Урок 2. Изотопы элементов

Урок “Строение атома. Изотопы”

Разделы: Химия

Цель: сформировать компетентность учащихся по теме на основе межпредметных связей (физика и химия) в умении применять знания.

  • Образовательные – изучить строение, состав атомных ядер, изотопы
  • Развивающие – развивать научное мышление при установлении причинно-следственных связей, сравнении химических объектов, применении знаний и умений в новых ситуациях, в том числе, для решения межпредметных проблем; развивать интерес и другие мотивы изучения химии при знакомстве с историей становления идеи о делимости атома в науке и научными работами ученых.
  • Воспитательная – формировать умение работать с книгой через групповую работу, воспитание чувства сотрудничества, сотворчества, создание условий для реальной самооценки учащихся.

Тип урока: урок изучения нового материала и первичного закрепления новых знаний.

Технология: деятельностный подход

Методы и приемы обучения: частично-поисковый, проблемно-дискуссионный, использование информационно-коммуникативных технологий, межпредметная беседа, диалогическое изложение, групповая работа при коррекции и первичном контроле.

Оборудование: периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева, таблицы по теме “Состав и строение атома”, опорные конспекты, заполняемые по ходу урока, электронная презентация к уроку.

  1. Усвоение учебного материала:
    Знать: понятие “атом”, “химический элемент”.
    Уметь: объяснять физический смысл атомного (порядкового) номера химического элемента, уметь описывать химический элемент с точки зрения строения атома.
  2. Усвоение на межпредметном уровне понятие “изотоп” и развитие понятия “химический элемент”.

1. Мотивационно-ориетировочный этап.

  • Вспомните, что изучает химия?
  • Из чего состоят вещества?
  • Что такое химический элемент?

Итак, мы знаем, что мельчайшей частицей вещества является атом: одинаковые атомы, или атомы одного вида, называются химическим элементом (запись в разделе “Что мы знаем?” Приложение № 1)

Слово “атом” придумал очень давно, более 2500 лет назад, древнегреческий философ Демокрит. С греческого “атом” переводится как “неделимый”. Так ли это?

Прочтите, пожалуйста, поэтические строчки:

(Информация № 1 в Приложении № 2, Слайды 1, 4, 5.)

Элементы встали вряд,
В ядрах их растет заряд.
Значит столько в нем протонов,
А в округе – электронов.

Есть в ядре еще нейтроны,
Что заряд иметь не склонны.
Ну а то, что в массе дробь,
В том виновен изотоп.

  1. Что вы узнали из данной информации?
  2. Смысл каких слов вам не понятен?
  3. Как вы думаете, о чем пойдет речь на сегодняшнем уроке?
  4. Найдите в информации в состав чего входят протоны, электроны, нейтроны?
  5. Сформулируйте тему урока (запись темы на доске).
  6. Каковы цели сегодняшнего урока? (Запись на доске в разделе “Что хотим узнать?” Приложение № 1, Слайды 1,2,3.)

2. Актуализация знаний по вопросу: История изучения состава атома.

Учитель: В истории развития физики одна из самых интересных и увлекательных страниц – это история открытия сложного строения атома. В конце ХI – начала ХII в. идеи о строении атома витали в воздухе, различные догадки ученых создавали духовную атмосферу, в которой, в конце концов, и рождалось открытие, ведь в это время ничего о внутреннем строении атома не было известно.

Какими же великими открытиями была доказана сложность строения атома?

Для этого вам предстоит прочесть материал учебника (с. 38–40) и осуществить описание по плану:

А) Открытие физика Д.Стони_________________________________

Б) Открытие физиков Д.Томсона и Ж.Перрена

(Дорисуй модель, укажи размеры.)

В) Открытие физика А.Беккереля_________________________________________________

Г) Схема опыта Э. Резерфорда.

(Дорисуй возможные дальнейшие направления движения ά – частиц.)

Д) Планетарная модель атома

(Укажи размеры атома.)

(Последующее обсуждение вопросов. Просмотр Слайдов 6, 7. Самооценка и выставление баллов в карту оценки участия в уроке по 3 бальной шкале.)

Учитель: Какой вывод можно сделать из полученной информации? (В начале 20 в. разрушились представления о неделимости атома. Атом – сложная частица.)

3. Операционно-исполнительский этап (работа в группах).

Учитель: Используя информацию № 2 в Приложении № 2 и наглядный материал “ Как устроен атом” (из серии электронных учебных пособий), докажите сложность строения атома, для этого вставьте пропущенные слова в тексте:

  1. Модель атома, предложенная Резерфордом, называется …
  2. Атом – это частица, состоящая из …
  3. В состав ядра атома входят … и …
  4. Протон – элементарная частица, имеющая массу приблизительно … и заряд равный … Для протона принято обозначение…
  5. Ядро атома имеет… заряд
  6. Нейтрон – элементарная частица, имеющая массу приблизительно … и заряд равный … Для нейтрона принято обозначение…
  7. Вокруг ядра постоянно движутся …, их заряд – …, а масса – …
  8. Масса атома сосредоточена в …, т.к. массой … можно пренебречь.
  9. Атом электронейтрален, т.к. …
  10. По разности … определяют число нейтронов в атоме.

Учитель: Что у вас получилось? (Устные ответы учащихся. Запись на доске в разделе Что узнали? Выставление оценок в карту оценки участия в уроке по 3 бальной шкале. Просмотр Слайдов 8–10.)

Учитель: По полученному тексту попытайтесь составить схему строения атома (работа в группах).

(Учитель проходит по рядам и выясняет: какая из схем более полно и точно отражает строение атома. Более точная схема выносится на доску или показывается соответствующий слайд презентации.)

1. Как вы понимаете задание: определить состав атома?
2. Попытайтесь составить алгоритм, т.е. порядок действий, который позволит определить состав атома. Я дам вам подсказки, а вы расставьте их в нужном порядке (Что значит, определить состав атомных ядер? Как можно определить число протонов, нейтронов? Как найти количество электронов в атоме?)

Учитель: Какие последовательности у вас получились? (на слайде№11 выводится алгоритм, демонстрируется пример):

  1. N = – см. ПСХЭ
  2. N = Z = число р +
  3. Число n 0 = Ar – Z
  4. Число е = числу р +

Учитель: Используя данный алгоритм, выполните задание: заполните таблицу. (Каждый участник команды выполняет одно задание и карточку передает другому ученику.)

Знак химического элемента Название Число протонов Число нейтронов Число электронов
S
Алюминий
14
20
К

Подводится итог: за правильно выполненное задание выставляются баллы (взаимопроверка. Слайд 12).

Критерии оценки: без ошибок – молодец (3б.),1–2 ошибки – не все потеряно (1–2б.), 3–4 ошибки – стоит обратить на это особое внимание (0б.).

4. Формирование практических навыков.

Учитель: Нам известно, что свободные атомы – это одна из форм существования химического элемента.

Другого ничего в природе нет,
Ни здесь, ни там, в космических глубинах:
Все от песчинок малых до планет –
Из элементов состоит единых.

В настоящее время известно 114 химических элементов, получены первые атомы элемента с номером 116. Давайте обратимся к периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева и посмотрим, какими числами представлены в ней относительные атомные массы элементов? Если масса атома определяется количеством протонов и нейтронов, массы которых выражены целыми числами, то почему относительные атомные массы представляют собой дробные величины? (Постановка учебной проблемы.) На эти вопросы мы будем искать ответы в ходе мысленного эксперимента с опорой на модели.

1) Изменение числа нейтронов в атоме водорода.

Решение задачи: Что произойдет с атомами одного и того же вида, если в их ядра мысленно добавить по 1 нейтрону?
Для примера возьмем атом с самым простым строением – атом водорода.

  • Найдите среди моделей ядро этого атома. Сколько протонов он содержит? (Один.) Эта разновидность атома носит название протий (из-за простоты строения).
  • Мысленно добавьте в этот атом 1 нейтрон. Изменилась ли масса атома? (Да, она равна массе протона и нейтрона, массу электрона из-за ее очень малой величины не учитываем.)
  • Сравните модели ядра протия и полученного атома. Такой атом водорода называют дейтерием.
  • Мысленно добавьте теперь уже в ядро дейтерия один нейтрон. (Далее рассуждения аналогичны выше изложенным.) Полученный атом называют тритием.
    Итак, мы имеем три модели, три разновидности атомов водорода с различными массами.
    Как же называют разновидности атомов одного и того же вида (в нашем случае – атомов водорода), имеющие один и тот же заряд ядра атома, но разные массы? Посмотрите в периодической системе химических элементов. В ней всем разновидностям атома водорода отведено одно и то же место. Поэтому, они получили название изотопы (“изос” – равный, одинаковый, “топос” – место), т. е. занимающие одно и то же место.

2) Оформление результатов мысленного эксперимента в тетрадях и на доске (Совместное заполнение таблицы и формулировка понятия “изотопы”.)

Оформим результаты наших рассуждений в тетрадях.

Частицы Протий 1 H Дейтерий 2 D Тритий 3 T
Z=1
Протон 1 1 1
Электрон 1 1 1
Нейтрон 1 2

Изотопы – это … (Продолжение записи на доске в разделе “Что узнали?”)

Учитель: Давайте послушаем учащегося, который расскажет, какую интересную информацию он нашел об этих изотопах.

Учащийся (рассказывает и презентует материал “Знаете ли вы”, который подготовил самостоятельно дома). Приблизительный вариант:

  • Протий – обычный водород, дейтерий – тяжелый водород, тритий – сверхтяжелый водород
  • Тяжелый водород содержится в обычном водороде в небольших количествах: на 5 тыс. атомов обычного водорода приходится 1 атом тяжелого.
  • Вода, в которой протий заменен дейтерием, называется тяжелой. Тяжелая вода характеризуется особыми свойствами: температура замерзания +3,8 С 0 , температура кипения +101,4 С 0 , плотность 1,1г/мл.
  • В тяжелой воде невозможна жизнь.
  • Сверхтяжелый водород в природе встречается крайне редко. Доля его ничтожно мала: один атом трития приходится на миллиард миллиардов атомов обычного водорода.
  • Тритий является радиоактивным изотопом водорода.
  • Совсем недавно появилось сообщение о новом изотопе водорода с атомной массой равной 4. Насколько трудной была задача обнаружения нового “сверхтяжелого” водорода, говорит время его существования, равное 0, 000 000 000 01 доли секунды.

Учитель: Так почему же относительные атомные массы химических элементов, указанные в периодической системе Д.И.Менделеева, не целые, а дробные величины?

Учащийся: Это средняя арифметическая величина, в которой учтены не только массы всех изотопов, но еще и процентное содержание в природе. Поэтому получаемые при расчетах величины оказываются не целыми, а дробными.

Учитель: В ядре атома химического элемента А содержится 11 протонов и 12 нейтронов, а в ядре атома химического элемента В -12 протонов и 12 нейтронов.

Определите, являются ли они:
– изотопами одного элемента;
– атомами двух химических элементов, у которых одинаковое массовое число;
– атомами двух разных элементов, находящихся в периодической системе рядом. (Слайд 13)

Собрать, сколько надо, частиц всех сортов,
И атом – пожалуйста, – вот он, готов!
Но в общее дело их вклады неравны…
Так кто же из этих частиц самый главный?
Пузатый протон, флегматичный нейтрон,
А может быть, юркий малец – электрон?

Итак, предположите, какая же частица в атоме главная? (Постановка учебной проблемы.)

Решение учебной проблемы основывается на известной учащимся информации:

  • Нейтрон? Нет, их количество может быть разным
  • Электрон? Нет, они могут быть отданы или приняты в ходе химических превращений.
  • Относительная атомная масса? Нет, она может быть различной.

Учащийся: Главной характеристикой любого химического эксперимента является содержание в нем протонов, а точнее, значение положительного заряда ядра атома, определяемое числом протонов.

Учитель: Исходя из этого, дайте современное, новое определение понятия “химический элемент”.

Учащийся: Химический элемент – это совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра.

Учитель: Итак, подведем итог. Вспомни начала урока: Что мы знали? Что хотели узнать? А что же узнали?(анализ записей на доске, получившихся к концу урока. Приложение № 1. Слайд 14)

5. Диагностика и коррекция первичного усвоения материала

Учитель: Предлагаю вашему вниманию сочинение бывшей выпускницы нашей школы. Как вы думаете, о чем идет речь в сочинении:

“Атом мне представляется одной большой семьей. В центре семьи, конечно же, родители: очень добрая, заботливая, положительная мама и строгий, но справедливый, словом нейтральный папа. А вокруг них вечные двигатели, вечные прыгатели – дети, которые не присядут ни на минутку. Они словно маленькие “энерджайзеры”, у них много-много дел, им хочется все увидеть, все услышать, все узнать. И чем больше запас их энергии, тем дальше убегают они от родителей. Для того чтобы семья была гармоничной: чтобы дети могли получить хорошее образование, развивать свои способности в музыкальной школе, в изостудии, в танцевальных коллективах, в спортивных секциях и т.д.; чтобы папа и мама могли позволить себе посещать театры, концерты, путешествовать и прочие радости жизни, родители очень много трудятся. Папа выполняет нейтральные дела, а мама – только положительные, за каждое дело они получают единицу зарплаты. Поэтому общая зарплата папы и мамы составляет доход всей семьи. Чем больше в семье детей, тем больше трудятся родители. Вот такой он крошечный, невидимый, но сложный и интересный атом”.

Как вам кажется, ребята, какими научными терминами можно назвать: положительная мама, нейтральный папа, дети, нейтральные дела, положительные дела, единица зарплаты, доход всей семьи?

Далее с учащимися проводится игра “Верю – не верю. (Слайд 15)

Верите ли вы, что:

  1. Только электроны входят в состав атома?
  2. Электроны, положительно заряженные частицы?
  3. Количество нейтронов и электронов одинаковое?
  4. Атомная масса равна количеству нейтронов?
  5. У всех элементов одинаковое строение атома?
  6. Число протонов в атоме водорода равно 2?
  7. Число электронов в атоме углерода равно 6?

Учитель подводит итоги урока, проверяет диагностичность цели урока, оценивает работу групп и отдельных учащихся. Подводятся итоги в картах по оценке участия обучающихся на уроке.

Учитель: В завершении урока прошу закончить следующие предложения:

8. Сегодня я узнал_______________________
9. Я удивился___________________________
10. Теперь я умею_______________________
11. Я хотел бы __________________________

6. Домашнее задание. (Слайд 16)

  1. Прочесть параграфы 6, 7; выполнить упражнения 3,5 с.43 и (обязательный уровень).
  2. Творческие задания:
  • Используя изученные на уроке термины, составить кроссворд по теме “Строение атома”.
  • Сочинить историю в любом жанре (сказка, басня, детектив и т.д.): на что, по-вашему, похож атом.

Конспект открытого урока по теме: “Состав атомных ядер. Изотопы. Радиоактивность.”
план-конспект занятия по химии (8 класс) по теме

Урок “Состав атомных ядер. Изотопы. Радиоактивность” проводился на семинаре завучей в ходе продуктивно-управленческой игры. Использованы здоровьесберегающие технологии. Урок сопровождается мультимедийной презентацией.

Скачать:

Вложение Размер
konspekt_uroka_sostav_atomnykh_yader_radioaktivnost.doc 87 КБ
_prilozhenie_1_opornyy_konspekt_po_teme.doc 44.5 КБ
prilozhenie_2_kartochka_.doc 33.5 КБ
prilozhenie3_urok_sostav_atomnykh_yader.ppt 1.45 МБ

Предварительный просмотр:

Кузнецова Наталья Георгиевна,

высшая квалификационная категория

1*Тема урока: Состав атомных ядер. Изотопы. Радиоактивность .

Урок изучения и первичного закрепления нового материала в 8 классе,

Учебник Г.Е.Рудзитис, Ф.Г.Фельдман «Химия 8»

«Отыщи всему начало, и ты многое поймешь» (Козьма Прутков)

рассмотреть физический смысл порядкового номера элемента, научить школьников описывать состав атомных ядер, разъяснить понятие изотопов, явление радиоактивности.

сформировать у учащихся личностную мотивацию, познавательный интерес к данной теме; развить интеллектуальные и творческие способности учащихся, диалектическое мышление; углубить знания о взаимосвязи строения атома и структурой ПСХЭ;
отработать навыки работы с опорным конспектом и ПСХЭ.

развить познавательный интерес к устройству окружающего мира

Использовать методические приемы, позволяющие предотвратить переутомление учащихся, повысить их внимание.

Познакомить учащихся с историей установления сложного строения атома, с частицами, составляющими атом и их характеристиками.

Отработать умение записывать массовое число, порядковый номер элемента рядом с его символом, определять число протонов, нейтронов и электронов атомов любых химических элементов.

Показать, что этимологическое начало понятия “атом” (“неделимый”) не соответствует действительности – атом делим. Дать понятие о составе атома и атомного ядра. Раскрыть взаимосвязь понятий: протон, нейтрон, электрон, массовое число.

Показать биологическое влияние радиации на организм человека.

Воспитывать в учениках уверенность в своих силах.

Межпредметные связи: физика, биология

Основные понятия (впервые вводимые):

1. Заряд ядра атома. 2. Электрон, протон, нейтрон. 3.Изотопы

Планируемые результаты обучения:

Знать строение атома, значение порядкового номера (физический смысл), состав атомного ядра, определение изотопов.

Знать 3 вида излучений.

Уметь описывать химический элемент с точки зрения положения в ПСХЭ и составе ядра.

Тип урока: изучения и первичного закрепления нового материала.

ПСХЭ Д.И.Менделеева, опорный конспект (на каждый стол) (приложение 1), карточки с заданиями (приложение 2), мультимедиа проектор, экран , презентация по теме урока(приложение 3).

  1. Организационный момент
  2. Введение

Девизом нашего урока могут служить слова небезызвестного Козьмы Пруткова:

«Отыщи всему начало, и ты многое поймешь»

Целью нашего урока является расширение ваших знаний по строению атома, полученных на уроках физики, знакомство с составом ядра, понятиями: протон, нейтрон, изотоп. Вы получите представление о явлении радиоактивности и о биологическом влиянии радиоактивности на организм человека.

  1. Актуализация опорных знаний

Прежде чем перейти к новой теме мы напишем Х/д (Химический диктант)

– Найди элемент по адресу, укажи его порядковый номер

(использовать ПСХЭ Д.И.Менделеева),

  1. 2период, 5группа главная(азот)
  2. 2период, 3группа главная(бор)
  3. 3период, 2группа главная(магний)
  4. 5период, 2группа побочная(кадмий)
  5. 2период, 7группа главная(фтор)
  6. 4период, 3группа побочная(скандий)
  7. 4период, 6группа побочная(хром)
  8. 4 период,4группа главная(германий)
  9. 4период, 4группа побочная(титан)
  10. 7период, 1группа главная(франций)

Оценить себя по следующему эталону:

-одна ошибка – оценка 4

-две ошибки – оценка 3

-более трех ошибок – тема не усвоена, посетить дополнительное занятие.

  1. Объяснение нового материала

Раннее мы давали определение «атому» – как неделимой частицы. Но в конце XIX века это определение потеряло свою актуальность. Посмотрим, какие же открытия подвигли ученый мир признать, что этимологически понятие «атом» – неделимый не соответствует действительности.

По ходу объяснения делайте записи в опорном конспекте, или выделяйте цветом, то что необходимо запомнить.

2*В 1879 году английский ученый Уильям Крукс открыл катодные лучи – поток быстролетящих отрицательно заряженных частиц, размеры которых были меньше самого маленького атома водорода, по вызываемой ими люминесценции. В 1891 году Д.Стонэй предложил назвать открытые частицы электронами.

3*В 1895 году немецкий ученый Уильям Конрад Рентген обнаружил новый вид излучения, обладающего большой проникающей способностью, и назвал их Х-лучами. Таинственные лучи засвечивали фотопластинку, завернутую в черную бумагу. Несколько позднее было установлено, что Х-лучи представляют собой электромагнитные колебания с очень малой длиной волны. В настоящее время рентгеновские лучи широко используются в различных областях науки и техники.

В 1896 году французский ученый Анри Беккерель открыл явление естественной радиоактивности – самопроизвольного распада ядер атомов тяжелых элементов .

В 1898 году Мария и Пьер Кюри, изучавшие явление радиоактивности, открыли новый радиоактивный элемент, названный полонием.

4*Антуан Анри Беккерель, а также Мария Склодовская-Кюри и Пьер Кюри обнаружили, что при распаде атомы испускают три типа лучей, которые получили свои названия по трем первым буквам греческого алфавита : α, β, γ.

Эти три вида излучения очень сильно отличаются друг от друга по проникающей способности, т.е. по тому, насколько интенсивно они поглощаются различными веществами .

5*Главным итогом совершенных открытий было ясное осознание того, что атом не является мельчайшей частицей вещества, он имеет сложное строение. Было предложено несколько гипотез – моделей строения атома. Большинство из них основывалось на предположениях, что атом, оставаясь в целом электронейтральным, представляет собой совокупность положительно и отрицательно заряженных частиц.

В 1911 г Э.Резерфорд на основе своих исследований (известных вам из курса физики) предложил планетарную модель атома. Исследователь привел неоспоримые доказательства того, что атомы состоят из трех типов элементарных частиц: протонов, нейтронов и электронов.

6* (планетарная модель атома) Мы видим, что протоны и нейтроны составляют ядро, которое находится в центре атома. Ядро занимает очень небольшую часть объема атома, но в нем сосредоточена практически вся масса атома. Протоны имеют положительный заряд, а нейтроны не имеют заряда, они – нейтральны.

Вокруг ядра движутся электроны – частицы с отрицательным зарядом. Их движение ограничено сферическим пространством вокруг ядра.

Английский ученый доказал, что порядковый номер элемента в ПСХЭ Д.И.Менделеева совпадает:

а) с зарядом ядра;

б) с количеством протонов;

в) с количеством электронов.

7*Элементарные частицы, можно характеризовать следующим образом

Химия. 11 класс

Конспект урока

Химия, 11 класс

Урок № 1. Химический элемент. Нуклиды. Изотопы. Законы сохранения массы и энергии в химии

Перечень вопросов, рассматриваемых в теме

Урок посвящён изучению основных понятий химии (химический элемент, изотоп, нуклид) и двум важнейшим законам природы – закону сохранения массы и закону сохранения энергии. Учащиеся узнают о важнейших характеристиках химического элемента, смогут назвать различие между понятиями «химический элемент», «нуклид», «изотоп» и научатся применять закон сохранения массы веществ при составлении уравнений химических реакций.

Атом – это наименьшая частица химического элемента, которая несет все его свойства.

Изотопы – это нуклиды с одинаковым зарядом ядра, но разным массовым числом и числом нейтронов

Нейтрон – это незаряженная элементарная частица.

Нуклиды – это различные виды ядер, которые отличаются зарядом или массовым числом.

Протон – это положительно заряженная элементарная частица.

Элементарная частица – это объект, который нельзя разделить на более мелкие составляющие.

Радиоактивный распад – это превращение ядер нуклидов, сопровождающиеся изменением числа протонов или нейтронов в ядре и испусканием элементарных частиц, гамма-квантов или кластеров.

Химический элемент – это вид атомов с определенным зарядом ядра.

Электроны – это отрицательно заряженные элементарные частицы, которые движутся по орбиталям вокруг ядра.

Ядро – это положительно заряженная центральная часть атома.

Основная литература: Рудзитис, Г. Е., Фельдман, Ф. Г. Химия. 10 класс. Базовый уровень; учебник/ Г. Е. Рудзитис, Ф. Г, Фельдман – М.: Просвещение, 2018. – 224 с.

Дополнительная литература:

1. Рябов, М.А. Сборник задач, упражнений и тестов по химии. К учебникам Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман «Химия. 10 класс» и «Химия. 11 класс»: учебное пособие / М.А. Рябов. – М.: Экзамен. – 2013. – 256 с.

2. Рудзитис, Г.Е. Химия. 10 класс : учебное пособие для общеобразовательных организаций. Углублённый уровень / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – М. : Просвещение. – 2018. – 352 с.

Открытые электронные ресурсы:

  • Единое окно доступа к информационным ресурсам [Электронный ресурс]. М. 2005 – 2018. URL: http://window.edu.ru/ (дата обращения: 01.06.2018).

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ

Одним из основных понятий химии является атом. Атом – это наименьшая частица химического элемента, которая несет все его свойства. Согласно планетарной модели, атом состоит из ядра и электронов. Электроны – это отрицательно заряженные элементарные частицы, которые движутся по орбиталям вокруг ядра. Ядро – это положительно заряженная центральная часть атома. Ядра атомов превращаются друг в друга в ходе ядерных реакций.

Ядро состоит из двух типов элементарных частиц: протонов (Z) и нейтронов (N). Заряд нейтронов равен нулю. Протоны обладают зарядом +1. Общее число нейтронов и протонов в ядре называется массовым числом (А). Оно близко, но не равно по значению к атомной массе элемента, указанной в Периодической таблице. Заряд ядра равен числу протонов и порядковому номеру элемента в Периодической системе.

Вид атомов с определенным зарядом ядра называется химическим элементом. Химический элемент существует в виде простого вещества (металла или неметалла) или соединений с другими элементами. К характеристикам химического элемента относятся: атомный номер, относительная атомная масса, изотопный состав, положение в Периодической системе, строение атома, электроотрицательность, степени окисления, валентность, энергия ионизации, сродство к электрону, распространенность в природе.

Нуклидами называют различные виды ядер, которые отличаются зарядом или массовым числом. Они обозначаются следующим образом: вверху перед символом нуклида пишется массовое число, внизу – порядковый номер элемента. Нуклиды с одинаковым зарядом ядра, но разным массовым числом и числом нейтронов называются изотопами. Изотопы одного элемента обладают одинаковыми химическими свойствами и почти не отличаются по физическим свойствам. Элементы представляют собой совокупность изотопов с разными массовыми числами, поэтому атомные массы многих элементов представлены дробными числами.

Химические реакции подчиняются законам сохранения массы и энергии. Закон сохранения массы веществ впервые сформулировал великий ученый М.В. Ломоносов. Экспериментально его доказал А.Л. Лавуазье. Формулируется закон следующим образом: масса исходных веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе продуктов реакции. В ходе реакции атомы веществ только перегруппировываются.

В двадцатом веке ученые обнаружили, что закон сохранения массы не соблюдается в случае ядерных реакций. После того, как А. Эйнштейн открыл взаимосвязь между массой и энергией, выраженную в его знаменитой формуле E=mc2, стало понятно, что закон сохранения массы лишь частный случай закона сохранения энергии. Закон сохранения энергии гласит: в изолированной системе энергия системы не исчезает и не появляется, а только переходит из одного вида в другой. Для составления ядерных реакций важно помнить, что суммарный заряд ядер и массовое число сохраняются.

ПРИМЕРЫ И РАЗБОР РЕШЕНИЙ ЗАДАЧ ТРЕНИРОВОЧНОГО МОДУЛЯ

1. Решение задачи на работу с Периодической системой.

Условие задачи: Введите формулу простого вещества, при бета-распаде которого образуется висмут.

Решение: Висмут – элемент с порядковым номером 83. При бета распаде один из нейтронов превращается в протон, таким образом заряд ядра атома увеличивается на единицу. Следовательно, химический элемент, образующий исходное вещество, находится на одну клетку левее висмута. Это свинец.

2.Решение задачи на закон сохранения массы или закон сохранения числа атомов.

Условие задачи: Расставьте коэффициенты в реакции и выберите правильное значение их суммы.

Решение: Составим электронный баланс. Каждый атом алюминия присоединил 3 электрона, а каждый атом серы отдал два электрона. Тогда коэффициенты 2Al + 3S = Al2S3

Урок 2. Изотопы элементов

Повторите основные положения темы «Основные понятия химии» и решите предложенные задачи. Используйте материалы уроков химии 8 класса №№6-17.

Видео YouTube

Основные положения

1. Вещество (простое и сложное) – это любая совокупность атомов и молекул, находящаяся в определённом агрегатном состоянии.

Превращения веществ, сопровождающиеся изменением их состава и (или) строения, называется химическими реакциями .

2. Структурные единицы вещества:

· Атом – наименьшая элекронейтральная частица химического элемента и простого вещества, обладающая всеми его химическими свойствами и далее физически и химически неделимая.

· Молекула – наименьшая электронейтральная частица вещества, обладающая всеми его химическими свойствами, физически неделимая, но делимая химически.

3. Химический элемент – это вид атомов с определённым зарядом ядра.

4. Состав атома :

5. Состав атомного ядра :

· В состав ядра входят элементарные частицы ( нуклоны ) –

протоны ( 1 1 p ) и нейтроны ( 1 n ).

· Т.к. практически вся масса атома сосредоточена в ядре и mp mn ≈ 1 а.е.м , то округлённое значение Ar химического элемента равно общему числу нуклонов в ядре.

(А – массовое число, округлённое значение А r ; N – число нейтронов в ядре; Z – заряд ядра, равный числу протонов)

6. Общее число электронов в электронной оболочке атома N ē равно числу протонов в ядре и порядковому номеру химического элемента

7. Изотопы – разновидность атомов одного и того же химического элемента, отличающиеся друг от друга только своей массой.

· Обозначение изотопов: слева от символа элемента указывают массовое число (вверху) и порядковый номер элемента (внизу)

· Почему у изотопов разная масса?

Задание: Определите атомный состав изотопов хлора: 35 17 Cl и 37 17 Cl ?

· Изотопы имеют разную массу из-за различного числа нейтронов в их ядрах.

8. В природе химические элементы существуют в виде смесей изотопов.

Изотопный состав одного и того же химического элемента выражают в атомных доляхат.) , которые указывают какую часть составляет число атомов данного изотопа от общего числа атомов всех изотопов данного элемента, принятого за единицу или 100%.

9. В таблице Менделеева приведены средние значения относительных атомных масс химических элементов с учётом их изотопного состава. Поэтому Ar , указанные в таблице являются дробными.

Ar ср = ω ат.(1) Ar (1) + … + ω ат.( n ) Ar ( n )

Ar ср ( Cl ) = 0,754 ∙ 35 + 0,246 ∙ 37 = 35,453

10. Задача для решения:

№1. Определите относительную атомную массу бора, если известно, что молярная доля изотопа 10 В составляет – 19,6 %, а изотопа 11 В – 80,4 %.

11. Массы атомов и молекул очень малы. В настоящее время в физике и химии принята единая система измерения.

1 а.е.м. = m (а.е.м.) = 1/12 m ( 12 C ) = 1,66057 ∙ 10 -27 кг = 1,66057 ∙ 10 -24 г .

Абсолютные массы некоторых атомов:

m ( C ) = 1,99268 ∙ 10 -23 г

m ( H ) = 1,67375 ∙ 10 -24 г

m ( O ) = 2,656812 ∙ 10 -23 г

Ar – показывает, во сколько раз данный атом тяжелее 1/12 части атома 12 С.

М r – показывает, во сколько раз данная молекула тяжелее 1/12 части атома 12 С.

12. Связь между абсолютной и относительной массами атома или молекулы:

m (атома) = Ar ∙ 1,66 ∙ 10 -27 кг

m (молекулы) = Mr ∙ 1,66 ∙ 10 -27 кг

13. Число атомов и молекул в обычных образцах веществ очень велико, поэтому при характеристике количества вещества используют единицу измерения – моль .

· Моль (ν) – единица количества вещества, которое содержит столько же частиц (молекул, атомов, ионов, электронов), сколько атомов содержится в 12 г изотопа 12 C

· Масса 1 атома 12 C равна 12 а.е.м., поэтому число атомов в 12 г изотопа 12 C равно:

NA = 12 г / 12 ∙ 1,66057 ∙ 10 -24 г = 6,0221 ∙ 10 23

· Физическая величина NA называется постоянной Авогадро (число Авогадро) и имеет размерность [ NA ] = моль -1 .

14. Основные формулы:

M = Mr = ρ ∙ Vm ( ρ – плотность; Vm – объём при н.у.)

Задачи для самостоятельного решения

№1. Вычислите число атомов азота в 100г карбоната аммония, содержащего 10% неазотистых примесей.

№2. При нормальных условиях 12 л газовой смеси, состоящей из аммиака и углекислого газа, имеют массу 18 г. Сколько литров каждого из газов содержит смесь?

№3. При действии избытка соляной кислоты на 8,24 г смеси оксида марганца ( IV ) с неизвестным оксидом МО2, который не реагирует с соляной кислотой, получено 1,344 л газа при н.у. Входе другого опыта установлено, что мольное отношение оксида марганца ( IV ) к неизвестному оксиду равно 3:1. Установите формулу неизвестного оксида и вычислите его массовую долю в смеси.

Урок «Изменения в составе ядер атомов химических элементов. Изотопы»

ТЕМА: ИЗМЕНЕНИЯ В СОСТАВЕ ЯДЕР АТОМОВ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ. ИЗОТОПЫ.

Образовательные: Сформировать представление об изотопах, как разновидности атомов одного химического элемента, расширить представления учащихся о понятии «химический элемент».

Развивающие: Продолжить работу над формированием у учащихся:

навыков частично – поисковой деятельности;

умения работы с ПСХЭ Д.И. Менделеева;

умения устанавливать причинно-следственные связи между количеством протонов, электронов и зарядом частиц и вида атома.

Воспитательные: Содействовать формированию мировоззренческих понятий (причинно-следственные связи, истинность научных знаний и законов природы), воспитывать умение вести дискуссию, участвовать в коллективном обсуждении вопросов, воспитывать экологическую культуру, обращая внимание на опасности, связанные с использованием радиоактивности..

Тип урока: комбинированный урок

Проверка домашнего задания.

Изучение нового материала.

Закрепление полученных знаний.

Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева.

1. Организационный момент.

2. Проверка домашнего задания – актуализация знаний.

(задаёт короткие вопросы, выявляет пробелы в знаниях и устраняет их с помощью дополнительных разъяснений, оценивает работу некоторых наиболее активных учеников)

Какие научные открытия доказали, что атом – сложная частица, что он делим?

Опишите ядерную модель строения атома английского учёного Э. Резерфорда.

Из каких частиц построено ядро атома?

Какие характеристики у этих частиц?

Что обозначает порядковый номер элемента?

Каковы заряды атомных ядер элементов: Ca, Ne, F, B?

Что такое массовое число?

Как можно определить число нейтронов?

Ученики (дают устные ответы)

– Введение понятия «электрон» (Стони);

– Открытие катодных лучей;

– Открытие явления радиоактивности (Анри Беккерель)

Электроны подобно планетам вращаются вокруг ядра.

Ядро атома состоит из протонов и нейтронов.

Протоны имеют положительный заряд, m = 1; нейтроны заряда не имеют, m = 1.

Порядковый номер элемента равен заряду ядра атома и числу электронов и протонов в составе атома.

Ca – заряд ядра +20, Ne – заряд ядра +10,

F – заряд ядра +9, B – заряд ядра +5.

Na – 11p, 11e, 12n; P – 15p, 15e, 16n; Au – 79p, 79, 118n.

Массовое число – сумма чисел протонов и нейтронов в атоме.

Зная порядковый номер элемента, т.е. число протонов, и массовое число (Ar), равное сумме чисел протонов и нейтронов, можно найти число нейтронов по формуле: N = A – Z

Бром. Заряд ядра +35. 35p, 35e, 45n/

Учитель (предлагает выполнить х/д – указать одним из знаков («+» или «-») характер своих знаний по теме прошлого урока)

Задание: Отметьте верные суждения об атоме.

состоит только из протонов и нейтронов;

число протонов в атоме равно числу электронов;

ядро атома занимает большую часть объема атома;

число протонов равно числу нейтронов;

большая часть массы атома приходиться на массу электронов;

порядковый номер элемента в Периодической системе равен заряду ядра атома.

Ученики (выполняют задание)

3. Изучение нового материала. Изменения в составе ядер атомов химических элементов. Изотопы.

Учитель (объявляет тему урока)

Сегодня мы выясним, какие изменения могут происходить в составе ядер атомов химических элементов. Познакомимся с изотопами, как разновидностью атомов одного химического элемента.

Ученики (записывают тему урока)

Изменения в составе ядер атомов химических элементов. Изотопы.

Учитель (предлагает ответить на вопрос)

Изменения числа протонов в ядре атома.

Что произойдет с атомом элемента, если в его ядре изменить число протонов? К примеру, в ядро атома водорода добавить один протон?

Ученики (думают, отвечают на вопрос)

Получиться новое ядро с зарядом +2

Учитель (задает следующий вопрос)

Получиться ядро другого химического элемента – гелия. Именно эти превращения осуществляются на Солнце, из ядер водорода синтезируются ядра гелия.

Что произойдёт, если из атомного ядра кислорода удалить два протона?

Ученики (думают, рассуждают, отвечают на вопрос)

Получиться новое ядро с зарядом +6, т.е.атомное ядро другого химического элемента – углерода.

Учитель (дает представление о ядерных реакциях)

Процессы превращения атомов одних элементов в другие относятся к ядерным реакциям.

Ядерные реакции можно осуществлять и на Земле с помощью ядерных реакторов и особых ускорителей элементарных частиц – синхрофазотронов. В результате ядерных реакций получаются новые химические элементы.

Пример искусственно полученных элементов: американские физики-ядерщики синтезировали элемент с зарядом ядра атома +101 и дали ему название Менделевий (Md) в честь нашего великого учёного. В нашей стране подобные работы ведутся в центре ядерных исследований в г.Дубне. Там впервые были синтезированы элементы с №102-107

Учитель (предлагает ответить на вопросы)

Изменения числа нейтронов в ядре атома.

1.Что произойдёт с атомом химического элемента, если в ядре изменить число нейтронов?

2. Можно ли ожидать образование другого химического элемента?

Например, добавить в ядро атома водорода 1 нейтрон? Получится ли новый химический элемент?

Ученики (думают, рассуждают, отвечают на вопросы учителя)

По условию, число протонов не меняется, следовательно, заряд ядра останется прежним +1. но изменяется массовое число, т.е. масса атома. Атом станет тяжелее.

Нового элемента не получиться.

Учитель (дает понятие об изотопах)

Следовательно, мы получили разновидность того же самого химического элемента – водорода, но уже с другим значением Ar. Такие атомы называются изотопами.

От слов «изос» – одинаковый, «топос» – место. Изотопы занимают одно место, одну клетку в ПСХЭ Д.И.Менделеева.

Атомы изотопов одного элемента имеют одинаковое число протонов, но разное число нейтронов.

Каждый химический элемент встречается в природе в виде смеси изотопов. Атомные массы элементов, приводимые в ПСХЭ, есть среднеарифметические значения атомных масс природной смеси изотопов. Именно поэтому, они дробные.

По Ar можно предположить, какие изотопы существуют у данного элемента. Пример: Ar (К) = 39,102 (колеблется между 39 и 40). Следовательно, в природе встречаются 2 вида изотопов калия – с массовым числом 39, и с массовым числом 40. (39К и 40К). Очевидно, что подавляющее большинство природных изотопов калия (почти 90%) приходится на долю «легких» изотопов 39К. А вот у аргона Ar, наоборот, больше тяжелых изотопов, поэтому значение его Ar близко к 40. Ar (Ar) = 39,948.

Для хлора характерны изотопы с массовыми числами не 35 и 36, а 35 и 37. Природный хлор состоит из 75% изотопа с Ar = 35 и 25% изотопа с Ar = 37.

Зная, содержание каждого изотопа можно вычислить среднюю относительную атомную массу любого элемента.

Ar (Cl) = 35 ∙ 0,75 + 37 0,25 = 35,5.

Подобным образом, получаются атомные массы всех химических элементов, приведённых в ПСХЭ Д.И.Менделеева.

Химические свойства изотопов одного и того же элемента одинаковые, т.к. они имеют один и тот же заряд ядра.

Другое дело у изотопов водорода. Если у изотопов других элементов изменение масс незначительно, то в случае водорода масса изотопов меняется, увеличивается в 2,3 раза, поэтому это сказывается на свойствах элемента. Изотопы водорода имеют свои названия и обозначения:

2Н – или D – дейтерий

3Н –или Т – тритий

Ученики (записывают определение «изотопов»)

Разновидности атомов одного и того же химического элемента, имеющие одинаковый заряд ядра, но разное массовое число, называются изотопами.

В верхнем левом углу перед знаком химического элемента ставится значение массового числа, а в нижнем левом углу – порядковый номер элемента (число протонов). Число протонов у изотопов одинаковое, поэтому часть применяют сокращённую запись, без нижнего числа

Учитель (дает современное определение понятию «хим. элемент»)

Сведения об изотопах позволяют дать точное определение понятия «химический элемент».

Химический элемент – это совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра

Ученики (записывают определение в тетрадь).

4. Закрепление полученных знаний.

Учитель (проверяет усвоение основных терминов, выставляет оценки за работу на уроке)

Определите относительную атомную массу элемента серебра, если он состоит из двух изотопов: 109Ag (массовая доля 44%) и 107Ag (массовая доля 56%).

(для сильного ученика). Медь содержит 2 изотопа 63Cu и 65Cu. Ar (Cu) = 63,54. Определите в процентах содержание каждого из изотопов.

Выставление оценок за урок.

Ученики (выполняют задание)

Ar (Ag) = 109 ∙ 0,44 + 107 ∙ 0,56 = 107,88

Пусть x – процентное содержание изотопа с массовым числом 63, тогда (1- x) – процентное содержание изотопа с массовым числом 65.

63,54 = 63x + 65(1-x)

63,54 = 63x + 65 – 65x

65x – 63x = 65 – 63,54

ω (63Cu ) = 73%, ω (65Cu) = 27%

5. Итог урока.

В результате изменения числа протонов в атомном ядре из одних химических элементов образуются другие. В результате изменения числа нейтронов в ядре атома образуются разновидности того же самого элемента, различающиеся массовыми числами – изотопы. Все элементы представляют собой смеси изотопов, каждый из которых имеет атомную массу. Атомная масса элемента – средняя атомная масса изотопов данного элемента. Сущность атома заключается в числе протонов, сохраняется число протонов – сохраняется химический элемент. Он может быть представлен нейтральными атомами различных изотопов.

Задание на дом.

§ 7, вопросы 1-4 (устно), зад.5 (по желанию), зад.6 (письменно), стр. 46.

Изотопы

План-конспект урока химии на тему “Изотопы”. Урок построен на основе исследовательской деятельности учащихся. Построение урока получения новых знаний основывается на деятельностном подходе. Учащиеся выдвигают гипотезу. Работа на уроке направлена на то чтобы гипотеза в результате исследований была подтверждена или опровергнута. Новые знания учащиеся получают не в готовом виде, а под руководством учителя они формирутся в результате самостоятельной деятельности.

Просмотр содержимого документа
«Изотопы »

Как показали исследования, атомы одного элемента могут различаться между собой по некоторым свойствам, особенно по массе. Это происходит из-за разного количества нейтронов в их ядрах.

Атомы одного элемента, имеющие одинаковое число протонов, но различное число нейтронов, называются изотопами. (выделить в ОК)

Слово «изотоп» имеет греческое происхождение (isos – «равный» и topos – «положение») и в переводе означает «равный по положению», поскольку все изотопы одного элемента занимают одно место в периодической системе.

12*Известны три изотопа водорода: протий, дейтерий и тритий.

Все три изотопа имеют одинаковый атомный номер, так как у каждого из них лишь один протон в ядре. Различие же заключается в количестве нейтронов.

Ядро дейтерия, кроме одного протона, содержит также один дополнительный нейтрон. Поскольку дейтерий вдвое тяжелее протия, он называется тяжелым водородом. Поэтому вода, в молекулах которой находится дейтерий, а не протий, называется тяжелой водой (D2O). (в 1000г обычной воды – 150г тяжелой, с тритием – следовые количества)

Ядро трития самое тяжелое, оно состоит из одного протона и двух нейтронов. Тритий также присутствует в природной воде, но в крайне малых (следовых) количествах.

Только изотопы водорода имеют собственные символы – D и T. (отметьте в ОК)

Изотопы других элементов не имеют собственных символов и названий.

13*Хлор существует в виде смеси двух изотопов:

одного – с атомной массой 35 а.е.м.,

a другого – с атомной массой 37 а.е.м.

14*Атомная масса элемента рассчитывается с учетом процентного соотношения его изотопов.

Атомная масса элемента может быть рассчитана с помощью следующей формулы:

%w1 Ar1 + %w 2 Ar2 + %wn Arn

Атомная масса хлора рассчитывается так:

Ar (Cl) = 35 ∙ 0.75 + 37∙ 0.25=35.5

Таким образом можно объяснить положение Ar(39,95) и К(39,09) в ПСХЭ. Очевидно у К тяжелых изотопов в % отношении меньше, чем легких, а у аргона наоборот.

Итак, мы можем сказать, что открытие явления радиоактивности и опыты Э. Резерфорда, исследования М. Склодовской –Кюри, Пьера Кюри, работы Ирен Жолио-Кюри и Фредерика Жолио (1934г), сыграли ключевую роль в развитии знаний о строении вещества.

Большинство элементов встречаются в природе в виде стабильных изотопов.

Существуют и радиоактивные изотопы, в основном у элементов с относительной атомной массой больше 82, т.е. у элементов, стоящих в ПСХЭ Д.И.Менделеева после свинца.

15*Радиоактивные изотопы используются очень широко –

в медицине, в естественных науках, на электростанциях, для производства ядерного оружия.

16*Просмотрите видеосюжет и покажите стрелками в опорном конспекте положительные и отрицательные стороны использования радиоактивных изотопов.

Радиоактивные изотопы могут быть очень опасны для человека. Даже в небольших количествах радиоактивные элементы представляют потенциальную опасность для жизни. Радиация может повредить генетическую структуру, что приводит к поражению иммунной системы или раку. Посмотрите, какие части тела наиболее чувствительны к радиации.

Криптон 85,Радий 222 ,Уран, Плутоний 23

Цезий 137,Калий 40

Углерод 14 ,Фосфор 32,Радий 226, Стронций 90

Степень воздействия радиации зависит от дозы радиоактивного облучения, полученного организмом, то есть зависит от количества радиоактивного вещества, расстояния до него и продолжительности облучения.

Небольшие дозы радиации, которые мы получаем от естественных источников, – безопасны. В природе находится множество радиоактивных изотопов. Они рассредоточены в воздухе, воде, почве, скалах и минералах. В живых организмах также присутствуют радиоактивные изотопы. Человеческий организм получает их вместе с пищей. Растения поглощают их из почвы.

18*Определенную часть этих компонентов можно получить при вдыхании сигаретного дыма даже при пассивном курении. Поэтому стоит наверное каждому задуматься ещё и об этой стороне этой пагубной привычки.

Итак, мы с вами выяснили состав ядра атома, научились показывать, что атом электронейтрален, рассмотрели явлением радиоактивности , познакомились с изотопами. Выяснили, какое влияние может оказать радиация на организм человека.

Прежде чем вы приступите к выполнению индивидуальных заданий по первичному закреплению нового материала запишите домашнее задание и прослушайте указания к нему.

§37,стр125-128, вопр. 1-3стр 138.

упр1,(опорный конспект) Письменно в тетради, просмотрите текст упражнения, есть ли у вас вопросы по выполнению Д/з?

Приступаем к работе по карточкам в виде выполнения заданий разного уровня. Активно используем ОК и ПСХЭ Д.И.Менделеева.

Учащиеся получают индивидуальные карточки с заданиями разного уровня, где указано, какое количество баллов они могут получить при выполнении каждого задания.

После выполнения задания проставьте, пожалуйста , соответствующие знаки в разделе «Рефлексия урока»

И последнее, обменяйтесь карточками с соседом по парте, и проверьте, как справился с заданием ваш коллега. Таким образом, вы выполните по два варианта, что способствует лучшему закреплению материала. Не забудьте оценить работу товарища по соответствующим уровням.

У нас осталось немного времени. Загадайте, пожалуйста, химический элемент. Его порядковый номер умножьте на 2, прибавьте к этому произведению 5. Теперь всю сумму умножьте на пять. По очереди говорите мне ответ, а я скажу вам порядковый номер вашего загаданного элемента.

(Разгадка: От предложенного ответа необходимо отбросить последнюю цифру и вычесть от оставшегося числа 2. Получится порядковый номер задуманного элемента в таблице Д.И.Менделеева).

В оставшееся время можно также предложить ученикам загадки:

Очень положительный
С массою внушительной,
А таких, как он, отряд
Создает в ядре заряд.
Лучший друг его – нейтрон.
Догадались? Он-….(протон)!.

Зарядом я похвастать не могу,
А потому сижу в ядре и ни гу-гу.

А то еще подумают: шпион,
А я нейтральный и зовусь…(нейтрон)!

Он бежит по проводам,
Он бывает тут и там,
Свет зажег, нагрел утюг
…. – наш лучший друг.
Если в атом он попал –
То считай почти пропал:
Он с утра и до утра
Носится вокруг ядра. (электрон)

Спасибо всем за урок! При выходе не забудьте сдать свои индивидуальные карточки – я, проверив их, соглашусь или нет с оценкой выставленной вам вашим коллегой.

/ Знак (*) в тексте соответствует определенному слайду презентации. / Приложение 3

Опорный конспект по теме «Состав атомных ядер. Изотопы. Радиоактивность.»

Презентация к уроку по теме «Состав атомных ядер. Изотопы. Радиоактивность.»

Урок 2. Изотопы элементов

Письмо с инструкцией по восстановлению пароля
будет отправлено на вашу почту

  • Главная
  • 8-Класс
  • Химия
  • Видеоурок «Состав атомов. Изотопы»

  • § 1 Открытие радиоактивности
  • § 2 Создание планетарной модели атома
  • § 3 Состав атомов
  • § 4 Изотопы
  • § 5 Краткие итоги урока

В ходе наблюдений и опытов мы познакомились со многими веществами. Мы узнали, что все вещества состоят из связанных между собой атомов.

Атом – мельчайшая частица химического элемента, наименьшая часть простых и сложных веществ.

Способность атомов образовывать разные химические соединения зависит от их состава и строения. Поэтому необходимо изучить атомы, познать их внутреннюю, невидимую простым глазом природу, чтобы объяснить образование и изменения веществ. Важной предпосылкой для изучения состава и строения атома было открытие явления радиоактивности.

В 1896 году французский ученый Антуан Анри Беккерель обнаружил, что атомы химического элемента урана испускают α-излучение наподобие рентгеновского. В 1898 году Мария Склодовская-Кюри получила из урановой руды два новых радиоактивных металла – полоний и радий. Совместно с Пьером Кюри она установила, что атомы этих металлов выделяют такие же лучи, как и уран, но более интенсивно. В 1900 году Пьер Кюри открыл γ-излучение. Уран, полоний и радий были названы радиоактивными элементами, а само явление излучения – радиоактивностью.

Радиоактивность – это свойство атомов некоторых элементов произвольно излучать невидимые глазом частицы, оно обусловлено распадом их атомных ядер, превращением в другие элементы.

Этот распад сопровождается излучением трёх видов:α, β и γ.

Используя α-излучение (поток ядер гелия, обладающих большой скоростью, имеющих массу 4 и заряд +2) и испытывая его действие на тонкую металлическую фольгу бериллия, английский ученый Эрнест Резерфорд обнаружил, что α-частицы, проходя через нее, отклоняются от первоначального направления движения. Это открытие послужило экспериментальным доказательством существования положительно заряженного ядра атома.

На его основе в 1911 году ученый предсказал наличие в ядре атома положительно заряженной частицы – протона и создал планетарную модель атома.

Согласно планетарной модели атом состоит изнесущего положительный заряд ядра и движущихся вокруг него отрицательно заряженных частиц – электронов.

В 1932 году Джеймс Чедвик открыл нейтрон, а еще позднее было выявлено огромное число разнообразных микрочастиц, входящих в состав протона.

В современной науке основными элементарными частицами атома признаны протон, нейтрон, электрон. Остановимся подробнее на составе атома и характеристике этих частиц.

Атом состоит из ядра и электронов.Ядро – это часть атома, состоящая из протонов и нейтронов и имеющая положительный заряд. Масса атома определяется массой его протонов и нейтронов.

По своей массе протоны и нейтроны почти одинаковы: 1,673 × 10-24 г и 1,675 × 10-24г. Пользоваться массой таких маленьких частиц в граммах очень неудобно, поэтому введено понятие относительной атомной массы. Сравнивая массы протона и нейтрона с одной углеродной единицей, которая равна 1,661 × 10-24г, получаем простые целые числа – масса протона равна 1, масса нейтрона равна 1.

Протон имеет положительный заряд, равный +1, а нейтрон заряда не имеет.

Электрон имеет наименьший заряд (1,6 × 10-19Кл), который условно принят за единицу,

т.е. – 1. Массой электронов по сравнению с массой ядра можно практически пренебречь (масса протона более чем в 1800 раз превышает массу электрона). Обобщим вышесказанное в виде следующих определений.

Протоны – это элементарные частицы с массой, приблизительно равной 1, и зарядом +1.

Нейтроны – это электронейтральные (незаряженные) частицы ядра атома с массой, равной 1.

Электроны – это отрицательно заряженные частицы атома, расположенные вокруг ядра атома. Они образуют электронную оболочку атома.

Разновидности атомных ядер с определённым числом протонов и нейтронов называются нуклидами.

Согласно современной теории ядра, протоны и нейтроны, входящие в состав ядра, связаны между собой чрезвычайно большими ядерными силами. Ядро по своим размерам весьма компактно. Оно в 100 000 раз меньше самого атома, но отличается большой плотностью. В нём сосредоточена почти вся масса атома.

Составляющие атом частицы обусловливают его важнейшие характеристики. С некоторыми из них мы уже знакомы (валентность, масса и другие).

Заряд ядра – важнейшая характеристика атома и соответствующего ему химического элемента, лежащая в основе его современного определения. Положительный заряд ядра создают его протоны: заряд ядра равен числу протонов в нем. Порядковый (атомный) номер элемента в периодической системе равен заряду ядра его атомов и обозначается буквой Z. Следовательно, заряд ядра является также важнейшей характеристикой химического элемента.

химический элемент – это вид атомов с одинаковым зарядом ядра.

Другой характеристикой атома, зависимой от протонов и нейтронов ядра, является масса ядра. Она обозначается буквой А и называется массовым числом.

Массовое число – это сумма числа протонов и нейтронов в ядре атома.

Обе характеристики используются для индексации атома: они ставятся слева от символа элемента, где А – верхний индекс, а Z – нижний индекс, например: 126С.

Протоны и нейтроны определяют количественные характеристики атомов. От электронов атома зависят его качественные характеристики – способность объединяться с другими атомами, химические свойства.

Обратимся к периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева.

Мы видим, что числа, выражающие атомные массы элементов, имеют дробные значения, а при закономерном линейном увеличении атомных масс химических элементов имеет место некоторое «нарушение» закономерности.

Возникает вопрос, почему в парах элементов аргон – калий, кобальт – никель, теллур – йод впереди стоящий элемент имеет большую атомную массу, чем последующий, почему атомные массы элементов обозначены дробными числами, если массы протонов и нейтронов приняты за 1, а массой электронов как ничтожной можно пренебречь? Какова причина кажущихся «нарушений»?

Ответы дают экспериментальные и теоретические исследования состава ядер и масс атомов различными методами. Они показали, что в ядрах атомов одного и того же элемента всегда имеется одинаковое число протонов, но может содержаться разное число нейтронов. Такие атомы отличаются друг от друга разным массовым числом и некоторыми свойствами (например, разной скоростью диффузии). Так, например, в составе элемента углерода имеются атомы с числом нейтронов 6, 7, 8. Но все они относятся к одному элементу – углероду, поскольку заряд ядра у них одинаков: +6.

Разновидности атомов одного и того же элемента, имеющие одинаковый заряд ядра, но разную атомную массу, называются изотопами.

Термин происходит от греческого isos – «равный», topos — «место», т. е. занимающие одно и то же место в периодической системе.

В большинстве случаев в природе каждый элемент представляет собой совокупность разных его изотопов. Содержание каждого изотопа в элементе обычно выражают в процентах. Например, природный кислород состоит из трёх изотопов: 16О, его изотопное содержание 99,76%, 17О – его 0,04%, и 18О – его 0,2%.

Относительная атомная масса химического элемента равна среднему значению масс всех его природных изотопов с учётом их распространённости. В качестве стандарта для определения относительной атомной массы принимается 1/12 массы изотопа атома углерода 12С.

Например, хлор имеет два изотопа: 35С1 – его содержание составляет 75,5 %, и 37С1 – его 24,5 %.

Относительная атомная масса хлора равна 35 × 0,755 + 37 × 0,245 = 35,459 = 35,5.

Эту же величину мы видим в периодической таблице.

Явление изотопии позволяет объяснить причину некоторых «нарушений» в последовательном увеличении значений атомных масс элементов в уже упоминавшихся ранее парах: аргон – калий, кобальт – никель, теллур – йод.

Содержание самого легкого изотопа калия 39К составляет 93 %, это выше, чем более содержание тяжелых изотопов 40К и 41К. Поэтому среднее значение относительной молекулярной массы калия равно 39,102. У аргона, наоборот, преобладает содержание тяжёлого изотопа 40Ar, его около 99 %. Относительная атомная масса аргона составляет 39,948. Отсюда у аргона, элемента с порядковым номером 18, относительная атомная масса больше, чем у элемента с порядковым номером 19. Подобным образом объясняются и другие отклонения в изменении масс элементов в периодической системе.

Изотопы известны для всех химических элементов. Наибольшее число изотопов имеют элементы с порядковым номером 2, от 40 до 56.

Теория строения ядра и явление изотопии позволяют уточнить понятие об относительной атомной массе элемента, углубить знания об элементе и дать ему более современные определения. Химический элемент – это вид атомов с одинаковым зарядом ядра. Химический элемент – это совокупность его изотопов.

Читайте также:
Урок 16. Кислоты и основания
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: