Йонний, ковалентний, металічний і водневий хімічні зв’язки. Донорно-акцепторний механізм утворення ковалентного зв’язку

Конспект уроку: "Йонний, ковалентний, металічний і водневий хімічні зв’язки. Донорно-акцепторний механізм утворення ковалентного зв’язку на прикладі катіону амонію"

Мета уроку: Ознайомити учнів з основними типами хімічних зв’язків: йонним, ковалентним, металічним та водневим. Пояснити донорно-акцепторний механізм утворення ковалентного зв’язку на прикладі катіону амонію. Розвинути навички групової роботи та взаємодії у команді для вивчення та пояснення різних типів хімічних зв’язків. Виховувати допитливість, увагу до деталей і прагнення до глибокого пізнання світу. Формувати культуру наукової дискусії та толерантність до інших точок зору. Розвивати командний дух, взаємодопомогу та відповідальність під час групової роботи.

Обладнання: Роздаткові матеріали, схеми утворення хімічних зв’язків, комп'ютер для демонстрації відеоматеріалів, картки з завданнями для груп.

Епіграф до уроку:

"Природа не терпить порожнечі. Кожен її зв’язок – це символ гармонії, де найменша частинка знаходить своє місце у всесвіті."

 Альберт Ейнштейн

Хід уроку:

I. Організаційний момент

Привітання учнів, перевірка готовності до уроку.

II. Актуалізація знань

Коротке опитування:

1. Що таке хімічний зв'язок?
2. Що таке валентність?
3. Які типи хімічних зв’язків ви знаєте?

Учні згадують основні поняття для плавного переходу до теми уроку.

III. Мотивація навчальної діяльності

Розповісти учням про важливість розуміння різних типів хімічних зв'язків у реальному житті, наприклад:

• Йонний зв’язок зустрічається в солях, які використовуються у побуті (наприклад, кухонна сіль — NaCl).
• Ковалентний зв'язок – основа органічної хімії та біохімічних процесів.
• Металічний зв’язок обумовлює властивості металів, які застосовуються у будівництві, виробництві техніки.
• Водневий зв’язок важливий для біологічних молекул (ДНК, білки), забезпечуючи їхню структуру.

• Чому сіль розчиняється у воді або чому метали проводять електричний струм?
• Чому вода в річках і океанах не випаровується миттєво на сонці завдяки водневим зв’язкам?
• Як металеві сплави допомагають будувати мости та міцні конструкції завдяки металічному зв’язку?

Це приклади того, як знання хімії допомагає створювати технології та досліджувати властивості речовин, що оточують нас, а також розуміти хімічні процеси в нашому тілі, ґрунтуючись на їхній молекулярній структурі.

IV. Вивчення нового матеріалу

Учнів ділять на 4 групи, кожна з яких отримує завдання дослідити один із типів хімічних зв'язків. Кожна група працює над своїм матеріалом, вивчає надану інформацію, після чого представляє результати роботи всьому класу.

Група 1: Йонний зв’язок

• Теоретична частина: Йонний зв’язок утворюється між атомами з дуже різними електронегативностями, коли один атом передає електрон іншому, утворюючи йони. Наприклад, натрій (Na) передає електрон хлору (Cl), утворюючи Na⁺ і Cl⁻, які притягуються і створюють NaCl.
• Завдання:
  • Пояснити на прикладі NaCl, як утворюється йонний зв’язок.
  • Розглянути, як електронегативність впливає на йонний зв’язок.
  • Визначити фізичні властивості речовин із йонними зв’язками (висока температура плавлення і кипіння, розчинність у воді, здатність проводити електричний струм у розчині).

Група 2: Ковалентний зв’язок (у тому числі донорно-акцепторний)

• Теоретична частина: Ковалентний зв’язок утворюється при спільному використанні електронних пар між атомами. Якщо електрони надає один із атомів, а інший їх приймає, такий зв’язок називається донорно-акцепторним.
  • Приклад донорно-акцепторного механізму: катіон амонію (NH₄⁺), де атом Нітрогену (N) віддає пару електронів для утворення зв'язку з протоном (H⁺).
• Завдання:
  • Пояснити механізм утворення катіону амонію NH₄⁺.
  • Визначити різницю між звичайним ковалентним зв'язком та донорно-акцепторним.
  • Навести приклади речовин з ковалентними зв’язками та обговорити їх фізичні властивості (низькі температури плавлення, нерозчинність у воді).

Група 3: Металічний зв’язок

• Теоретична частина: Металічний зв'язок утворюється в металах, де валентні електрони вільно рухаються між позитивними іонами металу, створюючи «електронний газ».
• Завдання:
  • Пояснити модель "електронного газу" в металах.
  • Розглянути фізичні властивості металів, які пояснюються металічним зв’язком (пластичність, електро- і теплопровідність, блиск).
  • Навести приклади застосування металів на основі їхніх властивостей.

Група 4: Водневий зв’язок

• Теоретична частина: Водневий зв’язок утворюється між молекулами, де атом Гідрогену з'єднаний з високоелектронегативним атомом (наприклад, Оксигеном у воді). Внаслідок такого зв'язку молекули можуть притягуватися одна до одної.
• Завдання:
  • Пояснити, як утворюється водневий зв’язок, використовуючи приклад води (H₂O).
  • Описати значення водневих зв’язків для біологічних систем (наприклад, у ДНК та білках).
  • Навести приклади речовин із водневими зв’язками та їх фізичні властивості (висока температура кипіння, здатність утворювати асоціати).

V. Закріплення знань

Творче групове завдання

Учні повертаються до своїх груп і отримують наступне завдання:

• Скласти порівняльну таблицю основних типів хімічних зв’язків, де зазначаються:
  • Принцип утворення зв’язку
  • Приклади речовин
  • Основні фізичні властивості
• Презентація: Кожна група презентує свою таблицю, після чого всі разом обговорюють і доповнюють матеріал.

Тест зі взаємоперевіркою

Учні отримують 10 запитань, що охоплюють вивчений матеріал. Після виконання тесту учні обмінюються тестами для взаємоперевірки.

Приклади тестових запитань:

1. Який тип хімічного зв’язку утворюється між атомами натрію та хлору?
   • а) Йонний
   • б) Ковалентний
   • в) Водневий
2. Що є основою для металічного зв’язку?
   • а) Донорно-акцепторний механізм
   • б) "Електронний газ"
   • в) Спільна пара електронів
3. Який з типів зв’язку утворюється між молекулами води?
   • а) Йонний
   • б) Металічний
   • в) Водневий
4. Як називається механізм, коли електронна пара надається одним атомом?
   • а) Ковалентний зв’язок
   • б) Металічний зв’язок
   • в) Донорно-акцепторний механізм
5. Які властивості пояснює металічний зв’язок?
   • а) Плинність та м'якість
   • б) Блиск і теплопровідність
   • в) Висока температура кипіння

Після перевірки учні обговорюють правильні відповіді та отримують додаткові пояснення від вчителя, якщо потрібно.

VI. Підсумок уроку

• Обговорення головних результатів

Домашнє завдання

1. Теоретична частина:
   • Опрацювати конспект уроку.
   • Підготувати коротке пояснення з прикладами для кожного з типів хімічних зв’язків.
2. Практична частина:
   • Завдання 1: Написати приклад йонної, ковалентної та металічної речовини, які можна знайти вдома, пояснити їхні основні властивості, виходячи з типу хімічного зв’язку.
   • Завдання 2: Намалювати схему утворення катіону амонію (NH₄⁺), пояснивши донорно-акцепторний механізм зв'язку.
3. Додаткове завдання (за бажанням):
   • Дослідити, як водневий зв'язок впливає на структуру ДНК, підготувати невелике повідомлення або презентацію.