Khoa học tự nhiênLớp 7Phần 3. Chương II. Phân tử. Liên kết hóa học

Giáo án Bài 7. Hóa trị và công thức hóa học

Kế hoạch bài dạy theo mẫu Công văn 5512/BGDĐT-GDTrH · 1 tiết (45 phút)

Tải Word (.docx) Bài học trên Học liệu

I. Mục tiêu

1. Kiến thức

Nêu được khái niệm hóa trị: khả năng liên kết của nguyên tử (nguyên tố), được biểu diễn bằng số liên kết theo quy ước.
Nêu được khái niệm công thức hóa học: cho biết nguyên tố tạo nên chất và số nguyên tử (tỉ lệ) của mỗi nguyên tố trong chất.
Phát biểu được quy tắc hóa trị đối với công thức $\mathrm{A_xB_y}$ : $x \times \text{hóa trị A} = y \times \text{hóa trị B}$ .
Vận dụng được quy tắc hóa trị để lập công thức $\mathrm{Al_2O_3}$ từ Al(III) và O(II), và viết đúng công thức $\mathrm{Ca(OH)_2}$ từ Ca(II) và nhóm OH(I).
Giải thích được vì sao $\mathrm{Al_3O_2}$ là công thức sai: $3 \times \text{III} \neq 2 \times \text{II}$ .

2. Năng lực

a) Năng lực chung

Tự chủ và tự học: Chủ động đọc khái niệm trong sách giáo khoa, tự kiểm tra kết quả lập công thức bằng quy tắc hóa trị trước khi nộp phiếu.
Giao tiếp và hợp tác: Thảo luận nhóm 4 để thống nhất cách lập công thức, trình bày lập luận rõ ràng, lắng nghe và phản biện bạn khác bằng căn cứ khoa học.
Giải quyết vấn đề và sáng tạo: Phân tích tình huống lập công thức oxide Al(III) với O(II), phát hiện sai sót trong cách viết Al₃O₂ và đề xuất cách sửa đúng.

b) Năng lực đặc thù

Nhận thức khoa học tự nhiên: Phân biệt được hóa trị, công thức hóa học và quy tắc hóa trị; hiểu công thức hóa học được xác định bằng cân bằng hóa trị giữa các nguyên tố.
Tìm hiểu tự nhiên: Quan sát mô phỏng cân hoá trị trên NeoEdu, thu thập dữ liệu về số chốt (hóa trị) và trạng thái cân bằng của đòn cân để rút ra quy luật lập công thức.
Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học: Áp dụng quy tắc hóa trị để lập và kiểm tra công thức của các hợp chất mới (CaCl₂, Al(OH)₃) và bác bỏ cách viết sai.

3. Phẩm chất

Chăm chỉ: Tích cực hoàn thành phiếu học tập, tự tính và kiểm tra lại từng bước lập công thức.
Trung thực: Ghi nhận đúng kết quả thử nghiệm (kể cả khi Al₃O₂ không cân bằng), không sao chép đáp án của bạn khi chưa kiểm tra.

II. Thiết bị dạy học và học liệu

1. Giáo viên

Máy tính, máy chiếu hoặc bảng tương tác kết nối internet.
Học liệu số NeoEdu: trang bài học neoedu.vn/learn/7/natural_science/bai-7-hoa-tri-va-cong-thuc-hoa-hoc; mô phỏng 3D “Cân hoá trị” trong trang bài học.
Phiếu học tập số 1, Phiếu học tập số 2 (in cho mỗi nhóm), bảng phụ ghi sẵn hai công thức Al₂O₃ và Al₃O₂.
Bút dạ và bảng nhóm (nếu có).

2. Học sinh

Sách Khoa học tự nhiên 7, vở ghi, bút chì, bút mực.
Bảng con và bút dạ để ghi đáp án nhanh.
Thiết bị có kết nối mạng (nếu lớp có điều kiện) để thao tác mô phỏng theo nhóm.

III. Tiến trình dạy học

Hoạt động 1: Mở đầu · 5 phút

Dự đoán công thức oxide nhôm

a) Mục tiêu

Huy động kiến thức nền và xác định vấn đề: vì sao oxide của nhôm có công thức $\mathrm{Al_2O_3}$ mà không phải $\mathrm{Al_3O_2}$ .

b) Nội dung

GV chiếu hai công thức $\mathrm{Al_2O_3}$ và $\mathrm{Al_3O_2}$ , nêu câu hỏi: “Trong hai công thức này, công thức nào có thể đúng? Vì sao em cho là như vậy? Em có cần biết điều gì thêm để kết luận?”. HS ghi dự đoán cá nhân vào vở trong 1 phút.

c) Sản phẩm

Dự đoán ban đầu của HS, ví dụ: “Em chọn $\mathrm{Al_2O_3}$ vì có tỉ lệ 2 nguyên tử Al và 3 nguyên tử O, nhưng em chưa biết vì sao.” Kết luận cần thu được: để lập công thức đúng cần biết khả năng liên kết của mỗi nguyên tố, gọi là hóa trị (Al có hóa trị III, O có hóa trị II).

d) Tổ chức thực hiện

Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

Giáo viên
Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ
Chiếu hai công thức $\mathrm{Al_2O_3}$ và $\mathrm{Al_3O_2}$ lên bảng, nêu câu hỏi tình huống và yêu cầu HS dự đoán trong 1 phút.
Học sinh
HS quan sát hai công thức, suy nghĩ và ghi dự đoán cá nhân vào vở.
Giáo viên
Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ
Quan sát HS, gợi ý: “Các em thử nghĩ xem mỗi nguyên tử có thể liên kết với bao nhiêu nguyên tử khác.”
Học sinh
HS cá nhân viết dự đoán và lí do ngắn gọn; một số em nhận ra cần biết khả năng liên kết của nguyên tử.
Giáo viên
Bước 3: Báo cáo, thảo luận
Mời 2–3 HS trình bày dự đoán, ghi nhanh các ý vào bảng.
Học sinh
HS trả lời dự kiến: “Em chọn $\mathrm{Al_2O_3}$ vì tỉ lệ có vẻ hợp lí.” / “Em nghĩ phải dựa vào số liên kết của Al và O.”
Giáo viên
Bước 4: Kết luận, nhận định
Nhận xét các dự đoán, chốt: để biết công thức đúng cần khái niệm hóa trị; bài học hôm nay sẽ giải quyết vấn đề này.
Học sinh
HS ghi tên bài “Hóa trị và công thức hóa học” và câu hỏi cần trả lời vào vở.

Hoạt động 2.1: Hình thành kiến thức mới · 8 phút

Hóa trị và công thức hóa học

a) Mục tiêu

Nêu được khái niệm hóa trị và công thức hóa học; hiểu hóa trị được biểu diễn bằng số liên kết theo quy ước.

b) Nội dung

HS đọc mục Khái niệm trong sách giáo khoa, sau đó thao tác mô phỏng “Cân hoá trị” trên NeoEdu: quan sát số chốt của nguyên tử Al (3 chốt) và O (2 chốt). GV đặt câu hỏi:

“Số chốt của mỗi nguyên tử biểu diễn đại lượng nào?”
“Công thức $\mathrm{Al_2O_3}$ cho em biết những thông tin nào về chất?”
Cặp đôi cùng hoàn thành hai câu trả lời ngắn vào vở.

c) Sản phẩm

Hóa trị: khả năng liên kết của nguyên tử, được biểu diễn bằng số liên kết theo quy ước; số chốt trên mô phỏng chính là hóa trị (Al: III; O: II).
Công thức hóa học: cho biết nguyên tố tạo nên chất và số nguyên tử (tỉ lệ) của mỗi nguyên tố; $\mathrm{Al_2O_3}$ cho biết chất có 2 nguyên tử Al và 3 nguyên tử O, tỉ lệ Al : O = 2 : 3.

d) Tổ chức thực hiện

Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

Giáo viên
Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ
Hướng dẫn HS đọc mục Khái niệm trong SGK (2 phút), sau đó mở mô phỏng “Cân hoá trị” trên máy chiếu và giới thiệu hai đĩa cân, số chốt của nguyên tử.
Học sinh
HS đọc khái niệm, quan sát mô phỏng và ghi chú số chốt của Al và O.
Giáo viên
Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ
Yêu cầu cặp đôi thảo luận hai câu hỏi trong 3 phút; GV đi quanh lớp, hỗ trợ cặp còn lúng túng.
Học sinh
Cặp đôi thảo luận. Dự kiến: “Số chốt là hóa trị của nguyên tử.” / “ $\mathrm{Al_2O_3}$ có 2 Al và 3 O nên tỉ lệ là 2 : 3.”
Giáo viên
Bước 3: Báo cáo, thảo luận
Mời 2 cặp trình bày, bổ sung ý cho nhau; ghi nhanh định nghĩa lên bảng.
Học sinh
Đại diện cặp trình bày hai khái niệm bằng lời của mình, các cặp khác nhận xét.
Giáo viên
Bước 4: Kết luận, nhận định
Chốt: hóa trị là khả năng liên kết biểu diễn bằng số liên kết theo quy ước học; công thức hóa học cho biết nguyên tố và số nguyên tử/tỉ lệ trong chất. Yêu cầu HS ghi hai định nghĩa vào vở.
Học sinh
HS ghi định nghĩa hóa trị và công thức hóa học vào vở ghi.

Hoạt động 2.2: Hình thành kiến thức mới · 12 phút

Quy tắc hóa trị và lập công thức Al(III) với O(II)

a) Mục tiêu

Phát biểu được quy tắc hóa trị; vận dụng quy tắc để lập công thức $\mathrm{Al_2O_3}$ và giải thích vì sao $\mathrm{Al_3O_2}$ sai.

b) Nội dung

Nhóm 4 HS làm việc với Phiếu học tập số 1 và mô phỏng “Cân hoá trị” (lập công thức Al(III) với O(II)). HS thêm nguyên tử vào bên nhẹ hơn cho đến khi đòn cân nằm ngang ở 2 Al và 3 O, sau đó thử Al₃O₂ để so sánh. GV đặt câu hỏi:

“Khi đòn cân nằm ngang, hai vế có tương đương với biểu thức nào?”
“Với Al₃O₂, vì sao đòn cân bị lệch?”
“Từ đó hãy phát biểu quy tắc hóa trị.”

c) Sản phẩm

Khi đòn cân nằm ngang: $x \times \text{III} = y \times \text{II}$ , tức $3x = 2y$ , tỉ lệ tối giản $x : y = 2 : 3$ , nên công thức là $\mathrm{Al_2O_3}$ .
Kiểm tra: $2 \times \text{III} = 6 = 3 \times \text{II}$ (tức $\text{VI}$ ), hai vế bằng nhau.
Thử $\mathrm{Al_3O_2}$ : $3 \times \text{III} = 9$ (IX) $\neq 2 \times \text{II} = 4$ (IV), đòn cân lệch hẳn, nên công thức sai.
Quy tắc hóa trị: với $\mathrm{A_xB_y}$ có $x \times \text{hóa trị A} = y \times \text{hóa trị B}$ .

d) Tổ chức thực hiện

Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

Giáo viên
Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ
Chia lớp thành nhóm 4, phát Phiếu học tập số 1. Hướng dẫn cách thao tác mô phỏng: thêm nguyên tử vào đĩa nhẹ hơn cho đến khi đòn cân nằm ngang.
Học sinh
HS nhận phiếu, phân công người thao tác mô phỏng, người ghi chép, người kiểm tra tính toán.
Giáo viên
Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ
Theo dõi các nhóm, nhắc HS dùng mô phỏng để thử cả $\mathrm{Al_2O_3}$ và $\mathrm{Al_3O_2}$ . Gợi ý khi nhóm lúng túng: “Hãy đếm số chốt tổng cộng ở mỗi đĩa.”
Học sinh
Nhóm thao tác mô phỏng, điền Phiếu học tập số 1, so sánh $x \times \text{III}$ và $y \times \text{II}$ . Dự kiến: “Al₂O₃ cân bằng: 2 × III = 3 × II = VI.” / “Al₃O₂ lệch: IX ≠ IV.”
Giáo viên
Bước 3: Báo cáo, thảo luận
Mời 2 nhóm trình bày kết quả: một nhóm báo cáo công thức đúng, một nhóm báo cáo lí do Al₃O₂ sai. Yêu cầu các nhóm khác đặt một câu hỏi phản biện.
Học sinh
Đại diện nhóm trình bày, trả lời câu hỏi phản biện, ví dụ: “Vì sao không viết AlO?” (Vì $\text{III}\times 1 \neq \text{II}\times 1$ nên không cân bằng hóa trị).
Giáo viên
Bước 4: Kết luận, nhận định
Chốt quy tắc hóa trị $x \times \text{hóa trị A} = y \times \text{hóa trị B}$ ; nhấn mạnh: công thức đúng là $\mathrm{Al_2O_3}$ , không đổi chéo chỉ số một cách máy móc. Yêu cầu HS ghi công thức và quy tắc vào vở.
Học sinh
HS ghi lại quy tắc hóa trị, công thức $\mathrm{Al_2O_3}$ và lí do $\mathrm{Al_3O_2}$ sai vào vở.

Hoạt động 3: Luyện tập · 10 phút

Luyện tập nhận biết và kiểm tra công thức

a) Mục tiêu

Vận dụng khái niệm hóa trị, công thức hóa học và quy tắc hóa trị để làm bài tập trắc nghiệm, ghép đôi và đúng/sai.

b) Nội dung

HS làm Phiếu học tập số 2 theo cặp đôi (kĩ thuật hỏi nhanh bảng con): bốn câu 1, 2, 3, 4 trong sách giáo khoa. Với câu 4, HS phải bác bỏ nhận định “Khi lập công thức Al với O có thể viết Al₃O₂ vì đổi chéo không cần kiểm tra”. Câu 5 yêu cầu chọn thuật ngữ mô tả biểu thức $x \times \text{hóa trị A} = y \times \text{hóa trị B}$ .

c) Sản phẩm

Đáp án:

B (hóa trị là khả năng liên kết biểu diễn bằng số liên kết theo quy ước).
C (công thức hóa học cho biết nguyên tố và số nguyên tử/tỉ lệ trong chất).
Hóa trị – khả năng liên kết biểu diễn bằng số liên kết theo quy ước; Công thức hóa học – cho biết nguyên tố và số nguyên tử/tỉ lệ trong chất; Quy tắc hóa trị – với $\mathrm{A_xB_y}$ có $x \times$ hóa trị A $= y \times$ hóa trị B.
Sai. Lí do: $\mathrm{Al_3O_2}$ cho $3 \times \text{III} \neq 2 \times \text{II}$ ; công thức đúng theo hóa trị là $\mathrm{Al_2O_3}$ .
Quy tắc hóa trị.

d) Tổ chức thực hiện

Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

Giáo viên
Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ
Phát Phiếu học tập số 2, nêu thể lệ: mỗi cặp làm từng câu, viết đáp án ra bảng con và giơ lên khi có lệnh của GV.
Học sinh
HS nhận phiếu, đọc đề và chuẩn bị bảng con.
Giáo viên
Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ
Điều hành từng câu, nhắc thời gian; với câu 4 yêu cầu HS nêu rõ lí do bằng biểu thức $3 \times \text{III}$ và $2 \times \text{II}$ .
Học sinh
Cặp đôi thảo luận và ghi đáp án. Dự kiến: “Câu 4 là sai vì $3 \times \text{III} = 9$ , $2 \times \text{II} = 4$ , không bằng nhau.”
Giáo viên
Bước 3: Báo cáo, thảo luận
Yêu cầu cả lớp giơ bảng con đồng loạt; mời 1–2 cặp giải thích câu 3 và câu 4.
Học sinh
HS giơ bảng con và giải thích ngắn gọn đáp án của cặp mình.
Giáo viên
Bước 4: Kết luận, nhận định
Nhận xét, công bố đáp án đúng, nhấn mạnh lỗi hay gặp là đổi chéo chỉ số mà không kiểm tra lại bằng quy tắc hóa trị.
Học sinh
HS đối chiếu đáp án, sửa lỗi sai vào vở.

Hoạt động 4: Vận dụng · 10 phút

Lập công thức hợp chất mới và bác bỏ cách viết sai

a) Mục tiêu

Vận dụng quy tắc hóa trị để lập công thức $\mathrm{Ca(OH)_2}$ , $\mathrm{CaCl_2}$ và $\mathrm{Al(OH)_3}$ ; giải thích vai trò dấu ngoặc khi nhóm OH có chỉ số 2.

b) Nội dung

Tình huống: Bạn Minh viết $\mathrm{CaOH_2}$ cho hợp chất của Ca(II) với nhóm OH(I). HS lập luận: vì sao viết $\mathrm{Ca(OH)_2}$ đúng, và $\mathrm{CaOH_2}$ sai ở điểm nào? (1 Ca, 2 O, 2 H: dấu ngoặc cho chỉ số 2 áp dụng cho cả nhóm OH). Sau đó HS vận dụng quy tắc để lập công thức của $\mathrm{CaCl_2}$ (Ca(II), Cl(I)) và $\mathrm{Al(OH)_3}$ (Al(III), OH(I)), kiểm tra bằng quy tắc hóa trị.

c) Sản phẩm

Ca(II) với OH(I): $1 \times \text{II} = 2 \times \text{I}$ nên công thức là $\mathrm{Ca(OH)_2}$ ; $\mathrm{CaOH_2}$ mô tả sai số nguyên tử của H và O.
Ca(II) với Cl(I): $1 \times \text{II} = 2 \times \text{I}$ , công thức $\mathrm{CaCl_2}$ .
Al(III) với OH(I): $1 \times \text{III} = 3 \times \text{I}$ , công thức $\mathrm{Al(OH)_3}$ .
Kết luận: mọi công thức hợp chất phải thỏa mãn quy tắc hóa trị; nếu không, công thức sai.

d) Tổ chức thực hiện

Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

Giáo viên
Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ
Nêu tình huống bạn Minh viết $\mathrm{CaOH_2}$ và yêu cầu HS lập công thức $\mathrm{CaCl_2}$ , $\mathrm{Al(OH)_3}$ theo cặp đôi trong 4 phút.
Học sinh
HS đọc tình huống, nhận nhiệm vụ và chuẩn bị nháp.
Giáo viên
Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ
Gợi ý: “Hãy viết biểu thức $x \times \text{hóa trị} = y \times \text{hóa trị}$ trước, rồi mới viết công thức.”
Học sinh
Cặp đôi làm việc. Dự kiến: “Ca(II) và Cl(I): 1 × II = 2 × I, nên $\mathrm{CaCl_2}$ .” / “Al(III) và OH(I): 1 × III = 3 × I, nên $\mathrm{Al(OH)_3}$ .”
Giáo viên
Bước 3: Báo cáo, thảo luận
Mời 2 cặp trình bày; hỏi cả lớp: “Vì sao $\mathrm{CaOH_2}$ không mô tả đúng nhóm OH?”
Học sinh
HS trình bày, trả lời: “Dấu ngoặc cho biết chỉ số 2 áp dụng cho cả nhóm OH, nên có 1 Ca, 2 O, 2 H.”
Giáo viên
Bước 4: Kết luận, nhận định
Chốt: dấu ngoặc đóng vai trò áp dụng chỉ số cho cả nhóm nguyên tử; mọi công thức phải thỏa mãn quy tắc hóa trị. Liên hệ lại mở đầu: $\mathrm{Al_2O_3}$ là công thức đúng.
Học sinh
HS ghi nhận kết luận, tự đánh giá mức độ hiểu bài bằng cách giơ tay (đã hiểu / cần hỏi thêm).

Phiếu học tập

Phiếu học tập số 1

Lập công thức oxide của Al(III) với O(II) bằng mô phỏng “Cân hoá trị” trên NeoEdu.

Bước 1: Thêm nguyên tử vào đĩa nhẹ hơn cho đến khi đòn cân nằm ngang với 2 Al và 3 O. Ghi lại công thức: ...
Bước 2: Kiểm tra: $2 \times \text{III} =$ ...; $3 \times \text{II} =$ ...; hai vế có bằng nhau không? ...
Bước 3: Thử công thức $\mathrm{Al_3O_2}$ : $3 \times \text{III} =$ ...; $2 \times \text{II} =$ ...; đòn cân nghiêng về phía nào? ...
Bước 4: Phát biểu quy tắc hóa trị với $\mathrm{A_xB_y}$ : ...
Bước 5: Vì sao không viết $\mathrm{Al_3O_2}$ ? Nêu một hệ quả khi đếm sai tỉ lệ Al : O: ...

Phiếu học tập số 2

Câu 1. Trong bài này, hóa trị có đặc điểm nào?
A. Luôn bằng số proton.
B. Khả năng liên kết biểu diễn bằng số liên kết theo quy ước học.
C. Số nguyên tử trong mọi phân tử.

Câu 2. Trong bài này, công thức hóa học có đặc điểm nào?
A. Chỉ nêu màu sắc chất.
B. Cho phép đổi chỉ số khi cân bằng phản ứng.
C. Cho biết nguyên tố và số nguyên tử/tỉ lệ trong chất.

Câu 3. Ghép khái niệm với đặc điểm tương ứng:

Hóa trị
Công thức hóa học
Quy tắc hóa trị
Đặc điểm:
(a) Với $\mathrm{A_xB_y}$ có $x \times$ hóa trị A $= y \times$ hóa trị B.
(b) Cho biết nguyên tố và số nguyên tử/tỉ lệ trong chất.
(c) Khả năng liên kết biểu diễn bằng số liên kết theo quy ước học.

Câu 4. Nhận định: “Khi lập công thức Al với O có thể viết $\mathrm{Al_3O_2}$ vì đổi chéo không cần kiểm tra.” Đúng hay sai? Vì sao?

Câu 5. Biểu thức “ $x \times$ hóa trị A $= y \times$ hóa trị B” mô tả thuật ngữ nào?

Hướng dẫn về nhà

Học thuộc ba khái niệm: hóa trị, công thức hóa học, quy tắc hóa trị; tự viết lại bằng lời của mình.
Lập công thức các hợp chất sau theo quy tắc hóa trị, ghi rõ bước kiểm tra: (a) Ca(II) với Cl(I); (b) Al(III) với OH(I); (c) Ca(II) với O(II). Gợi ý đáp án để GV kiểm tra: $\mathrm{CaCl_2}$ , $\mathrm{Al(OH)_3}$ , $\mathrm{CaO}$ .
Tình huống thực tế: Một bạn khẳng định “Oxide của nhôm là AlO vì nhôm và oxi đều có một nguyên tử trong công thức.” Em hãy viết một đoạn ngắn (4–5 câu) bác bỏ nhận định này bằng quy tắc hóa trị và nêu một hệ quả của cách hiểu sai khi tính tỉ lệ khối lượng hoặc tỉ lệ nguyên tử.

Giáo án do NeoEdu soạn với sự hỗ trợ của AI, dựa trên nội dung bài học trên Học liệu. Thầy cô nên đọc lại và điều chỉnh cho phù hợp với học sinh của mình; bản Word để sửa trực tiếp.