Урок 3. Элементарные сведения о строении атома

Урок 3. Элементарные сведения о строении атома

Ключевые слова: сведения о строении атома (ядро и электронная оболочка). Изотопы. Химический элемент. Большой адронный коллайдер. Уровни строения вещества.

В переводе с греческого атом означает неделимый. Однако множество экспериментальных фактов (вспомните каких) свидетельствует о том, что атом имеет сложное строение.

Электронейтральная система, состоящая из ядра, образованного протонами и нейтронами, и электронной оболочки, образованной электронами, называется атомом .

Каждый химический элемент имеет только ему присущее число протонов в ядре атома, которое определяет положительный заряд атомного ядра и место элемента в периодической системе Д. И. Менделеева. Число других элементарных частиц в ядре — нейтронов у атомов одного элемента может быть разным, т. е. эти атомы могут иметь разную массу. Каждый протон и нейтрон имеют массу, равную 1 а. е. м., и вся она сосредоточена в ядре. Сумму масс этих частиц называют массовым числом. Например, массовое число атома фосфора равно 31. Следовательно, в ядре атома фосфора содержится 15 протонов (согласно номеру элемента в периодической системе) и 16 нейтронов (31 – 15 = 16). Массовое число атома обозначают слева вверху от знака химического элемента: Р (читается «фосфор тридцать один»).

Отсюда следуют два важных вывода.

  1. Атомы одного химического элемента, содержащие в ядре одинаковое число протонов (имеющие одинаковый положительный заряд ядра), но разное число нейтронов (имеющие разную массу), называются изотопами (от греч. isos — равный, одинаковый и topos — место).
  2. Химическим элементом называется вид атомов, содержащих в ядре одинаковое число протонов.

Так как каждая клетка периодической таблицы принадлежит только одному химическому элементу, приведённая в ней относительная атомная масса этого элемента обозначает среднее значение относительных атомных масс его природных изотопов. Например, в природе встречается две разновидности атомов хлора: 35 Сl и 37 Сl, причём на каждые три лёгких атома хлора 35 Сl приходится один тяжёлый 37 Сl. Поэтому в периодической системе приведено дробное значение относительной атомной массы хлора — 35,5.

У калия два природных изотопа — 39 К и 40 К, у аргона — 39 Аr и 40 Аг (попробуйте объяснить относительное содержание в природе изотопов этих элементов).

Ядро атома окружает электронная оболочка, которая представляет собой совокупность всех электронов атома.

Заряд электрона, как вы знаете, равен –1, а масса настолько мала (электрон примерно в 2000 раз легче протона или нейтрона), что ею пренебрегают, считая, что масса атома в целом равна массе ядра. Число электронов в атоме равно числу протонов в ядре (именно поэтому атом электронейтрален), т. е. соответствует порядковому номеру элемента.

Изменения в ядре атомов — ядерные реакции — изучает ядерная физика. Современные направления её развития помогают раскрыть сложную природу, казалось бы, элементарных частиц — нуклонов (от греч. nucleus — ядро), т. е. протонов и нейтронов. Оказывается, они построены из ещё более мелких частиц — кварков.

В настоящее время различают 12 фундаментальных частиц: 6 лептонов (в том числе и электроны) и 6 типов кварков, — из которых построено всё вещество Вселенной. Тайны их происхождения, взаимодействия, объединения в различные структуры помогает раскрыть интернациональный научный проект, получивший название Большой адронный коллайдер (БАК). Такое название этот циклический ускоритель получил от английского слова collide — сталкиваться. Почему адронный? Потому, что элементарные частицы, состоящие из кварков и участвующие в сильных взаимодействиях, называются адронами. В БАК под действием мощного электромагнитного поля пучки протонов разгоняют по противоположным круговым орбитам полых колец до огромных скоростей, сравнимых со скоростью света! Сталкиваясь, протоны распадаются на части, что фиксируют особые детекторы. С помощью БАК учёные могут подробно исследовать свойства кварков и других фундаментальных частиц, а также кварк-глюонной плазмы (состояние вещества, близкое к тому, в котором Вселенная находилась в начале своей истории). Строение материи таит множество секретов, которые постепенно раскрывают физики-ядерщики.

Для химических превращений наибольшее значение имеют изменения в электронной оболочке атомов, в первую очередь в структуре внешних электронных слоёв. О строении электронных оболочек и пойдёт речь в следующем конспекте.

Конспект урока по химии «Основные сведения о строении атома». В учебных целях использованы цитаты из пособия «Химия. 11 класс : учеб, для общеобразоват. организаций : базовый уровень / О. С. Габриелян, И. Г. Остроумов, С. А. Сладков. — М. : Просвещение». Выберите дальнейшее действие:

  • Вернуться к Списку конспектов по химии
  • Найти конспект в Кодификаторе ОГЭ по химии
  • Найти конспект в Кодификаторе ЕГЭ по химии

Строение атома

Цели урока:

обучающие:

  • сформировать знания о строении атома, познакомить с планетарной моделью атома по Резерфорду;
  • дать понятия отрицательного и положительного иона;
  • научить изображать атом и ион химического элемента.

развивающие:

  • развить интерес учащихся к предмету с помощью различных составляющих;
  • расширение кругозора в области исторических знаний об изучении электрических зарядов;
  • развитие навыков выделять электрические явления в природе и технике.
  • сформировать элементы творческого поиска на основе приёма обобщения, продолжить работу по формированию умений составлять, анализировать, делать выводы.

воспитательные:

  • воспитать умения и навыки коллективной работы;
  • содействовать формированию мировоззренческой идеи познаваемости явлений и свойств окружающего мира.

Оборудование(демонстрационное) мультимедийный компьютерный класс.

Лабораторное оборудование (для практической работы) полиэтиленовые пленки (2 шт.), бумажная полоска; пластмассовая линейка, комочек ваты.

Раздаточный материал: таблица Менделеева.

Тип урока: изучение и первичное закрепление новых знаний.

Форма урока: урок с использованием ИКТ.

План урока:

1. Актуализация знаний и мотивация деятельности

Показ слайда по изученной теме, вопрос по рисунку.

Отвечают на вопросы учителя после просмотра слайда

2. Работа в группах. Выполнение практической работы

Объяснение цели выполнения работы, совместный анализ результатов деятельности.

Читайте также:
Урок 1. Основные понятия и законы предмета «Химия»

Выполнение практической работы, демонстрация опыта, ответы на вопросы.

3. Открытие нового знания

Обеспечить усвоения новых знаний

Формулируют цель. Участвуют в диалоге с учителем, отвечают на вопросы, делают выводы, делают краткие записи в тетради.

Создать атмосферу и обеспечить выполнение

Выполняют под счет ученика

4. Первичное закрепление изученного материала

Закрепление изученного материала при разборе задач, вопросов.

Решают задачи в группах и отвечают на вопросы учителя.

5. Самостоятельная работа за компьютерами

Контроль за выполнением теста

Учащиеся выполняют тест за компьютерами

6. Рефлексия деятельности (итог урока)

Анализ и оценка успешности работы на уроке.

Записывают д/з, считают жетоны и работают со своим листом самооценки, чтобы определить отметку за урок по критериям учителя.

Ход урока

Организационный момент.

Науку все глубже постигнуть стремись,
Познанием вечного жаждой томись.
Лишь первых познаний блеснет тебе свет,
Узнаешь; предела для знания нет.

ФИРДОУСИ (Персидский и таджикский поэт)

Сегодня на уроке мы продолжим разговор об электризации тел и выясним, почему при взаимодействии одно тело заряжается положительно, другое – отрицательно.

Не забывайте, для того, чтобы получить сегодня хорошую оценку, набирайте жетоны за правильные ответы.

(Жетоны используются на каждом уроке, за пять набранных жетонов ставится оценка «5»).

Презентация «Строение атома»

1 слайд: Объясните, что вы видите на картинке?

Работа в группах:

Серия экспериментов «Электрическое поле»

Каждое задание проделывает группа учащихся и дают ответы на вопросы.

1. Изучение зависимости силы взаимодействия заряженных тел от абсолютного значения зарядов и расстояния между ними

Приборы и материалы: полиэтиленовые пленки (2 шт.), бумажная полоска.

Порядок выполнения работы

1. Положите две полиэтиленовые пленки рядом на стол (параллельно друг другу) и проведите по ним один раз рукой. Поднимите пленки за концы, разведите их и, медленно сближая, наблюдайте за их взаимодействием.

2. Повторите опыт с этими же пленками, натерев их рукой. Как изменилась сила взаимодействия пленок?

3. Проделайте аналогичные опыты с полиэтиленовой пленкой и бумажной полоской. Для их электризации положите на бумажную полоску полиэтиленовую пленку и потрите их рукой (первый раз – слегка, второй раз – сильнее). Каждый раз разводите полоски и, медленно поднося друг к другу, наблюдайте за их взаимодействием.

4. Ответьте на вопросы:

  • По какому признаку вы судите о силе взаимодействия заряженных тел?
  • Как взаимодействуют заряженные полиэтилен с полиэтиленом и полиэтилен с бумагой?
  • На оба ли заряженных тела действует электрическая сила?
  • От чего зависит сила взаимодействия заряженных тел?
  • Как зависит сила взаимодействия заряженных тел от значения зарядов и расстояния между ними?
2. Наблюдение парения заряженной пушинки в электрическом поле

Приборы и материалы: пластмассовая линейка, комочек ваты.

Порядок выполнения работы

1. Положите пластмассовую линейку на стол и натрите ее бумагой.

2. Распушите очень маленький комочек ваты и положите его на линейку.

3. Поднимите наэлектризованную линейку и легонько сдуйте с нее пушинку вверх.

4. Поместите быстро линейку снова к пушинке и наблюдайте за ее движением в электрическом поле заряженной линейки. (Если пушинка прилипнет к линейке, сдуйте ее и снова повторите опыт.)

5. Ответьте на вопросы:

  • Какие силы действуют на пушинку во время ее парения?
  • Почему пушинка не падает в электрическом поле?

Комментарий учителя (после разбора опыта).

Этот опыт показывает возможность уравновешивания силы тяжести, действующей на тело, силой электрического поля

2 слайд:

Учащиеся отвечают на вопросы:

  1. Зачем при перевозке горючих жидкостей к корпусу автоцистерны прикрепляют цепь, которая при движении волочится по земле?
  2. Для заземления цистерны бензовоза к ней прикрепляют стальную цепь, нижний конец которой несколькими звеньями касается земли. Почему такой цепи нет у железнодорожной цистерны?
  3. Может ли одно и тоже тело, например эбонитовая палочка, при трении электризоваться то отрицательно, то положительно?

Открытие нового знания

Что такое физическое тело? (Ответ учащихся – это предметы, которые нас окружают.)

Что такое вещество? (Ответ учащихся – это то, из чего состоит физическое тело.)

Любое вещество состоит из молекул, молекулы из атомов.

О чем сегодня мы говорим на уроке? (версии учащихся)Постановка цели.

3 слайд: Итак, тема урока «Строение атома» (запишите в тетрадь)

4 слайд: (из истории)

Нас интересует строение одной очень маленькой частички – атома. Слово “атом” придумал очень давно более 2500 лет назад древнегреческий философ Демокрит. С греческого “атом” – “неделимый”.

В истории развития физики одна из самых интересных и увлекательных страниц – это история открытия сложного строения атома.

В конце XIX- начале XX в. идеи о строении атома витали в воздухе, различные догадки ученых создавали духовную атмосферу, в которой, в конце концов, и рождалось открытие, ведь в то время ничего о внутреннем строении атома не было известно.

5 слайд: Ученые Джозеф Томсон и Эрнест Резерфорд предложили свои модели строения атома. Кто же был прав?

6 слайд: В 1903 году Джозеф Томсон предложил одну из первых моделей «Кекс с изюминкой», т. е. атом представляет собой шар, по всему объему которого равномерно распределен положительный заряд. Внутри этого шара находятся электроны.

7 слайд: В 1911 году Резерфорд провел ряд опытов по исследованию состава и строения атома. В центре атома находится положительно заряженное ядро, вокруг ядра движутся электроны. Эту модель назвал «планетарной моделью», схожей с нашей Солнечной системой.

Запишите в тетрадь: Резерфорд – планетарная модель атома.

8 слайд: Атом состоит: из положительно заряженного ядра, в котором протоны – положительные частицы, нейтроны – без заряда (имеют только массу), вокруг ядра движутся отрицательные электроны. Сколько положительных частиц в атоме, столько и отрицательных, поэтому атом в целом нейтрален.

Читайте также:
Урок 2. Основные классы неорганических соединений

Зарисуйте в тетрадь схему.

Строение всех атомов зашифровано в периодической системе химических элементов, которую создал Менделеев. Порядковый номер химического элемента показывает электрический заряд ядра атома.

Положите перед собой листочки с таблицей Менделеева.

Рассмотрим химический элемент водород:

Какой у него порядковый номер?

Ученик: (предполагаемый ответ)у него первый порядковый номер,

Чему равен заряд ядра?

Ученик: (предполагаемый ответ) Заряд ядра равен 1

Сколько в атоме протонов, электронов?

Ученик: (предполагаемый ответ) число протонов в ядре 1, но т.к. атом нейтрален, то и на оболочках 1 отрицательный электрон.

9 слайд: Атом – электрически нейтральная частица, суммарный положительный заряд ядра равен суммарному отрицательному заряду электронов. Общее число протонов и нейтронов в ядре выражается массовым числом:

А – атомная масса, Z – число электронов, N – число нейтронов

(Аналогично, для гелия, железа.)

10 слайд:

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, какая задача стоит перед нами?

Выяснить, какие частицы в атоме главные?

Изменяем число электронов

Если при электризации тело получает положительный заряд, это значит, что от атома отделился отрицательный электрон. Какой заряд данной частицы? (ответы учащихся).

11 слайд: Если при электризации тело получает отрицательный заряд, это значит, что к атому присоединился отрицательный электрон. Как станет называться частица? (отрицательным ионом).

12 слайд: Какой сделаем вывод? Запишите его в тетрадь:

(Частица, которая получилась при отдаче (потере) электрона, называется положительным ионом.

Частица, которая получилась при принятии (присоединении) электрона, называется отрицательным ионом.)

Вывод: вид атома не изменился.

13 слайд: Изменим число нейтронов в атоме.

Запишите в тетрадь:

Атомы одного вида, но имеющие разные числа нейтронов (разные массы), называются изотопами.

Сделайте вывод. (вид атома не изменился).

14 слайд: Изменим число протонов в атоме.

Вывод: (вид атома изменился). Получили новый химический элемент.

Запишите в тетрадь:

Вывод: Главная характеристика химического элемента не число электронов, а заряд ядра.

Динамическая пауза

Пока занимались мы, тихо, но прытко

В класс к нам пробралась сеньора ошибка.

Чтоб убралась она без оглядки

Сделать придется физическую зарядку.

Правильно – вверх, неверно – вперед,

Ответ посчитаем – ошибка уйдет.

Первичное закрепление изученного материала. (карточки на столах)

Упражнение 1. (устно)

В ядре атома бора 10 частиц. Вокруг ядра движутся 5 электронов. Сколько в ядре протонов и сколько нейтронов?

(Учащиеся получают жетоны)

Упражнение 2. (в группе)

Изобразить атом лития

Вопросы: От атома отделили один электрон, как будет называться данная частица? (изобразить).

(За верно выполненное задание получает жетон)

Упражнение 3. (в группе)

Изобразить атом бериллия

К атому присоединился один электрон, как будет называться данная частица? (изобразить)

(За верно выполненное задание получает жетон)

Самостоятельная работа

ТЕСТ (Учащиеся рассаживаются за компьютеры).

Тест на проверку знаний по теме: “Электризация тел”

Вопрос 1. От какого слова произошло слово электричество”?

Тема: « Основные сведения о строении атомов».
план-конспект урока по химии (8 класс)

План-конспект урока по химии по теме:
Открытый урок “Основные сведения о строении атомов”

Скачать:

Вложение Размер
технологическая карта урока 28.73 КБ
презентация к уроку 2.58 МБ
приложение к уроку 29.42 КБ

Предварительный просмотр:

Фамилия, имя, отчество

ГБОУ лицей 369 Санкт-Петербург

Урок – предъявления и усвоения (изучения) нового учебного материала

Тема : « Основные сведения о строении атомов».

Цель : формирование способности учащихся к новому способу действия при работе с периодической системой химических элементов; формирование основ умения прогнозировать свойства элементов, исходя из их положения в ПСХЭ и знаний о составе атома и атомного ядра, полученных в процессе работы с мультимедийными и дидактическими пособиями.

Учебные задачи, направленные на достижение личностных результатов обучения: Освоить новый способ синтеза на примере теоретического исследования; воспитывать у детей чувство коллективизма и ответственности перед товарищами за результаты собственной деятельности. Продолжить воспитание чувства патриотизма в ходе изучения структуры ПСХЭ русского учёного Д.И. Менделеева. Продолжить воспитание активной жизненной позиции каждого обучающегося, осуществляя индивидуальный подход к каждому члену коллектива.

Учебные задачи, направленные на достижение предметных результатов обучения : расширение понятийной базы за счет включения в нее новых элементов знаний: состав атома, состав атомного ядра, протон, электрон, нейтрон, относительная атомная масса, элементарные частицы, нуклоны, массовое число, электронная оболочка.

Учебные задачи, направленные на достижение метапредметных результатов обучения: Развивать умение сопоставлять новые научные данные с уже известной структурой Периодической системы, умение анализировать теоретические данные; находить взаимосвязи, прогнозировать и формулировать выводы. Развивать познавательный интерес и творческую активность в процессе изучения нового материала.

Оборудование урока : ПСХЭ Д.И. Менделеева, мультимедийный комплект, эбонитовая палочка, клочки бумаги, презентация в MicrosoftPowerPoint

Технологическая карта урока

Мотивационно-ориентировочный – помогает определить проблему, план ее решения

Организует деятельность учащихся по актуализации знаний.

Выполни задание (Приложение 1, слайд 2).

Запишите формулы веществ, укажите, какое из этих веществ является простым, а какое сложным, вычислите относительные молекулярные массы, если известно, что в состав молекулы входят 2 атома фосфора и 5 атомов кислорода; 2 атома водорода.

Дополните, пожалуйста, предложенную схему – цепочку, вставьте пропущенные слова

(слайд 3-4).(Приложение № 5)

Учитель организует дискуссию.

На свете много великих тайн. Вот, например, яблоко.

– Какая же это тайна? Съесть его и – все дела!

– А если разрезать яблоко пополам, что тогда?

– А если каждую из этих половинок – ещё раз пополам?

– Правильно! Но сколько раз можно делить это яблоко? Есть ли предел делению его на части?

Вот вам и великая тайна – делимость вещества.

О чём же пойдёт речь сегодня на уроке?

Возможно ли дальнейшее деление атома?

Атом – это фундаментальное понятие, рассматриваемое не только в курсе химии, но и в курсе физики.

Действительно ли можно разделить атом на более мелкие части?

Учащиеся выполняют задания на карточках (4 варианта)

Учащиеся вставляют пропущенные термины, вставляя заключительное слово АТОМ

Получатся две половинки яблока.

– Яблоко разделится на 4 части.

– А если ещё? – Получится 8 частей.

Учащиеся вставляют пропущенные слова. Выдвигают гипотезу: атом можно разделить на более мелкие части.

умение организовать свою работу, распределить время;

умение работать с различными формами заданий

Операционно-исполнительский – этап решения проблемы.

Учитель организует деятельность учащихся по осмыслению понятия АТОМ.

Идеи атомного строения возникли ещё в античном мире. Ещё 2500 лет назад древнегреческий философ Демокрит полагал, что любой предмет состоит из мельчайших частиц – атомов.

Само слово «атом», кстати, означает «неделимый». Так считали учёные вплоть до конца 19 века, когда было доказано, что атом делим, что он состоит из более мелких или элементарных частиц.

Наш русский учёный М.ВЛомоносов считал, что существует два вида материи “элементы” (атом), “корпускулы” (молекулы).

Атом, как и яблоко, можно разделить на части или на составляющие.

-Что же входит в состав атома?

– Что Вы знаете из курса физики по данному вопросу?

Заглянем на страницы истории и проведём своё расследование. Выясним из чего же состоит атом.

-Какую роль в атомах играют нейтроны?

Учитель подводит итог дискуссии

Проанализируйте данные таблицы (слайд 24 ) и определите черты сходства и различия элементарных частиц: протонов, нейтронов и электронов.

Обсудим некоторые термины.

  • Орбиталь – это место расположения электрона в атоме.
  • В ядре сосредоточены весь положительный заряд и большая часть массы атома.
  • Запись «а.е.м.» означает атомную единицу массы. Поскольку ядерные частицы чрезвычайно малы, нет смысла выражать их массу в килограммах (протон и нейтрон весят примерно 1,67• 10 -27 кг, а электрон – 9,11• 10 -31 кг).

Строение всех атомов зашифровано в периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева. Вы, знаете, что каждому химическому элементу присвоен порядковый номер и для каждого элемента подсчитана атомная масса. Но это не просто числа, они имеют физический смысл.

Учитель организует деятельность учащихся по осмыслению понятия атом с учётом вновь приобретённых знаний.

В чем он заключается, мы сейчас узнаем.

Введем следующие обозначения( слайд 25)

Z – порядковый номер химического элемента

М – массовое число, М = Ar

N – число нейтронов

Z – указывает на заряд ядра, а следовательно на число протонов, а так как атом нейтрален, то число протонов равно числу электронов.

М – сумма протонов и нейтронов в ядре атома

Приведём пример( разбирается 2-3 примера).

Z= 11, е – = 11, р+ = 11, n 0 = 23-11=12

Учитель оказывает помощь при формулировании выводов учащимися понятия атома.

Учащиеся включаются в активный поиск, исследование

Учащиеся делают экспресс-сообщения, слушают, делают выводы, обобщают полученные сведения.

На сегодня известно, что в центре атома находится положительно заряженное ядро, вокруг которого вращаются отрицательно заряженные электроны. Экспериментально доказано, что ядро состоит из протонов (положительных частиц) и нейтронов (нейтральных частиц) ( слайд 23)

Нейтроны подобны ленивому человеку в доме. Он никому не доставляет неприятностей – просто смотрит телевизор. В доме ссорятся, спорят. Но он способен гасить очаг напряжения своей коронной фразой: «Замолчите сейчас же! Я смотрю телевизор». После этого в доме восстанавливается мир.

Таким же образом нейтроны не позволяют ядру разваливаться на части. Протоны, отталкиваясь друг от друга, разделены нейтронами, что не дает ядру распасться.

Учащиеся перечерчивают таблицу в тетради. (Приложение № 2)

Учащиеся включаются в активный познавательный процесс.

Учащиеся анализируют состав атомов химических элементов, ориентируясь на вновь приобретённые знания.

Учащиеся делают выводы.

1.Атом- мельчайшая химически неделимая частица.

3.В центре атома находится положительно заряженное ядро, вокруг которого двигаются электроны.

4. Ядро состоит из протонов и нейтронов. Вся масса атома сосредоточена в его ядре.

5. Порядковый номер химического элемента численно равен заряду ядра атома и соответствует количеству протонов и электронов.

6. Чтобы найти количество нейтронов надо из массового числа вычесть порядковый номер химического элемента.

умение обобщать, анализировать, рассуждать

умение работать с различными формами заданий, умение читать схемы, выстраивать логические цепочки

Развитие умения устанавливать логические связи между причиной и следствием.

Умение видеть главные аспекты, обобщать, резюмировать

Умение переносить предметные знания на другие сферы деятельности человека

Умение переносить предметные знания на другие сферы деятельности человека

Развитие умения переводить информацию, записанную в виде текста в символы, и наоборот, умение анализировать количественное представление зависимости

Развитие метапредметного навыка быстрой работы с математическими выражениями

Развитие умения переводить информацию, записанную в виде символов в текстовую и словесную форму, умение анализировать количественное представление зависимости.

Рефлексивно-оценочный этап – предназначен для осмысления и оценки результатов проведенных исследований, оценки и самооценки учебной деятельности.

Учитель подводит итоги работы и организует деятельность учащихся по самоконтролю полученных знаний.

Итак, подведём итоги урока

  1. Заполните таблицу ( слайд 28) – работа в парах.

Учитель задаёт домашнее задание

Рассчитать число элементарных частиц для первых 20 элементов ПС.

Учащиеся заполняют таблицы с учётом новых знаний и проводят взаимопроверку (обмен тетрадями).Слайды 28,29).

Учащиеся принимают активное участие в оценивании работы на уроке одноклассников и исправляют выявленные ошибки.

Умение делать вывод, кратко резюмировать

Развитие умения развивать обратную логическую цепочку Умение выделять и осознавать уто, что уже усвоено и что еще подлежит усвоению, самооценивания качества и уровня усвоения материала.

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

« Основные сведения о строении атома».

Выполни задание. Запишите формулы веществ, укажите, какое из этих веществ является простым, а какое сложным , вычислите относительные молекулярные массы, если известно, что в состав молекулы входят: 1 вариант 2 вариант 3 вариант 4 вариант 2 атома фосфора и 5 атомов кислорода 2 атома натрия и 1 атом кислорода 1 атом водорода, 1 атом азота, 3 атома кислорода 2 атома водорода, 1 атом кремния, 3 атома кислорода 2 атома водорода 2 атома азота 2 атома кислорода . 2 атома хлора

Вставьте пропущенные слова Физическое тело Атом Атом

Вставьте пропущенные слова Физическое тело Вещество Атом Молекула Атом ? ?

Джозеф Томсон, Жан Перрен. Открытие катодных лучей ( потока электронов). электроны – это отрицательно заряженные частицы; Заряд электрона = -1; Масса равна 1/1840 массы атома водорода; Скорость движения –300000 км/с.

Антуан Анри Беккерель. Открытие явления радиоактивности. Различают 3 вида радиоактивных лучей: 1. α – лучи, состоящие из альфа частиц с зарядом + 2 и массой 4; 2. β – лучи – поток электронов; 3. y – лучи- электромагнитные волны

Модели атома Резерфорд Нильс Бор Квантовая модель

1903г. Джозеф Томсон предложил одну из первых модель строения атома. . Атом – шар, по всему объёму которого равномерно распределён положительный заряд. Внутри шара находятся электроны.

Модель атома Томсона Каждый электрон может совершать колебательные движения около своего положения равновесия. Положительный заряд шара равен по модулю суммарному заряду электронов, поэтому заряд атома в целом равен нулю.

Модель Томсона нуждалась в экспериментальной проверке. Важно было проверить , действительно ли положительный заряд распределён по всему объёму атома с постоянной плотностью .

Идея опыта Резерфорда Зондировать атом альфа–частицами. Альфа-частицы возникают при распаде радия. Масса альфа-частицы в 8000 раз больше массы электрона. Электрический заряд альфа-частицы в 2 раза больше заряда электрона. Скорость альфа-частицы около 15 000 км/с. Альфа-частицы является ядром атома гелия.

Схема экспериментальной установки Резерфорда. Вся установка помещается в вакуум.

В ходе эксперимента обнаружили: В отсутствии фольги – на экране появлялся светлый кружок напротив канала с радиоактивным веществом. 2. Когда на пути пучка альфа-частиц поместили фольгу, площадь пятна на экране увеличилась. 3. Помещая экран сверху и снизу установки, Резерфорд обнаружил, что небольшое число альфа-частиц отклонилось на углы около 90 0 . 4. Единичные частицы были отброшены назад .

Процесс прохождения альфа-частиц сквозь атомы фольги в опыте Резерфорда с точки зрения ядерной модели На этом рисунке показано, как меняется траектория полёта альфа-частиц в зависимости от расстояния от ядра атома.

Выводы из опыта по рассеиванию альфа-частиц Резерфорда : 1. Существует атомное ядро, т.е. тело малых размеров, в котором сконцентрирована почти вся масса атома и весь положительный заряд. 2. В ядре сконцентрирована почти вся масса атома. 3. Вокруг ядра по замкнутым орбитам вращаются отрицательные частицы- электроны. 4. отрицательный заряд всех электронов распределён по всему объёму атома.

Выводы Направление полета α -частиц зависит от того, на каком расстоянии от ядра они пролетают. Оно сильно меняется только в том случае, если частица проходит очень близко к ядру.

Исходя из этих соображений, Резерфорд предложил ядерную (планетарную) модель атома, и сумел оценить размеры атомных ядер. В зависимости от массы атома его ядро имеет диаметр порядка: т.е. оно в десятки или даже в сотни тысяч раз меньше атома.

Выводы Т.о., в результате опытов по рассеянию α -частиц была доказана несостоятельность модели атома Томсона, выдвинута ядерная модель строения атома и определен порядок диаметров атомных ядер.

Недостаток планетарной модели атома: Нельзя объяснить факт существования атома; Нельзя объяснить устойчивость атома.

Атом Ядро Электронная оболочка нуклоны Протоны – p + Нейтроны – n 0 Электроны – е

Таблица элементарных частиц Назва ние частицы Обозна чение Местонахожде ние Масса частицы Заряд Протон р+ Ядро 1а.е.м +1 Нейтрон n 0 Ядро 1а.е.м. 0 Электрон е Орбиталь 1/1836 а.е.м (≈0) -1

Z – порядковый номер химического элемента М – массовое число, М = Ar N – число нейтронов Z – указывает на заряд ядра, а следовательно на число протонов, а так как атом нейтрален, то число протонов равно числу электронов. М – сумма протонов и нейтронов в ядре атома М = Z + N 1) Z = заряд ядра (+), число электронов и протонов; 2) N = М- Z или n 0 = Ar- Z

Атом – это микрочастица, которая имеет форму шара. Атом – это сложная система, состоящая из ядра и электронов. Ядро находится в центре атома и имеет очень маленький размер, но почти вся масса сосредоточена в ядре. Ядро имеет положительный заряд, величина которого определяется числом протонов в нём. Электроны движутся вокруг ядра, имеют ничтожно малую массу и размеры, обладают отрицательным зарядом. Атом электронейтрален, поэтому число протонов и нейтронов в атоме одинаково.

Атом Ядро Электрон =Z Протон =Z Нейтрон =Ar-Z m=1 g=+1 m=1 g=0 m 0 g=-1 Электронная оболочка

Заполни таблицу Элементы K Ca S Mn Si Al Число протонов и электронов p + , e – Число нейтронов n 0

Заполни таблицу Элементы K Ca S Mn Si Al Число протонов и электронов p + , e – 19 20 16 25 14 13 Число нейтронов n 0 20 20 16 30 14 14

Спасибо за урок!

Предварительный просмотр:

Экспресс – сообщение учащегося « Д.Д.Стони»

Ирландский учёный физик Джордж Джонстон Стони провёл интересный опыт. Давайте попробуем его повторить ( опыт с эбонитовой палочкой у доски и опыт с расчёской на местах). Частицы, электризующие янтарь, одежду, волосы Стони назвал « электрон» ( по – гречески « янтарь»)

Через несколько лет после данного открытия английский физик Джозеф Томсон и французский физик Жан Перрен доказали, что электроны – это отрицательно заряженные частицы. Этот заряд в химии был принят за единицу. Томсон установил массу электрона. Она почти в 2000 раз меньше массы атома водорода (1/1840). А кроме того эти учёные провели уникальный опыт ( слайд 6)

Экспресс – сообщение учащегося « Катодная трубка Томсона».

Физик Анри Беккерель обнаружил, что природный минерал, содержащий соль урана, тоже испускает неведомое излучение, засвечивая фотопластинки, закрытые от света. Это явление было названо радиоактивностью.

Экспресс – сообщение учащегося « Опыт А. Беккереля » ( слайд 7 ).

Разрушились прежние представления о неделимости атомов, а также о том, что атомы являются самыми маленькими частицами вещества.

Мы видим, что атом имеет сложное строение – состоит из положительно заряженного ядра и электронов.

-Как же устроен атом? ( слайд 8 ).

Многие ученые на основе экспериментальных данных пытались создать модель атома. Первая попытка принадлежит английскому физику Джозефу Томсону

Экспресс – сообщение учащегося « Модель атома Д.Томсона»

Модель Томсона нуждалась в экспериментальной проверке.
Важно было проверить, действительно ли положительный заряд распределён по всему объёму атома с постоянной плотностью ( слайд 11).

Чтобы проверить гипотезу Джозефа Томсона английский ученый Эрнест Резерфорд провел эксперимент ( слайд 12).

Экспресс – сообщение учащегося « Опыт Э .Резерфорда»+ презентация.

Пример экспресс -сообщения учащегося:

«В начале 20 века одним из наиболее крупных исследователей в области радиоактивности и строения атома был Эрнест Резерфорд. Однажды он пропускал альфа-частицы через тонкую золотую фольгу, чтобы увидеть, как они будут отклоняться облаком положительного заряда, существование которого предположил Томсон. Однако некоторые альфа-частицы не просто отклонялись, но даже улетели назад, в сторону источника излучения. Много лет позже он вспоминал: «Это было, пожалуй, самым невероятным событием в моей жизни. Это было почти столь же неправдоподобно, как если бы вы произвели выстрел по обрывку папиросной бумаги пятнадцатидюймовым снарядом, а он вернулся бы назад и угодил бы в вас». Такое может быть, если альфа-частица ударится с частицу столь же тяжелую, как весь атом, но во много раз меньшую атома. В конечном счете, Резерфорд смог объяснить открытие, построив свою ядерную (планетарную) модель атома. Он предположил, что положительный заряд сконцентрирован в ядре атома, а отрицательно заряженные электроны находятся вокруг него, напоминая вращение планет вокруг Солнца.» ( слайд 13-17).

На основании опытов Резерфорда было установлено, что в атомах элементов, кроме электронов, имеются частицы, заряженные положительно ( слайд 19 – 22).

Химия

Именная карта банка для детей
с крутым дизайном, +200 бонусов

Закажи свою собственную карту банка и получи бонусы

План урока:

Строение атома

Сегодня мы будем путешествовать в микромир – мир атома. Даже если превратить нас в песчинку, то по сравнению с размером ядра атомов химических элементов, мы будем гигантами.

Атом нельзя увидеть, невозможно потрогать, он на столько мал, что существует только в нашем воображении. До XIX века учёные оперировали только одной характеристикой атома – это его масса. Наука не оперировала понятиями, что ядро атома содержит более мелкие частицы. Почему элементы отличаются массой. Атом долгое время считали «неделимым». Но отличия в массе подвигли искать причину в строении.

Как описать строение, то чего невозможно увидеть, а можно только представить. Ведь современные электронные микроскопы появились только в XX веке.

Атом – как мельчайшая частица, известна ещё с древних времён. Древнегреческий философ Демокрит считал, что свойства веществ определяются определённым типом атома. Даже тонкая материя, душа, по его мнению, состоит из атомов. Так тела бывают в разных агрегатных состояниях, поэтому атомы металлов будут с зубцами, жидкости будут обладать гладкими, это будет причиной их текучести.

Долгое время атом считали неделимым. Заглянув в словарь синонимов, можно увидеть пару синонимов для слова атом, неделимый, мельчайшая частица. Теория о неделимости существовала до XIX века, пока экспериментально не подтвердили, что ядро атома состоит из более мелких частиц. Но как они располагаются в атоме, как конфеты драже в кармашке, или по версии Томсона, который сравнивал электроны с изюминками, хаотично разбросанных в кексе. Учёный с Японии Хантаро Нагаока сравнил атом с загадочной планетой Сатурн, которая известна своим кольцом. Саму планету он сравнил с массивным ядром, а роль кольца отдал электронам.

В конце XIX века, начале XX происходит стремительное развитие науки, открываются новые частицы α и β. Позже было установлено, что это ядро атома элемента Не и электроны.

Английский физик Резерфорд сравнил атом с Солнечной системой. Солнце – это очень большая звезда, которая находится в центре. Масса Солнца занимает 99,86 % от массы всей Солнечной системы. Подобно планетам, электроны вращаются вокруг ядра, каждый из них занимает своё положение – орбиталь. Т.е. электроны – это оболочка атома.

В ходе данных исследований было доказано, что атом представляет совокупность заряженных и нейтральных частичек.

Анализируя размеры, важно запомнить, что радиус ядра атома, будет всегда значительно меньше радиуса всего атома. Этот факт объясняется тем, что частицы составляющие ядро более компактно упакованы, чем электроны.

Ядро атома

Орешки фундука явно вы видели. В середине ореха находится большое ядро, занимающее почти всю массу ореха, оставляя малое пространство между скорлупой.

Ядро атома элемента имеет в составе протоны и нейтроны, которые принято называть нуклонами.

Данные частицы не относятся к элементарным, научно доказано, что они состоят с кварков (в словарь). Нейтроны в ядре атома не несут никакого заряда, они нейтральны. Протоны в ядре атома определяют его заряд.

Сумма протонов и нейтронов составляет массовое число ядра атома (нуклонное).

Вы наверняка замечали, что значение Ar в ПСХЭ имеет вид не целого числа, с чем это связано? Причина кроется в том, что химические элементы существуют в виде изотопов.

Чтобы понять суть этого понятия, давайте вспомним, чем особенный каждый элемент? Заряд ядра атома постоянен, другими словами, неизменимое количество протонов. Значит, это будет разновидность элементов, которые будут отличаться нуклонным числом, и как следствие, количеством нейтронов.

Именно по причине существования изотопов, Ar не имеет целого числового значения. Например, количество изотопов хлора – 2.

Масса изотопов и их процентное содержание составляют относительную массу элемента.

Возможно, вы ранее замечали, что в ПСХЭ есть пара элементов, которые нарушают порядок размещения по увеличению относительной атомной массы. Это пары K – Ar, Co – Ni, Te – I.

Некоторые изотопы отличаются особенной способностью самовольно превращаться в другие элементы – это явление носит название радиоактивность, а сами элементы – радиоактивные. Таким образом, они делятся на стабильные и радиоактивные изотопы.

Изотопы элементов после Висмута в ПСХЭ, начиная с 84, будут относиться к радиоактивным элементам.

В ходе распада радиоактивного изотопа образуются новые элементы, также могут выделяться частицы α (ядра атома ), β – это поток электронов ( , γ – это поток электромагнитных нейтральных частиц – фотонов.

Электроны в атоме

Давайте рассмотрим, какое место занимают электроны в атоме. Если ядро составляет 99,86 % от массы, а, как известно, что количество протонов и электронов равно. То на долю электронов приходится всего 0,14% от массы.

На данный момент, электрон считают элементарной частицей.

Модель Резерфорда (планетарная) на очень примитивном уровне даёт представление,как располагаются электроны и протоны в атоме, поскольку атом имеет достаточно сложное строение.

Электрон настолько мал и находится в постоянном движении с достаточно большой скоростью, что зафиксировать его в определённом месте и времени сложно. Именно по этой причине говорят, что электрон в атоме находится не в заданной точке, а может там предположительно находиться, потому что его зафиксировать в определённый момент времени невозможно.

Ядро атома Водорода имеет 1 протон, вокруг которого вращается один электрон. Но как быть, если количество электронов в атоме будет два и более, каким образом они будут размещаться.

Поскольку они двигаются с достаточной большой скоростью, то чтобы указать распределение электронов в атоме используют 4 числа – орбитальные характеристики.

Прежде чем, мы перейдём к орбитальным характеристикам, давайте представим многоэтажный дом, в который необходимо разместить жителей, в нашем случае – это электроны.

Первая орбитальная характеристика

Другими словами, представляем, что наш многоэтажный дом содержит 7 этажей. Цифры 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 обозначают номер этажа или энергетические уровни электрона в атоме.

Вторая орбитальная характеристика

Возвращаемся к нашему, многоэтажному дому, орбитальное число показывает типы орбиталей или в сравнении с домом квартиры s, p, d и f.

Третья орбитальная характеристика

Представить квартиру, в виде ячейки или квадрата, так вот магнитное квантовое число указывает число орбиталей.

Смотрим, на первом этаже размещается только s-квартиры, которые будут однокомнатными. На втором этаже уже имеется две квартиры s и р, т.е. однокомнатная и трёхкомнатная. На третьем этаже s, p, d. Четвёртый, пятый и шестой этажи размещают 4 квартиры s, p, d и f.

Четвёртая орбитальная характеристика

Это означает, что в одной ячейке (квадрате), может поселиться не больше двух электронов.

Вот на таком достаточно примитивном уровне, мы рассмотрели состояние электронов в атоме. Но как они там располагаются? Каждый электрон занимает своё определённое место, согласно энергии.

Рассмотрим распределение электронов по энергетическим уровням в атоме. Наверняка вы заметили, что наш дом семиэтажный. Как думаете, по какой причине? ПСХЭ содержит 7 периодов (7 этажей). Если элемент находится во втором периоде, значит, его электроны будут занимать 1 и 2 этаж и никаким образом не могут попасть на 5 или 6 этажи. В данном примере 2 этаж будут называть внешним, научным языком – внешним энергетическим уровнем (он крайний).

Главные правила образования оболочки электронов в атоме

Давайте дадим волю фантазии, допустим, к нашему семиэтажному дому подошёл Бор, не лес как вы могли подумать, а элемент. Смотрим в шпаргалку, как вы уже догадались, это будет периодическая таблица, и ищем там его расположение. Бор занимает ячейку под номером 5. Эта ячейка находится во втором периоде, третьей группе. Значит, число электронов в атоме 5, они размещаются на I и II этажах. Первый уровень будут занимать 2 электрона. Значит на второй этаж (внешний уровень) переходят оставшиеся 3. Два будут занимать s-подуровень, один будет размещаться на р-подуровне. Строение оболочки атома В (бор).

Составим электронную и графическую схему элемента на примере Si и V с помощью алгоритма.

Обратите внимание, чтобы составить электронную формулу элемента, достаточно знать его расположение в ПСХЭ. Итак, начинаем по порядку.

  1. Кремний, находится под № 14, символ Si.Ar (Si) = 28
  2. Заряд ядра +14. e = 14, р = 14, n = 28 – 14 = 14
  3. III период, IV (А)группа.
  4. Энергетических уровней 3. Не забываем, что следуя правилу Гунда, электроны занимают, ячейку по одному на внешнем p-подуровне
  5. Исходя с этого всего, электронная оболочка атома записывается в виде формулы
  1. Ванадий, № 23, символ V.
  2. Заряд ядра +23. Электронов 23.
  3. IV период, V(Б) группе.
  4. Энергетических уровней 4. IV открывает большие периоды, которые имеют свою особенность заполнения. Применив принцип Клечковского, мы увидим, что изначально заполняется 4s-подуровень, а только тогда 3d-подуровень.
  5. Исходя с этого всего, схема строения электронной оболочки атома запишется в следующем виде.

Существует основное состояние электрона в атоме и возбуждённое, которое возникает, если к атому применить некоторую определённую энергию. Электроны во внешнем электронном слое атома имеют способность перемещаться, занимая место на свободной орбитали, образуя при этом возбуждённое состояние.

Обратите внимание, число неспаренных электронов отвечает валентности элементов: Li (I), Be (II), B (III), C (II и IV).

Периодичность свойств элементов. Электроотрицательность

С развитием учения о строении атома, периодический закон занимает ещё больше значимое место в естествознании. Уже неоднократно говорилось, что ПСХЭ является уникальной подсказкой. Достаточно знать расположение и строение электронных оболочек атомов элементов, и возникает возможность судить о том, какими характеристиками он будет обладать. В настоящее время периодический закон имеет формулировку, данную Менделеевым, с небольшим уточнением.

За то, какими свойствами будет наделён элемент, отвечают электроны, которые размещены на внешнем энергетическом уровне. Их ещё называют валентные электроны атома, именно они отвечают за периодическое изменение свойств элементов.

С увеличением массы атома в пределах периода, количество электронов также возрастает, пока не заполнятся все вакантные ячейки уровня.

В ходе химической реакции происходит «движение» электронов. Т.е. одни элементы будут отдавать их, а вторые принимать.

Электроотрицательность – это способность атома “оттягивать” на себя электронную плотность других атомов

При образовании химических связей, каждый атом стремится «к совершенству», т.е. завершить энергетический уровень. Такой уровень имеют благородные газы ns 2 np 6 . А остальным чтобы получить данную конфигурацию необходимо отдать, либо принять электроны.

Рассмотрим на примере, образования вещества NaCl.

Отдав свой один электрон с внешнего 3s-уровня, атом Натрия образует ион Na + , по своей электронной конфигурации аналогичный Неону. Хлор принимая электрон, образует ион Cl − – принимая электронную конфигурацию Аргона.

Обобщая данный пример, сделаем вывод, элементы, которые содержат малое количество электронов на внешнем уровне (1 – 3) будут только отдавать электроны – и они будут относиться к металлам. Неметаллы характеризуются способностью принимать электроны.

Из определения сделаем вывод, что наибольшую электроотрицательность имеет Фтор (F), нет ни одного элемента, кому бы он смог отдать свой электрон, а будет только забирать. Минимальную ЭО будет иметь Франций (Fr).

Ещё одна важная причина изменения свойств элементов, которая изменяется периодически, это радиус атома. Если ЭО характеризует неметаллы, то по радиусу судят о металлических свойствах. Металлы легко отдают электроны, чем дальше они находятся от ядра, тем легче «отрываются». Радиус атома с увеличением заряда ядра в периоде уменьшается, так как ядро начинает сильнее притягивать электроны.

Основные сведения о строении атома

Разделы: Химия

Цели: обобщить знания из курсов физики и химии о явлениях, доказывающих сложность строения атома; познакомить учащихся с современными представлениями о составе ядра атома, строении атома химического элемента; продолжить формировать умения отражать распределение электронов в атоме, записывать электронные и графические формулы.

Оборудование: таблица химических элементов Д.И.Менделеева, компьютер, проектор, презентация по теме урока, карточки для учащихся.

Ход и содержание урока.

Поздравление обучающихся с началом учебного года. Ознакомление с планом работы на год.

2. Рассмотрение материала урока.

Учитель. Вспомните, что в переводе с греческого обозначает слово “атом”? Оно означает – “неделимый”. До конца XIX века это считалось верным. Но открытия конца XIX – начала XX вв. показали, что атом устроен сложно. Давайте вспомните, какие это открытия. Работа с учебником стр. 4, схема 1.

С тех пор как стало ясно, что атом состоит из более мелких частиц, многие ученые пытались объяснить строение атома, предлагали различные модели его строения:

1. Дж. Томсон (1904 г.) – атом состоит из положительного заряда, равномерно распространенного по всему объему атома, и электронов, колеблющихся внутри этого заряда. Эта модель не нашла экспериментального подтверждения. (Презентация, слайд 2)

2. Э. Резерфорд (1911 г.) – планетарная, или ядерная, модель атома: (слайд 3)

– внутри атома находится положительно заряженное ядро, занимающее ничтожную часть объема атома;

– весь положительный заряд и почти вся масса атома сосредоточены в ядре;

– электроны вращаются вокруг ядра, они нейтрализуют заряд ядра.

Модель Резерфорда подтверждалась опытами с металлическими пластинками, облучаемыми а-частицами.

Но классическая механика не могла объяснить, почему электроны не теряют энергию по мере вращения и не “падают” на ядро.

3. В 1913 г. Н. Бор дополнил планетарную модель постулатами: (слайд 4)

– электроны в атоме вращаются по строго определенным замкнутым орбитам, не испуская и не поглощая энергии;

– при переходе электронов с одной орбиты на другую происходит поглощение или выделение энергии.

4. Современная квантовая модель строения атома: (слайд 5)

– электрон имеет двойственную (корпускулярно-волновую) природу.

Подобно частице, электрон имеет массу (9,1 x 10 -28 г) и заряд (1,6 x 10 -19 Кл).

Движущийся электрон обладает свойствами волны (способность к дифракции и интерференции); длина волны .

– Электрон в атоме не движется по определенной траектории, а может находиться в любой части околоядерного пространства. Вероятность нахождения электрона в разных частях околоядерного пространства неодинакова.

Пространство вокруг ядра, где вероятность нахождения электрона наибольшая, называется орбиталью.

Что представляет собой ядро?

В 1932 г. была разработана протонно-нейтронная теория ядра.

Ядро состоит из нуклонов – протонов и нейтронов (слайд 6).

Количество протонов (Z) в ядре равно порядковому номеру элемента.

Количество нейтронов (N) вычисляется по формуле N = A – Z , где

А – массовое число элемента.

Это положение было сформулировано после открытия Э.Резерфордом в 1920 г. протона, Дж. Чедвиком в 1932 г. – нейтрона.

Например: Mg № = 12; A = 24, Z = 12, N = 12.

Cu № = 29, A = 64, Z = 29, N = 35.

Задание: Определите количество протонов и нейтронов в атомах следующих элементов: натрий, железо, свинец. Выполняем фронтально.

Различные виды атомов называются нуклидами. Нуклиды характеризуются массовым числом А и зарядом ядра Z. Нуклиды с одинаковыми Z, но разными А называют изотопами (например: 35 17Cl, 37 17Cl).

Следовательно, химический элемент – это вид атомов с одинаковым положительным зарядом ядра.

Строение атомного ядра и изменения, происходящие с ним, – предмет ядерной физики. Для химии большое значение имеет строение электронной оболочки атома. Под электронной оболоч-кой понимают совокупность всех электронов в атоме.

Электрон – е – . (слайд 7).

Число электронов в атоме равно числу протонов, т.е. порядковому номеру элемента, т.к. атом электронейтральная частица.

Например, Р: № = 15, N е – = 15.

Электронная оболочка атома образована электронными слоями или энергетическими уровнями. Электроны, занимающие один уровень, обладают близкими значениями энергии.

Число энергетических уровней в атоме равно номеру периода в таблице Д.И.Менделеева, а котором располагается химический элемент.

1 период – 1 уровень,

2 период – 2 уровня,

3 период – 3 уровня и т.д.

Энергетические уровни можно обозначать цифрами и буквами:

Каждый уровень содержит различное число электронов, т.к. различен по размеру: (слайд 10)

1 уровень – 1-2 е –

2 уровень – 1 – 8 е –

3 уровень – 1 – 18 е –

4 уровень – 1 – 32 е –

Энергетический уровень состоит из подуровней: (слайд 11)

1 уровень —> 1 подуровень (s)

2 уровень —> 2 подуровня (s, p)

3 уровень —> 3 подуровня (s, p, d)

4 уровень —> 4 подуровня (s, p, d, f) и т.д.

Энергетические подуровни образованы электронными облаками или орбиталями, которые бывают четырех типов (s, p, d, f). (Слайд 12)

s – орбиталь – форма сферы – одна на каждом подуровне,

p – орбиталь – форма объемной восьмерки – три на подуровне,

d – орбиталь – форма листа клевера – пять на подуровне.

Каждую орбиталь могут занимать 1-2 е – .

Порядок заполнения электронами энергетических уровней и подуровней осуществляется согласно правил: (слайд 13)

1. Принцип Паули – в атоме не может быть двух одинаковых электронов.

Не: № = 2, N е – = 2, 1s 2 ,

2. Правило Гунда – в пределах подуровня электроны располагаются таким образом, чтобы суммарное магнитное спиновое число было максимальным.

Р: № = 15, N е – = 15, 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3

а)

б)

в)

Какая схема верна?

3. Принцип наименьшей энергии, или правило Клечковского – в атоме каждый электрон располагается так, чтобы его энергия была минимальной. (слайд 14)

1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p

Строение каждого атома можно отразить с помощью электронной и электронно-графической формулы:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 0 3d 0 —> электронная формула

Электронно-графическая формула.

Электронно-графическая формула – позволяет определить валентные возможности атома.

В зависимости от того, на какой орбитали находится последний электрон, химические элементы можно разделить на семейства: s, p, d, f. Работаем с учебником стр. 8, схема 4.

3. Контроль уровня усвоения материала.

Задание: Выполните каждый самостоятельно предложенный тест (3 мин.). Осуществите самоконтроль. Оцените уровень своих знаний. Ответы на задания теста см. на слайде (слайд 15).

Тест по теме “Основные сведения о строении атома”

1. Открыл катодные лучи, доказав, что в состав атома входит неизвестная ранее частица — электрон:

1) Резерфорд 2) Бор 3) Томсон 4) Рентген

2. Предложил планетарную модель атома:

1) Бор 2) Беккерель 3) Резерфорд 4) Кюри

3. Атом состоит из:

1) протонов и электронов 2) ядра и электронов

3) протонов и нейтронов 4) ядра и протонов

4. Ядро атома состоит из:

1) протонов и нейтронов 2) протонов

3) протонов и электронов 4) нейтронов

5. Число протонов в атоме железа 56 Fe:

1) 56 2) 30 3) 82 4) 26

6. Число электронов в атоме фтора 19 F:

1) 19 2) 10 3) 9 4) 28

7. Число нейтронов в атоме алюминия 28 Al:

1) 14 2) 13 3) 27 4) 40

8. Заряд атома магния, содержащего 10 электронов:

1) + 12 2) + 3 3) + 2 4) + 1

9. Сферическая форма электронного облака соответствует:

1) f-электрону 2) d-электрону

3) р-электрону 4) s-электрону

10. Гантелеобразная форма электронного облака соответствует:

1) s-электрону 2) р-электрону

3) d-электрону 4) f-электрону

11. Укажите верное суждение:

А) на одной орбитали может быть не более 2 электронов;

Б) на одном уровне не может быть более трех d-орбиталей.

1) верно только А 2) верно только Б

3) верны оба суждения 4) оба суждения неверны

12. Электронная конфигурация 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3р 6 3d 6 4s 2 соответствует атому:

1) железа 2) марганца

3) стронция 4) кальция

Ответы к заданиям теста:

Домашнее задание (слайд 16).

Запишите электронные конфигурации атомов элементов № 9, 13, 26. К каким семействам они относятся?

Литература

    Габриелян О.С. Химия. 11 класс. Базовый уровень: учеб. для общеобразоват. учреждений / О.С.Габриелян. – М.: Дрофа, 2006. – 218 с.
  1. Кузьменко Н.Е., Еремин В.В., Попков В.А. Начала химии. Современный курс для поступающих в ВУЗы. – М.: “Экзамен”, 2001 г. – 720 с.
  2. Репетитор по химии / под ред. А.С.Егорова. – Изд. 25-е – Ростов н/Д: Феникс, 2009. – 762 с.
  3. Рябов М.А. Тесты по химии. 11 класс: к учебнику О.С.Габриеляна “Химия. 11 класс. Базовый уровень” / М.А.Рябов, Е.Ю.Невская. – М.: Издательство “Экзамен”, 2010. – 126 с.

Физика. 11 класс

Конспект урока

Физика, 11 класс

Урок №24. Строение атома. Опыты Резерфорда

На уроке рассматриваются: понятия атомное ядро, опыты Резерфорда, планетарная модель строения атома; сравниваются модели атома Томсона и Резерфорда, даны некоторые сведения о фактах, подтверждающих сложное строение атома, о работах учёных по созданию модели строения атома.

Атомное ядро — тело малых размеров, в котором сконцентрирована почти вся масса и весь положительный заряд атома.

Размеры ядра: диаметр порядка 10 -12 —10 -13 см (у разных ядер диаметры различны).

Размер атома: примерно 10 -8 см, т. е. от 10 до 100 тысяч раз превышает размеры ядра.

Планетарная модель атома Резерфорда: в целом атом нейтрален, в центре атома расположено положительно заряжённое ядро, в котором сосредоточена почти вся масса атома, электроны движутся по орбитам вокруг ядра, заряд ядра, как и число электронов в атоме, равен порядковому номеру элемента в периодической системе Д.И.Менделеева.

Ядро атома водорода названо протоном и рассматривается как элементарная частица.

Ядро атома водорода имеет положительный заряд, равный по модулю заряду электрона, и массу, примерно в 1836,1 раза больше массы электрона.

Частота излучений атома водорода составляет ряд серий: серия Бальмера, серия Лаймана, серия Пашена и другие, каждая из которых образуется в процессе перехода атома в одно из энергетических состояний.

Обязательная литература по теме урока:

  1. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. Физика.11 класс. Учебник для общеобразовательных организаций М.: Просвещение, 2017. – С. 279 – 283.
  2. Степанова Г.Н. (сост.) Сборник задач по физике для 10-11 классов общеобразовательных учреждений.5-е изд., доп. — М.: «Просвещение», 1999 — С. 221-222
  3. Анциферов Л.И., Физика: электродинамика и квантовая физика. 11кл. Учебник для общеобразовательных учреждений. – М.: Мнемозина, 2001. – С. 270-274.
  4. Рымкевич А.П. Физика. Задачник. 10-11 классы. – М.: Дрофа, 2013. — С. 155 – 156.
  5. Кикоин А. К. За пределы таблицы //Квант. — 1991. — № 1. — С. 38,39,42-44

Основное содержание урока

Долгое время, физика накапливала факты о свойстве вещества для полного представления о строении атома. И только в XIX веке изучение атомического строения вещества существенно сдвинулось с точки покоя.

Большую роль в развитии атомистической теории сыграл выдающийся русский химик Дмитрий Иванович Менделеев, разработавший в 1869 году периодическую систему элементов, в которой впервые был поставлен вопрос о единой природе атомов.

Важным свидетельством сложной структуры атомов явились исследования спектров, излучаемые веществом, которые привели к открытию линейчатых спектров атомов. В начале XIX века в излучении атома водорода были открыты спектральные линии в видимой части спектра.

Идеи электронной структуры атома теоретически и гипотетически формулировались учёными. В 1896 году Хендрик Лоренц создал электронную теорию о том, что электроны являются частью атома. Эту гипотезу в 1897 году подтвердили эксперименты Джозефа Джона Томсона. Им был сформулирован вывод о том, что существуют частицы с наименьшим отрицательным зарядом – электроны и они являются частью атомов.

По мысли Томсона, положительный заряд занимает весь объём атома и распределён он в этом сферическом объёме равномерно. У более сложных атомов в положительно заряжённом шаре есть несколько электронов, так что атом подобен кексу, в котором роль изюма играют электроны. Распространённый термин этой модели – «Пудинг с изюмом» или «Булочка с изюмом».

Таким образом, к началу XX века учёные сделали вывод о том, что атомы материи имеют сложную внутреннюю структуру. Они являются электрически нейтральными системами, а носителями отрицательного заряда атомов являются лёгкие электроны, масса которых составляет лишь малую долю массы атомов. Однако модель атома Томсона находилась в полном противоречии с экспериментами по изучению распределения положительных зарядов.

Электрон – наименьшая электроотрицательная заряжённая элементарная частица

Масса покоя электрона me = 9,1·10 -31 кг;

– отношение заряда электрона к его массе.

Немецкий физик Филипп фон Ленард в 1903 году проводил опыты, в которых пучок быстрых электронов легко проходил через тонкую металлическую фольгу. На основании этого Ленард предположил, что атом состоит из нейтральных частиц или нейтральных дуплетов с совмещённым положительным и отрицательным зарядами, рассредоточенными в атоме, где большая площадь представляет собой пустоту.

В 1904 году японский физик Хентаро Нагаока выдвинул гипотезу о том, что атом состоит из тяжелого положительно заряженного ядра, окруженного кольцами из большого числа электронов, колебания которых и являются причиной испускания атомных спектров, по аналогии с теорией устойчивости колец Сатурна.

Но в физике уже более 200 лет существует главное правило: окончательный выбор между гипотезами может быть сделан только на основе опыта. Эксперименты, проведенные в первый раз Эрнестом Резерфордом, сыграли решающую роль в понимании структуры атома.

30.08.1871 г. – 19.10.1937 г.

Британский физик новозеландского происхождения

Лауреат Нобелевской премии по химии 1908 года

Для экспериментального изучения распределения положительного заряда, а значит, и массы внутри атома Эрнест Резерфорд в 1906 г. предложил применить зондирование атома α-частицами, скорость которых составляет 1/15 скорости света.

Эти частицы возникают при распаде, например, радия и некоторых других радиоактивных элементов. Сами же α-частицы – это ионизированные атомы гелия, положительный заряд гелия в два раза больше заряда электрона +2He. Этими частицами Резерфорд бомбардировал атомы тяжёлых элементов (золото, медь и др.). Если бы электроны были равномерно распределены по всему объёму атома (по модели атома Томсона), электроны не могли бы заметно изменять траекторию α –частиц, так как размеры и масса электронов в 8000 раз меньше массы α-частиц. Точно так же камушек в несколько десятков граммов при столкновении с автомобилем не может изменить его скорость.

Изменение направления движения α-частиц может вызвать только массивная часть атома, при этом положительно заряжённая. Весь прибор размещался в сосуде, из которого был откачан воздух. Радиоактивный препарат, помещался внутри свинцового цилиндра, вдоль которого был высверлен узкий канал. Пучок α -частиц из канала падал на тонкую фольгу из тяжёлого металла. После рассеяния α-частицы попадали на полупрозрачный экран, покрытый сульфидом цинка. Столкновение каждой частицы с экраном сопровождалось сцинтилляцией (вспышкой света), которую можно было наблюдать в микроскоп.

Чтобы обнаружить отклонение α-частиц на большие углы Резерфорд окружил фольгу экранами. Сотрудники Резерфорда вели счёт α-частиц, попадающих в регистрирующее устройство при отклонении их на от первоначального направления на определённый угол φ (фи). Данные из серии опытов, за определённый период времени, приведены в таблице:

Разработка урока по теме “Основные сведения о строении атома” с применением кейс-технологий в рамках ФГОС ООО

Содержимое разработки

Тематическая карта урока

Кейс №1 «Я не допускаю ни атома, ни молекулы»

Атомистическая гипотеза в химии утверждалась медленно и с трудом, хо­тя для этой науки понятие атома — основное, и без него, казалось бы, она развиваться не может.

Однако, даже крупнейшие химики высказыва­лись скептически на сей счёт. Так, знаменитый французский химик-ор­ганик Марселен Бертло (1827 –1907) писал: «Понятие молекулы, с точки зрения наших знаний, неопределённо, в то время как другое понятие — атом — чисто гипотетическое».

Известный французский химик Анри Этьен Сент-Клер Девилль (1818—1881) без обиняков заявлял: «Я не допускаю ни закона Авогадро, ни атома, ни молекулы, ибо я отказываюсь верить в то, что не могу ни видеть, ни наблюдать».


А немецкий учёный Вильгельм Оствальд (1853 –1932), один из основателей физической химии, даже в начале XXв. решитель­но отрицал существование атомов! «То, что мы называем материей, — утверждал он, — является лишь совокупностью энергий, собранной во­едино в данном месте». В своём трёхтомном учебнике химии Оствальд ухитрился ни разу не употребить слово «атом».

Многие выдающиеся ученые XIX в. не верили в существование атомов. Даже такие светила химии, как Бертло, Оствальд, Девилль, отрицали идею атомарного строения вещества.

Разберите данную ситуацию, проведите ее анализ.

Что бы вы ответили ученым XIX в?

Восстановите хронологию событий в развитии представлений о строении атома, заполнив «Ленту времени». (Используйте информационный материал кейса №1)

( 460-370 до н.э.). 1932 г.

Демокрит Д. Чедвиг

(Атом неделим) (Нейтрон)

Можно ли увидеть атом? Что бы ответили современные ученые ученым XIX в?

Информационный материал

Уже древнегреческие ученые догадывались о существовании мельчайших частиц, из которых состоит любой предмет и организм.

На раннем этапе большой вклад внес древнегреческий ученый Демокрит (460-370 до н.э.). Он считал, что свойства любого вещества зависят от формы, массы и других характеристик атомов, что из атомов состоит все, даже душа человека. Демокрит считал атом наименьшей неделимой частицей вещества.

Само название «атом» в переводе с древнегреческого значит «неделимый». Так считали ученые вплоть до конца Х I Х в., когда было доказано, что атом делим, что он состоит из более мелких или элементарных частиц.

Д. Стони (1826—1911) – ирландский физик, ввел понятие «электрон» для обозначения частиц, электризующих янтарь и вследствие этого притягивающих кусочки бумаги.

О ткрытие же электрона принадлежит Д. То́мсону (1856 – 1940) — английскому физику. Датой открытия электрона считается 1897 год, когда Томсоном был поставлен эксперимент по изучению катодных лучей.

В 1904 г. Д. Томсон предложил свою модель атома, которая была названа «сливовый пудинг». Она предполагает, что атом состоит из электронов, рассеянных по всей плоскости сферического облака положительного заряда. Позже эта теория была опровергнута Э. Резерфордом.

В 1911 г. британский физик Э. Резерфорд своим знаменитым опытом рассеяния альфа-частиц доказал существование в атомах положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов вокруг него. Э. Резерфорд сделал выводы, что атом по своему строению похож на крохотную Солнечную систему. Поэтому такую модель атома называют планетарной. В 1919 г. Э.Резерфорд открыл протоны – положительно заряженные частицы, находящиеся в атомном ядре.

Р анее, в 1913 г. датский физик Н. Бор модифицировал модель Э. Резерфорда, заявив, что электроны перемещаются вокруг ядра по орбитам фиксированных размеров и энергий. Планетарная модель, описанная Э. Резерфордом и дополненная Н. Бором, получила название – планетарная модель Бора-Резерфорда.

В 1926 г. Э. Шрёдингер предложил квантовую модель строения атома. Он предположил, что электроны движутся не по заданным траекториям, а существуют «облака вероятности» – орбитали, в которых можно с большой вероятностью найти электрон.

в 1932 году английский физик Д. Чедвик (ученик Э. Резерфорда) обнаружил существование нейтрона. Однако, история не заканчивается на этом. Физики обнаружили, что протоны и нейтроны, составляющие ядро, сами делятся на частицы, называемые кварками – но это уже совсем другая история!

Кейс №2 «Строение атома»

Элементы встали в ряд

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.

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?

Заполните таблицу «Основные характеристики элементарных частиц» в тетради

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: :???: :?: :!: