10498

Будова атома. Ядро і електронна оболонка. Склад атомних ядер

Конспект урока

Химия и фармакология

Тема уроку: Будова атома. Ядро і електронна оболонка. Склад атомних ядер. Навчальна мета: продовжити знайомство з періодичною системою хімічних елементів Д.І. Менделєєва, на основі знань про будову атома розкрити фізичний зміст порядкового номера елемента...

Украинкский

2013-03-27

85 KB

181 чел.

Тема уроку: Будова атома. Ядро і електронна оболонка. Склад атомних ядер.

Навчальна мета: 

  •  продовжити знайомство з періодичною системою хімічних елементів Д. І. Менделєєва;
  •  на основі знань про будову атома розкрити фізичний зміст порядкового номера елемента;
  •  розширити знання учнів про радіоактивність і будову атома;
  •  підвести учнів до сучасного формулювання періодичного закону;
  •  формувати вміння характеризувати хімічні елементи за положенням у періодичній системі хімічних елементів;
  •  обчислювати кількості протонів, нейтронів і електронів у атомі.

Розвивальна мета:

  •  забезпечити розвиток розумових здібностей учнів, їхні вміння користуватися прийомами логічного мислення, вміння спостерігати і пояснювати хімічні явища;
  •  розвивати екологічне мислення;
  •  формувати екологічну культуру та мислення учнів;
  •  формувати уявлення про матеріальну єдність світу й можливість його пізнання.

Виховна мета:

  •  виховувати наполегливість, працьовитість, самостійність;
  •  плекати в учнів інтерес до вивчення хімії як цікавої теоретичної, експериментальної і прикладної науки;
  •  виховувати в учнів творчий тип мислення;
  •  зацікавити учнів у вивченні даного предмету, використовуючи приклади із життя.

                               

Тип уроку:               урок засвоєння нових знань.

Методи навчання: в рамках пояснювально-ілюстративного: бесіда, розповідь, демонстрація;

в рамках частково-пошукового: фронтальна робота з періодичною системою, виконання задань, вправ;

в рамках репродуктивного: індивідуальна робота з періодичною системою;

методи контролю: фронтальна бесіда, розвязування задач біля дошки, самостійна робота.

Навчально-методичне

забезпечення заняття: Наочність: таблиці і плакати (№ 1 — “Модель будови атома”; № 2 — “Періодична система елементів Д. І. Менделєєва”; № 3 — “Сучасні уявлення про вигляд електронних орбіталей атомів”);

Міжпредметні зв’язки: фізика, математика, історія, біологія, безпека життя.

Структура уроку

1. Організаційний етап                                                                                    2 хв.

2. Перевірка домашнього завдання                                                                5 хв.

3. Актуалізація опорних знань                                                                        5 хв.

4. Вивчення нового матеріалу                                                                        20 хв.

      а). Дослідження будови атома.

      б). Планетарна модель будови атома.

      в). Подальші досягнення у вивченні будови атома.

      г). Фізичний зміст порядкового номера і сучасне формулювання періодичного закону.

      д) Стан електронів в атомі.

5. Узагальнення та систематизація знань                                                     10 хв.

6. Підбиття підсумків уроку та домашнє завдання                                      3 хв.

    I. Організаційний етап.

Привітання вчителя з учнями, підготовленість класу до уроку, перевірка присутніх.

    II. Перевірка домашнього завдання:

Робота біля дошки:

Внаслідок взаємодії двовалентного металу масою 6г з хлоридною кислотою виділився водень кількістю речовини 0,25 моль. Обчисліть, який це метал.

Дано:

m = 6г

n (H2) = 0,25моль

метал - ?

Розвязання:

Позначимо метал символом R і запишемо ріняння взаємодії металу з хлоридною кислотою,врахувавши валентність металу:

R + 2HCl = RCl2 + H2

З рівняння реакції бачимо, що кількості речовини водню і металу рівні, а отже:

n (H2) = n (R) = 0,25моль;

М (R) = m(R) / n (R) ;

М (R) = 6г / 0,25 моль = 24 г/моль. Знаходимо в періодичній системі хімічних елементів у II групі (оскільки валентність металу – 2) головній підгрупі метал з відносноюатомною масою 24(а.о.м.) – це магній. Хімічний символ магнію – Mg.

Відповідь: метал, який вступив в взаємодію з хлоридною кислотою за вказаних умов – магній.

    

 III. Актуалізація опорних знань.

      Фронтальна бесіда:

1). Що називається періодом? Що мають спільного й чим відрізняються великі періоди від малих?

(Період – це горизонтальний ряд хімічних елементів, розташованих в порядку зростання їх атомних мас, який починається лужним елементом і закінчується інертним елементом. Як малі, так і великі періоди складаються з рядів, проте малі періоди складаються з одного ряду, а великі – з 2-х).

2). Що називається групою?

( Група – це вертикальний стовпчик хімічних елементів, які обєднані подібними хімічними властивостями).

3). Яким чином змінюються властивості хімічних елементів в межах періоду?

( В межах періоду властивості елементів змінюються від металічних через амфотерні до неметалічних. При чому зміна властивостей в межах малих періодів спостерігається швидше, ніж в межах великих.)

4). Яким чином змінюються властивості хімічних елементів в межах групи?

( В межах групи при русі згори донизу металічні властивості посилюються, а неметалічні послаблюються).

Під час фронтальної бесіди планується використання таблиці «Періодична система хімічних елементів Д. І. Менделєєва» в якості унаочнення.

      IV. Вивчення нового матеріалу.

А тепер мені хтось нагадає, як читається періодичний закон Д. І. Менделєєва…..Дякую. А сьогодні цей закон ми розглянемо з точки зору будови атома.

а). Дослідження будови атома.

Термін «атом» виник ще в античному світі й у перекладі з грецької означає «неподільний». Тривалий час у науці панувала думка, що атом не підлягає подальшому поділу на частинки.

Під час хімічних реакцій дійсно нові атоми не утворюються, а переходять зі складу одних речовин до складу інших. Але це не поширюється на таке явище як радіоактивність.

Радіоактивністю називають самодовільний розпад нестійких атомних ядер, який супроводжується радіоактивним випромінюванням.

Промінь латинською мовою означає «радіус». Тому фізик і хімік Марія Склодовська – Кюрі запропонувала назвати речовини, що випромінюють невидимі промені, радіоактивними, а саме випромінювання – радіоактиним. Вперше це явище виявив у 1896 році французький фізик Анрі Беккерель, працюючи з урановими рудами. Учений виявив, що шматочок уранової руди випромінював невідомі на той час невидимі оком промені, від яких чорний папір фотоплівку не захищав. Загорнута у нього фотоплівка була надійно захищена від сонячних променів, але засвічувалась, якщо на папір клали шматочок уранової руди.  Так було виялено радіоактивні властивості Урану.

Ернест Резерфорд встановив, що у магнітному чи електричному полі радіоактивне випромінювання розділяється на три пучки, як показано на мал. 20 (с. 143 [5]), мал. 10 (с. 120 [6].  Ці промені були названі першими буквами грецького алафавіту α- (альфа),β- (бета),γ- (гама) променями.  α- промені виявились потоком позитивно заряджених частинок з масою атома Гелію, β- промені – потоком негативно заряджених електронів, γ- промені – потоком настільки коротких хвиль, що, на відміну від світлових, вони є невидимими. Випромінювання характеризується йонізуючою можливістю проникнення (визначається шляхом, який частинка може пройти в речовині до остаточної зупинки).

  •  α- частинка – на 1см2 утворюється 25 тис. пар йонів, довжина шляху – 2-3 см і зупиняється. (може захистити картон).
  •  β- частинка – на 1 см2 утворюється 100 тис. пар йонів, довжина шляху – кілька метрів ( може захистити цегляна стіна).
  •  γ- частинка – найбільша можливість випромінювання й довжина пробігу (можуть захистити двометрові стіни, свинець).

Умови випромінювання

Доза

Ефект

Хронічне: упродовж

кількох років

50 Бер

Хронічна променева хвороба

(катаракта – захворювання очей)

Гостре одноразове

100 Бер

Гостра променева хвороба

Гостре одноразове

≥ 450 Бер

Смерть

ГДД для людей: 0,1 Бер на рік.

Норми для продуктів харчування: 50 – 100 Бк на 1 кг (кількість атомів, що розпадаються за одиницю часу).

Подальші дослідження вченого були націлені на розкриття будови атома. Пропускаючи α- частинки крізь тоненьки металеві пластинки, він виявив, що більшість з них проникає крізь пластинку, частина відхиляється під певними кутами від заданого їм прямолінійного руху, а частина (приблизно 1/10000) відскакує назад. Оскільки α- частинки заряджені позитивно, то їх поведінку учений пояснював тим, що їм заважають інші позитивно заряджені частинки. Такі результати досліду доводили, що більшість атомного простору не несе позитивного заряду. На цій підставі було зроблено висновок, що атоми складаються з позитивно зарядженої серцевини – ядра - та негативно заряджених електронів, розміщених за його межами.

б). Планетарна модель будови атома.

З відкриттям частинок, що входять до складу атома, постало питання про те, як ці частинки розміщені та повязані між собою в атомі. Е. Резерфорд запропонував модель будови атома, згідно з якою в центрі атома розміщено щільне ядро невеликих (порівняно з розмірами всього атома) розмірів, навколо якого бузупинно рухаються електрони. Запропонована Резерфордом (1909-1911р.р.) модель атома дістала назву ядерної, або планетарної.

Відповідно до планетарної моделі атом складається з позитивно зарядженого ядра й негативно заряджених електронів, які рухаються навколо ядра коловими або еліптичними орбітами, як планети навколо Сонця.

Заряд електрона – найменший із усіх відомих зарядів, його умовно прийнято таким, що дорівнює -1.

Негативні заряди електронів урівноважуються позитивним зарядом ядра, а тому в цілому атом залишається незарядженим.

      в). Подальші досягнення у вивченні будови атома.

У 1920 році Е. Резерфорд ввів поняття про позитивно заряджену частинку у складі ядра – протон. Заряд протона за абсолютною величиною дорівнює заряду електрона, але має протилежний знак. Його умовно приймають таким, що дорівнює +1. У 1932 році англійський учений Джеймс Чедвік експериментально виявив у ядрі атома нейтральну частинку – нейтрон, маса якого дорінює масі протона. Радянський вчений Дмитро Іваненко та італієць Етторе Майоран обгрунтували, що нейтрони і протони формують атомне ядро і визначають масу атома.

Таким чином, до складу атома входять: позитивно заряджені протони, негативно заряджені електрони та незаряджені (нейтральні) нейтрони. Протони прийнято позначати  p, нейтрони -  n, електрони -  e. Всі вони мають надзвичайно малу абсолютну масу, до того ж маса протона приблизно дорівнює масі нейтрона, тоді як маса електрона у 1836 раз менша за масу протона. Інформацію про будову атома та його складові вміщено в таблиці (с. 144, [5]), (с. 124 [6]).

Будова і складові частинки атома.

Частинка

та її розміщення

в атомі

Відносна

маса (а.о.м.)

Абсолютна

Маса, кг

Заряд

(в одиницях

елементарного

заряду)

Протон ( p), у ядрі

1

1,627·10-27

+1

Нейтрон ( n), у ядрі

1

1,625·10-27

0

Електрон (е), в

електронній оболонці

1/1836

9,109·10-31

-1

(Учнями повторюється почуте про будову ядра за допомогою плакату “Модель будови атома”)

Незважаючи на те, що ядро має у десятки тисяч разів менші розміри за електронну оболонку, основна маса атома зосереджена саме в ньому. При обчисленні відносної атомої маси елемента масою електронів нехтують.

A = Z + N,

де А – нуклонне число, що показує сумарну кількість протонів та нейтронів;

Zчисло протонів;

N – число нейтронів.

Як виявилось, порядковий номер елемента у періодичній системі і число протонів у ядрі його атома збігаються. Наприклад, порядковий номер Кальцію дорівнює 20 і ядро атома Кальцію містить 20 протонів .

Число протонів у ядрі, яке збігається з порядковим номером елемента у періодичній системі, називають протонним числом.

А загальна кількість протонів і нейтронів в атомі дістала назву нуклонного числа. Назва протонного числа походить від назви позитивно заряджених частинок протонів, назва нуклонного числа – від латинської назви ядра нуклеус.

г). Фізичний зміст порядкового номера і сучасне формулювання періодичного закону.

Всі хімічні елементи розміщені у періодичній системі за порядком зростання заряду ядер їх атомів. Тобто, порядковий номер елемента у періодичній системі вказує на таку його важливу характеристику, як величина заряду ядра атома. А оскільки позитивний заряд ядра урівноважується негативним зарядом електронів, що входить до складу електронної оболонки атома, то порядковий номер елемента вказує також на число електронів в атомі.

Завдяки дослідженням фізиків було сформульовано сучасне визначення періодичного закону:

Властивості елементів, а також уторених ними сполук перебувають у періодичній залежності від величини зарядів ядер їх атомів.

У цьому полягає фізична суть періодичного закону.

      д) Стан електронів в атомі.

Планетарна модель будови атома не пояснювала характер розподілу електронів у навколоядерному просторі, що дістав назву електронної оболонки атома. Відповідно до цієї моделі електрони під час обертання навколо ядра мали б втрачати енергію і з часом падати на ядро, чого в дійсності не спостерігається.Сучасна модель атома (орбітальна або квантово-механічна), зберігши уявлення про те, що в центрі атома перебуває позитивно заряджене ядро, не тільки математично описує рух електрона в атомі, а й дає наочне уявлення про будову електронної оболонки атома. Рух електрона в атомі не можна описати певною траєкторією, а можна лише розглядати деякий обєм простору, в якому перебуває електрон. Ймовірність перебування електрона в ядрі дорівнює нулю. В міру віддалення від ядра вона швидко зростає й на деякій відстані від ядра досягає максимуму, після чого поступово зменшується. Було введено припущення про атомну орбіталь.

Атомна орбіталь – це геометричний образ, який відповідає об’єму простору навколо ядра, ймовірність перебування електрона в якому дорівнює -90- 95% .

Одержане в уявному експерименті наочне зображення ймовірності перебування електронів в атомному просторі називається електронною хмарою.

Електронна хмара – це наочне зображення атомної орбіталі.

Електронні хмари бувають сферичної форми (s-електрон), схожі на обємну вісімку (р-електрон). Існують також електронні хмари зі складнішою конфігурацією (d-, f- електрони).

( Вигляд електронних хмар демонструється учням на плакаті “Сучасні уявлення про вигляд електронних орбіталей атомів”).

Більш детально з уявленнями про електронні хмари й розподіл електронів в атомі ви дізнаєтесь на наступних уроках.

V. Узагальнення та систематизація знань учнів. 

Робота біля дошки. (2 учні)

  1.  Обчисліть число протонів та нейтронів у елементі, використовуючи періодичну систему: елементи № 5, 13.

( Елемент з порядковим номером 5 – Бор. Хімічний символ – В. Число протонів співпадає з порядковим номером – 5, число нейтронів дорівнює різниці атомної маси і числа протонів: 11 – 5 = 6.

Елемент з порядковим номером 13 – Алюміній. Хімічний символ – Al. Число протонів співпадає з порядковим номером – 13, число нейтронів дорівнює різниці атомної маси і числа протонів: 27 – 13 = 14.)

Фронтальна бесіда.

  1.  Що можна визначити в будові атома за порядковим номером елемента?

( За порядковим номером елемента визначають заряд ядра, кількість протонів та електронів в атомі елемента).

  1.  Визначте число електронів в електронній оболонці атома Мангану.

( Порядковий номер елемента – 25, отже кількість електронів дорівнює 25).

  1.  Укажіть заряди ядер атомів Титану і Хрому.

( Заряд ядра Титану – 22, а Хрому – 24, - відповідно до їх порядкових номерів).

  1.  Як визначити кількість нейтронів в ядрі атома елемента?

(Слід від відносної атомної маси елемента відняти протонне число).

  1.  Які елементарні заряди мають протон, нейтрон і електрон?

( Протон має заряд +1, електрон  -1, а нейтрон – 0).

VI. Домашнє завдання та підбиття підсумків уроку.
Вивчити § 22,23 підручника [6], виконати письмове домашнє задання з зошита [3] на сторінці 116-117.)

(Вивчити § 31 підручника [5], виконати письмове домашнє задання з зошита [3] на сторінці 116.)

Підсумки.

  •  До відкриття радіоактивності атом важався неподільним. З відкриттям цього явища вдалося встановити складну будову атома.
  •  Атом складається з позитивно зарядженого ядра та негативно заряджених електронів і в цілому є електронейтральною частинкою.
  •  До складу ядра, крім протонів, входять нейтрони. Нейтрон – це незаряджена частинка з  масою, що приблизно дорівнює масі протона.
  •  Ядро порівняно з атомом має дуже малі розміри, але в ньому зосереджена основна маса атома.
  •  Відкриття на межі XIX і XX ст. будови атома та радіоактивності – визначне досягнення науки.

Оцінювання учнів та аргументація виставлених оцінок.

 Список використаної літератури.

  1.  Методика викладання шкільного курсу хімії . За ред.. Н. М. Буринської.- К.: Освіта, 1991. – 350с.
  2.  Ковальчук Л. О. Практикум з педагогіки: Навчальний посібник. – Львів: Видавничий центр ЛНУ ім. І. Франка, 2005, - 253с.
  3.  М. М. Савчин. Хімія. Робочий зошит 8 кл. Львів: ВНТЛ – Класика, 2008, 160с.
  4.   Старовойтова І. Ю. Всі уроки хімії. 8 кл., - Х.: Вид. група «Основа», 2008,- 222с.
  5.  Ярошенко О. Г. Хімія: підруч. Для 8 кл. загальноосвітніх  навч. закладів. – К.: Освіта, 2008, -208с.   
  6.  Буринська Н. М. Хімія. Київ «Ірпінь», 2008, -119с.



 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

20916. Исследование тахогенераторов постоянного и переменного тока 980.5 KB
  Оборудование измерительные приборы и инструменты: лабораторная установка источники постоянного и переменного тока вольтметры тахометр магазины сопротивлений и конденсаторов. По роду тока тахогенераторы делятся на ТГ постоянного тока и ТГ переменного тока. Допустимая амплитудная погрешность может составлять единицы процентов; минимум фазовой погрешности минимум изменения фазы выходного напряжения при изменении скорости вращения для ТГ переменного тока; симметричность выходной характеристики неизменность ее крутизны при изменении...
20917. Исследование электрических гиромоторов 327 KB
  Совокупность ротора электропривода роторных опор называемых главными опорами гироскопа и элементов крепящих двигатель на раме гироскопа представляет собой гиромотор гиродвигатель. Кинетический момент равен произведению момента инерции ротора J на угловую скорость его вращения 2: H=J2 . Для получения максимально возможного момента инерции ротора в заданных габаритах гиромоторы выполняются по обращенной схеме. В отличие от обычного двигателя статор гиромотора размещается внутри охватывающего его ротора.
20918. Классификаторы, коды и технология их применения 117 KB
  Контрольное число контрольная цифра разновидность контрольной суммы добавляется обычно в конец длинных номеров с целью первичной проверки их правильности. Контрольное число чаще всего это либо последняя цифра суммы всех чисел номера либо результат другой математической операции над цифрами. Вычисляется контрольное число A как остаток от деления контрольной суммы на 11 3. Если контрольное число A больше 9 то результирующее контрольное число A вычисляется как остаток от деления A на 10 4.
20919. Организационно-экономическая сущность задачи 2.16 MB
  Для этого рассмотрим: внешние и внутренние связи подразделения для которого создается АИС; информационная взаимосвязь входной и выходной информации; способы отправки и доставки информации. Информационная взаимосвязь подразделений данного экономического объекта позволяет определить состав взаимосвязанных подразделений объекта и место подразделения для функционирования которого необходимо решение данной задачи. Пример отражения информационной взаимосвязи подразделений супермаркета и выделение конкретного подразделения в частности отдела...
20920. ДОСЛІДЖЕННЯ СХЕМ ПОРІВНЯННЯ НАПРУГ 452 KB
  На панелі Джерела натиснути відповідні кнопки вибору сигналу постійного струму і включити стенд. На панелі U вх натиснути кнопку Джер. 1 панелі Джерела встановити напруга на вході 1 компаратора рівне U вх = 3 В. На панелі натиснути кнопку Джер.
20921. ДОСЛІДЖЕННЯ РОБОТИ МУЛЬТИВІБРАТОРА 64.5 KB
  2 із зображенням мультивібратора рис. Визначити за допомогою осцилографа амплітуду частоту і шпаруватість сигналу на виході мультивібратора. Часові діаграми роботи мультивібратора показані на рис.
20922. ДОСЛІДЖЕННЯ ІНТЕГРАТОРА 184 KB
  Експериментальне визначення перехідних характеристик інтегратора рис. Натисніть кнопку 20 сек панелі і кнопку С1 Інтегратор відлічуючи по секундоміру стенду час за допомогою U вих виконайте вимірювання зміни в часі вихідної напруги інтегратора. побудуйте перехідні характеристики інтегратора.
20923. ДОСЛІДЖЕННЯ ЕЛЕМЕНТІВ, ЩО ВИКОНУЮТЬ ЛОГІЧНІ ОПЕРАЦІЇ 105.5 KB
  Мета роботи: ознайомитися з принципом і режимом роботи логічних елементів. При виконанні роботи визначаються передавальні характеристики логічного елементу при різних опорах навантаження а також складаються таблиці станів для логічних елементів І НІ АБО АБОНІ ІНІ. Визначення передавальних характеристик логічних елементів рис. Складання таблиць істинності логічних елементів.
20924. ДОСЛІДЖЕННЯ ТРИГЕРІВ 241 KB
  При виконанні цієї роботи вивчається дія асинхронного RSтригера а також двох синхронних: Ттригера і JКтригера Порядок виконання роботи Робота виконується на лабораторному стенді ЭС21. Дослідження RS тригера рис. З'єднати входи R і S тригера з клемами панелі Рівень логічний. З'єднати прямий вихід тригера з клемами вольтметра що вимірює вихідний сигнал.