание! Впереди возникла пещера. Любопытные альпинисты обнаружили в ней интересную находку – ларчик и загадочное письмо.
Продолжить путешествие мы сможем только тогда, когда отгадаем, что находится в этом ларчике. Что ж, давайте остановимся на привал и прочитаем письмо.
На столе учителя «ларчик», запечатанный сургучной печатью. Рядом с ним свернутое письмо. Ученику предлагается прочитать письмо.
Ученик (читает текст письма). Из вещества, спрятанного в этой коробке, можно получить металл, который легко режется ножом, мнется как пластилин и хранится только под слоем керосина. Из него можно также получить удушливый и ядовитый газ желто-зеленого цвета, который используют для обеззараживания воды. Но обычно мы используем это вещество иначе. Оно в каждом доме, на каждом столе. В древние времена говорили, что оно дороже золота, поскольку без золота можно прожить, а без него нельзя. По русскому обычаю дорогих гостей встречают этим веществом, тем самым желают им здоровья, а просыпать его – значит потерять здоровье, потерпеть неудачу.
Учитель. О каком таинственном веществе идет речь в письме? Какие вещества из него получают?
Учащиеся угадывают вещество, дают ему химическое название – поваренная соль, хлорид натрия. Указывают, что из него можно получить металлический натрий и газообразный хлор. Из «ларчика» достается образец минерала, показывается учащимся.
Учитель. Какое отношение это вещество имеет к нашему уроку?
Ученик. Поскольку мы изучаем тему «Химическая связь», то необходимо выяснить, как она образуется между атомами в хлориде натрия и к какому типу ее следует отнести.
Изучение нового материала
Учитель. Молодцы. Цель нашего урока – познакомиться с новым типом химической связи – ионной, выяснить ее природу и условия образования. Мы научимся строить электронные схемы образования соединений с ионным типом химической связи, определять общее количество электронов в ионах.
Тема урока и формула поваренной соли записываются в тетрадь.
Учитель. Рассмотрим на примере хлорида натрия образование ионной связи. Запишем уравнение, отражающее взаимодействие атомов натрия и хлора:
Na + Cl = NaCl.
Составьте самостоятельно в тетрадях схемы строения атомов натрия и хлора. Определите число спаренных и неспаренных электронов на последнем уровне в атомах.
Na +11
1s22s22p63s1;
Сl +17 
1s22s22p63s23p5.
Атомы натрия и хлора имеют по одному неспаренному электрону. При сближении этих атомов до определенного расстояния происходит перекрывание электронных облаков неспаренных электронов и образуется общее для двух атомов электронное облако. Но поскольку электроотрицательность хлора намного больше, чем натрия, то общая электронная пара полностью смещается к атому хлора. В результате перехода электрона от атома натрия к атому хлора появляются противоположно заряженные частицы: атом хлора приобретает отрицательный заряд, атом натрия – положительный.
(Вводится понятие «ион», «ионная связь», определения записываются в тетрадь.)
Частицы, которые образуются в результате перехода электронов от одного атома к другому, называются ионами.
Na0 – 1e —> Na1+, Cl0 + 1e —> Cl1–.
Заряд иона определяется количеством отданных или принятых электронов. Отрицательно заряженный ион заключается в квадратные скобки.
Химическая связь, которая возникает между ионами в результате электростатического взаимодействия, называется ионной.
Давайте рассмотрим схемы строения ионов натрия и хлора и определим общее количество электронов в каждом ионе:
Na1+ +11
, 1s22s22p63s0
(10 электронов);
Cl1– +17 
, 1s22s22p63s23p6
(18 электронов).
Проверим наши главные выводы.
• Ионы – это заряженные частицы, в которые превратились атомы в результате отдачи или присоединения электронов.
• Связь, которая возникает в результате электростатического взаимодействия между ионами, называется ионной.
• Ионная связь возникает между атомами металлов и неметаллов, электороотрицательность которых сильно отличается (более чем на две единицы). Ионная связь – это крайний случай ковалентной полярной связи.
В пути наш багаж знаний пополнился. Продолжим движение к вершине. Но неожиданно возникает новая преграда. Впереди густые «заросли» из химических формул, через которые можно пробраться, если удалить вещества с ионным типом химической связи.
На доске написаны формулы:
СCl4, Na2SO4, I2, LiBr, F2, CaCl2, KI, Na2S, Mg(NO3)2, SO2, Cl2, BaO, I2, N2, MgS.
Учащимся предлагается выписать в тетрадь соединения с ионным типом связи.
Проверка фронтальная. Один ученик зачитывает формулы, которые записал в тетрадь, остальные ученики – проверяют. Учителем даются пояснения по веществам, состоящим из трех химических элементов и имеющим два вида связи.
Ответ. Na2SO4, LiBr, CaCl2, KI, Na2S, Mg(NO3)2, BaO, MgS.
Учитель. Нам удалось проложить тропинку сквозь густые заросли, мы очень близки к цели. Давайте соберем все наши знания и поднимемся на вершину.
Под руководством учителя закрепляется умение составлять схемы образования ионной связи, определять заряды ионов, количество электронов в ионах на примере соединений: а) KF; б) Na2S; в) BeO.
Далее учащиеся выполняют подобную работу самостоятельно, выбрав из предложенных формул две любые: а) LiBr; б) CaCl2; в) MgS; г) Мg3N2*. Одновременно у доски работают три ученика. Задание со звездочкой (*) на данном уроке не объясняется и не проверяется, объяснение будет дано на заседании химического кружка.
Проверка результатов проводится фронтально.
Закрепление материала
Учитель. Мы проделали трудный, но интересный путь, вершина «Химическая связь» покорена. Я поздравляю вас, вы приложили много усилий, чтобы ее достичь, показали ваши знания, проявили находчивость, были дружными, помогали друг другу в трудный момент. А теперь пора в обратный путь.
Учащимся предлагается выполнить проверочную работу. Ц е л ь: оперативный контроль знаний. Результаты выполнения будут использованы при планировании индивидуальной коррекционной работы с учащимися.
Проверочная работа
1. Определите количество электронов на внешнем уровне в атомах.
В а р и а н т I. F, B, Ca.
В а р и а н т II. Se, Al, C.
2. Укажите количество электронов, которое примет атом для завершения своего внешнего уровня.
В а р и а н т I. S, P, Si.
В а р и а н т II. F, N, O.
3. Укажите тип химической связи в соединениях.
В а р и а н т I. CH4, K2O, F2.
В а р и а н т II. PCl3, O3, Al2O3.
4. Составьте электронные схемы образования химической связи, укажите заряды ионов и определите количество электронов в каждом виде атомов и ионов.
В а р и а н т I. а) KBr; б) AlCl3.
В а р и а н т II. а) MgI2; б) NaBr.
Заполните таблицу.
Таблица
| Атом | Количество электронов | Ион | Количество электронов |
| … | …………… | … | ………… |
| … | …………… | … | ………… |
| … | …………… | … | ………… |
| … | …………… | … | ………… |
5*. Проанализируйте рисунок и впишите недостающие формулы.
Ответы к проверочной работе
Задание 1.
В а р и а н т I. F – 7, B – 3, Ca – 2.
В а р и а н т II. Se – 6, Al – 3, C – 4.
Задание 2.
В а р и а н т I. S – 2, P – 3, Si – 4.
В а р и а н т II. F – 1, N – 3, O – 2.
Задание 3.
В а р и а н т I. В соединениях: CH4 – ковалентная полярная химическая связь, K2O – ионная связь, F2 – ковалентная неполярная связь.
В а р и а н т II. В соединениях: PCl3 – ковалентная полярная связь, O3 – ковалентная неполярная связь, Al2O3 – ионная связь.
Задание 4.
В а р и а н т I.
а) Для KBr:
K0 – 1e —> K1+, Br0 + 1e —> Br1–.
б) Для AlCl3:
Al0 – 3e —> Al3+, Cl0 + 1e —> Cl1–.
Атом Количество электронов Ион Количество электронов Al0 13 Al3+ 10 Cl 0 17 Cl1– 18 K0 19 K1+ 18 Br0 35 Br1– 36 В а р и а н т II.
а) Для MgF2:
Mg0 – 2e —> Mg2+, F0 + 1e —> F1–.
б) Для NaBr:
Na0 – 1e —> Na1+, Br0 + 1e —> Br 1–.
Атом Количество электронов Ион Количество электронов Mg0 12 Mg2+ 10 I0 53 I1– 54 Na0 11 Na1+ 10 Br0 35 Br1– 36 Задание 5* (рассматривается на заседании химического кружка).
Ответы могут быть следующие: KCl, KH, Na2O, NaCl (могут быть и другие соединения металлов с приведенными в центральной части рисунка неметаллами, т.е. соединения с ионной связью).
Подведение итогов.
Выставление оценок.
Домашнее задание. Гузей Л.С. Химия. Вопросы. Задачи. Упражнения. 8–9 классы. § 18.3, упр. 1, 2, 3 – письменно.
* Двухатомные молекулы S2 образуются при нагревании паров серы до высокой температуры. – Прим. ред.