: Д.И. Менделеев жасаған химиялық элементтердің периодтық заңы, периодтық жүйесі және атом құрылысы тарауын оқып үйренуде оқушылардың ізденісін дамыту

  Астана каласы

Құрылыс-техникалық колледжі

Ғылыми жұмыс

Тақырыбы:  Д.И. Менделеев жасаған химиялық элементтердің периодтық заңы, периодтық жүйесі және атом құрылысы тарауын    оқып үйренуде  оқушылардың ізденісін дамыту

Дайындаған химия пәнінің оқытушысы:

Ақтанова Дидар Қуатқызы

Астана 2015

Мазмұны:

Кіріспе.

І. Негізгі бөлім.

1.1. Периодтық заң және атом құрылысы - мектеп химия курсының негізі.

1.1.1. Тақырыпты оқып, үйренудің әдістемелік тәсілдері.

1.1.2. Оқушыларды   периодтық   заңды   оқып,   үйренуге   әзірлеу.

1.1.3. Периодтық заңды оқуды қорытындылау.

1.2. Атом құрылысын оқыту.

1.2.1. Периодтық заңды атом құрылысы тұргысынан түсіндіру.

ІІ. Қорытынды.

ІІІ. Пайдаланған әдебиеттер тізімі.

ІV. Қосымшалар.

Кіріспе

Бүкіл білім беру жүйесін жақсарту және жас ұрпақты тәрбиелеу, оларды жариялылық жағдайда және адам факторының рөлі артқан кезеңде өмірге әзірлеу міндеттерін түбегейлі шешу үшін әрбір пән жоғары деңгейде өз үлестерін қосуды көздеп отыр. Соңғы уақытта мектепті дамытудың негізгі тенденциялары айқындалуда. Оларға адамзат баласы алдында тұрған кең ауқымды мәселелер негізінде көптеген әр түрлі оқу пәндерін кіріктіру, мектептегі білімді гуманитарландыру, оқушыларды оқыту негізінде жас айырмашылықтарын толық есепке ала отырып, саралап оқыту және пәнді тереңдетіп оқыту жатады.

Мектепте химиядан білім берудің маңызды мақсаттарының бірі -күнделікті өмір сүруде қажетті және республикамыздағы барлық халық шаруашылығы, мәдениет, ғылымның барлық саласына қажетті химиялық білім мен білікті оқушыларға меңгерту. Химиялық білім оқушыларды шикізат, энергетика, азық-түлік және медицина (денсаулық сақтау) мәселелерін шешуде химияның рөлі туралы нақты көзқарастармен, түсініктермен қамтамасыз ету керек. Химиялық білім экологиялық білімнің негізін қалыптастыруды, экологиялық сауаттылықты, қауіпсіздік тәрбиені қамтамасыз етуі шарт. Химияда зертханалық, сарамандық жұмыстарды орындау химиялық экспериментті ұйымдастыруға қажетті білік пен дағдыны ғана қалыптастырып қоймай, химия ғылымының маңызды заңдылықтарын сапалы түрде түсіндіруге мүмкіндік туғызады.

Зерттеу объектісі: Орта мектепте химия пәнін оқыту үрдісі.

Зерттеу мақсаты: Оқушыларға Д.И. Менделеев жасаған химиялық элементтердің периодтық заңы, периодтық жүйесі және атом құрылысы

 тарауын    оқып үйренуде  оқушылардың ізденісін дамыту.

Зерттеу міндеттері: 1. Химиялық элементтердің жіктелуі, Д.И. Менделеевтің периодтық заңы, атом құрылысы, атом ядросының құрамы, изотоптарды қарастыру.

2. Д.И. Менделеев периодтық заңын қалыптастырудың теориялық негізі болатын периодтық жүйе қағидаларын саналы меңгерту, олардың тұрғысынан    заттардың     қасиеттерін,    химиялық реакциялардың механизмін түсіндіру;

3. Электрондардың атомдарда орналасуын, энергетикалық деңгейлер туралы мағлұмат беру.

4.  Эксперименттік біліктер қалыптастыру: химия зертханасында жұмыс істеу ережелерімен, қауіпсіздік техникасымен таныстыру; қыздыру аспаптарымен, зертханалық штативпен, реактивтермен, ыдыстармен, т.б. жұмыс істей білуге баулу.

Зерттеу өзектілігі: Қазіргі адамзат тіршілігін химиядан бөліп қарау мүмкін емес. Орта мектептегі химия курсында Д.И. Менделеев жасаған химиялық элементтердің периодтық заңы, периодтық жүйесі және атом құрылысы аса маңызды болып саналады. Сондықтан Д.И. Менделеев жасаған химиялық элементтердің периодтық заңы, периодтық жүйесі және атом құрылысы туралы оқушыларға саналы және сапалы түрде меңгерту химия пәнінің негізін қалауда маңызды болып табылады.

1.1. Периодтық заң және атом құрылысы - мектеп химия курсының негізі.

Д.И.Менделеев ашқан периодтық заң - табиғат дамуының жалпы заңдарының бірі. Ол химиялық элементтер және олардың қосылыстары туралы білімді бір жүйеге түсіруге, түсіндіруге және батыл болжамдар жасауға мүмкіндік берді. Атомның құрылысын анықтауға, жаңа элементтер ашуға және синтездеуге жол-жоба көрсет. Периодтық заңның негізінде атомдық физика, геохимия және басқа да жаратылыстану ғылымы жедел дамыды.

Периодтық заң және периодтық жүйе - орта мектептегі химия курсының теориялық негізі. Бұлардың негізінде құрылған химияның мазмұны ғылыми жағынан шынайы, жүйелі және түсінікті болып келеді.

Периодтық заң және атом құрылысы өтілген соң химия курсының теориялық деңгейі артады. Оқушылардың түсінуінше химия    суреттеме    ғылымынан    теориялық    ғылымға    айналады.

Химияны оқып үйренуде дедукцияның маңызы күшейеді. Ғылыми болжамның қүдіретіне оқушылардың сенімі артады. Ашылмаған химиялық элементтер және олардың қосылыстарының қасиеттері туралы Д.И. Менделеевтің батыл болжамдарының тәжірибеде расталуы оқушыларда мақтаныш сезімін тудырады.

Периодтық заң және атом құрылысы туралы оқу материалы элементтер және олардың қосылыстары қасиеттерінің периодты түрде өзгеретіні және оның себептері жөнінде ұғым қалыптастырады. Химиялық әрекеттердің жүру заңдылықтарын терең түсінуге жәрдемдеседі, бейорганикалық және органикалық химияның негіздерін саналы меңгеруге көмектеседі.

Оқушыларда ғылыми көзқарас қалыптасуында периодтық заң және периодтық жүйенің маңызы зор. Баска ғаламшарлар мен жердің, жердегі тірі табиғат пен өлі табиғаттың материалдық бірлігіне оқушылардың көзі жетеді. Бұларда кездесетін заттардың барлығы санаулы ғана химиялық элементтердің қосылыстары болып табылады.

Элементтер арасындағы өзара байланыстың, жүйе мен жекенің арасындағы байланыстың мәні ашылады. Жүйеден тыс элемент бола алмайды, жүйе белгілі элементтерді толық қамтиды. Д.И. Менделеев жасаған периодтық жүйе Л. Мейер жасаған жүйеден барлық элементтерді қамтуы, ашылмаған элементтерге орын қалдыруы бойынша ерекшеленеді. Периодтық жүйеден химиялық элементтер атомдарының біртіндеп күрделіленуі, санның сапаға ауысуы айқын көрінеді. Реттік немір бірге артқанда атомның заряды, электрон саны артады, соған орай химиялық сапасы өзгереді. Біртіндеп металдық қасиет жойылып, бейметалдық қасиет күшейеді, содан соң инертті элементтер пайда болады. Осыған орай оқушыларда дүниені танып-білуге болатыны жөнінде нақтылы пікір қалыптасады. Галлийдің, скандийдің және германийдің болжанған қасиеттері мен тәжірибеде сыналған қасиеттерінің дәлме-дәл шығуы оқушыларды еріксіз таңдандырады, Д.И. Менделеевтің ғылыми ерлік жасағанына шүбәсіз сенеді.

Периодтық заң, атом құрылысы оқу материалын игеру барысьшда оқушылар өте көп салыстырулар жасап, қисынды ойлау барысын ұштай түседі.

Периодтық заң және периодтык жүйе тақырыбының орта мектеп курсындағы орны үздіксіз өзгеріске ұшырады. Ең алғашқы үлгілі бағдарламаларда ол химия курсының соңына орналастырылды. Одан кейінгі кешендік бағдарламаға кірмей қалды. Химиялық тұрақты бағдарламалардағы оның орны жөнінде екі түрлі пікір үстем болды.

Біріншісі бойынша периодтық заңдылықты түсіну үшін оқушылардың деректі материалдардан біршама әзірлігі болуы тиіс. Осы көзқарасқа сәйкес периодтық заң 9-сыныпта галогендер, оттекке ұқсас элементтер және сілтілік металдар өтілгеннен кейін оқылды.

Екінші пікірді қолдаушылар периодтық заң мен жүйені ертерек өтіп, химиялық элементтерді солардың негізінде оқып, үйрену тиімді деп есептеді. Осы пікірге сәйкес бұл тақырып 8-сыныпта оқылуы тиіс.

1.1.1. Тақырыпты оқып, үйренудің әдістемелік тәсілдері.

Қазіргі кезде периодтық заң және атом құрылысы туралы оқу материалын қарастырудың үш тәсілі қалыптасты.

Бірінші тәсіл химия ғылымының даму жолына негізделеді. Ғылымда алдымен периодтық заң ашылып, периодтық жүйе жасалды, соңынан периодтық жүйедегі заңдылықтарды түсіндіретін атом құрылысы туралы мәліметтер анықталды. Д.И.Менделеевтің периодтық заңын тәжірибелік білімге сүйеніп қорытты, бірақ ішкі мәнісін түсіндіре алмады. Бірақ оның болашақта дамитынына, жаңа деректермен толысатынына кәміл сенді. Сондықтан Д.И.Менделеевтің данышпандығын, жалпы заңды ашудағы ғылыми ерлігін көрсету үшін алдымен периодтық заң және периодтық жүйе толық өтілді. Содан соң атом құрылысы қарастырылып, периодтық заң және периодтық жүйе электрондық теория тұрғысынан қайтадан оқытылды.

Екінші тәсіл — біріншіге керісінше жүзеге асырылады. Алдымен атом құрылысы туралы оқу материалы өтіледі. Соның тұрғысынан периодтық заңдылықтар қорытылып шығарылады.

Үшінші тәсіл бойынша периодтық заң мен атом құрылысы бір мезгілде өтіледі. Жаңа бағдарлама бойынша оқыту осы тәсілге негізделген. Периодтық заң және атом құрылысы туралы негізгі мәліметтер 8-сыныпта қарастырылады да 11-сыныптағы жалпы химия курсында кеңейтіледі.

Оқушылар периодтық заңға дейін химияның алғашқы ұғымдарымен танысады. Екі химиялық элементті (оттегін және сутегін), олар түзетін жай және күрделі заттарды оқып үйренеді.

Бейорганикалық қосылыстардың маңызды кластары - оксидтер, қышқылдар, негіздер және тұздар жөнінде едәуір толық ұғым алады. Заттарды жіктеудің негіздерімен танысады. Бұларға қосымша кейбір элементтердің табиғи топтары туралы алғашқы түсініктер, элементтердің қасиеттері салыстырмалы атомдық массалардың артуына қарай өзгеретіні жөнінде білім алады. Осының бәрі периодтық саңды саналы қабылдауға негіз болады.

Сонымен, периодтық заң және периодтық жүйе туралы материалды ойдағыдай игеру шарттарына мыналар жатады:

1. Атом,  элемент,  салыстырмалы  атомдық масса,  жай және күрделі   зат,   заттардың   физикалық   және   химиялық   қасиеттері, амфотерлік ұғымдарын жетік білу.

2. Бейорганикалық      қосылыстардың      маңызды      кластары жөніндегі білімді тиімді пайдалану.

3. Тарихи негізді орынды жүзеге асыру.

4. Оқытудың     диалектикалық     сипатын     қамтамасыз     ету, қайшылықтарға, оларды шешу жолдарына көңіл аудару.

5. Түйінді   мәселелерді   оқытуды   жүзеге   асыру.   Периодтық заңның қалай ашылғанына, оны пайдалана білу жақтарына назар аудару.

6. Оқушылардың   өздігінен   істейтін   жұмыстарын   жиі   және тиімді     ұйымдастыру:     қосымша     әдебиеттерді     оқуға     ұсыну; элементтерге карточкалар әзірлеу және олармен жұмыс; кестелер және сызбанұсқалар сызу; тәжірибелер жасау, т.б.

7. Зерттеу   әдістерін   жиі   қолдану;   периодтық   заңдылықты қорытып    шығару;    оқылмаған   элементтер    мен    қосылыстардың қасиеттерін болжау.

Тақырыпты оқып үйренудің жиі қолданылатын жоспары:

1. Химиялық элементтерді жіктеудегі алғашқы әрекеттер.

2. Асыл газдардың, сілтілік металдардың және галогендердің табиғи топтары.

3. Д.И.Менделеевтің периодтық заңы, элементтің реттік нөмірі және ядро заряды.

4. Атом ядроларының құрамы. Изотоптар.

5. Атомдардың электрондық конфигурациясы.

6. Химиялық элементтердің Д.И.Менделеев жасаған периодтық жүйесі және оның құрылымы.

7. Периодтық заңның маңызы. Д.И.Менделеевтің өмірі мен еңбектері. 8. Қайталау және қорыту.

1.1.2. Оқушыларды   периодтық   заңды   оқып,   үйренуге   әзірлеу.

Алғашқы сабақтарда ғылыми жіктелудің маңызы, оның химияда қалай жүзеге асқаны, элементтерді металдар және бейметалдар деп жіктеудің жеткіліксіздігі, олардың арасында айқын шекара жоғын көрсететін амфотерлі элементтер бар екені жөнінде түсінік беріледі. Металдар және бейметалдар түзетін жай заттардың физикалық және химиялық қасиеттері кесте түрінде жазылады. Онда сынаптан басқа металдардың катты, металдық жылтыры болатыны, жылуды және электр тогын жақсы өткізетіні, пластикалығы, созылғыштығы, негіздік оксидтер және негіздер түзетіні, ұшқыш сутекті қосылыстары болмайтыны көрсетіледі. Бейметалдар сұйық, газ және қатты, бірақ жылтыры болмайтын, көпшілігі жылуды және электр тогын нашар өткізетін, қышқылдық оксидтер, қышқылдар және ұшқыш сутектік қосылыстар түзетін заттар ретінде сипатталады.

Металдар мен бейметалдардың химиялық қасиеттерін талқылағанда генетикалық байланыс сызбанұсқасы еске түсіріліп, реакция теңдеулері жазылады:

1                        2                           3

а) кальций →      кальций    →        кальций      →       кальций

оксиді                  гидроксиді            хлориді

                   1                        2                    3

ә) күкірт  →   күкірт (ІV)   →   күкіртті     →      кальций

   оксиді                қышқыл               сульфиті

Оксидтер мен гидроксидтердің сипаты талданады. Талдау кезінде нағыз металдар түзетін қосылыстардың негіздік, нағыз бейметалдар түзетін қосылыстардың қышқылдық сипаты барына назар аударылады.

Бұдан соң мырыш гидроксидінің қышқылдар және сілтілер ерітінділерімен      әрекеттесуінің          зертхналық          жұмысы ұйымдастырылады.

Жұмыстың нәтижесі "мырыш гидроксидін: а) қышқылдарға; ә) негіздерге жатқызуға бола ма?" - деген сұрақ бойынша қорытындыланады. Оқушылар мырыш гидроксиді қышқылмен әрекеттесіп негіздік, сілтімен әрекеттесіп қышқылдық қасиет көрсететіні жөнінде пікірге келеді, реакциялардың теңдеуін жазады. Мырыш оксидін алып тәжірибелер қайталанады, реакция теңдеулері жазылады. Бұл тәжірибелерден оқушылар қорытынды жасайды.   Химиялық  элемент  қосылыстарының  амфотерлі  қасиет білдіруі оның металдар мен бейметалдар арасынан орын алатынын білдіреді, металдардан біртіндеп бейметалға ауысуы байқалады.

Химиялық элементтер түзетін жай заттар және химиялық қосылыстар туралы ұғым элементтердің табиғи топтарын өткенде дамытылады. Элементтер табиғи топтарға қасиеттерінің ұқсастығы және түзетін заттарының сипаты бойынша біріктірілген.

Сілтілік металдардың табиғи тобы туралы түсінік тәжірибелерге және оқулықтағы 10-11 - кестелерге сүйеніп беріледі. Сумен және оттегімен әрекеттесу реакциялары көрсетіледі. Салыстырмалы атомдық массаларының артуына қарай физикалық қасиеттерінің өзгеру заңдылықтарына назар аударылады.

Галогендердің табиғи тобын қарастырғанда физикалық қасиеттері көрнекі көрсетіледі, кесте бойынша олардың өзгеру бағыты анықталады. Сутегімен және металдармен әрекеттесу реакцияларының теңдеулері жазылып, талданады, түзетін қосылыстардың құрамына көңіл аударылады. Элементтердің тағы бір табиғи тобы инертті газдар туралы қысқа мағлұмат беріледі.

Әзірлік жұмыстары 20 элементтің карточкаларын дайындаумен және физикадан атом құрылысы туралы білетіндерін қайталап келуге тапсырма берумен аяқталады. Карточкалардың үлгісі оқулықта берілген. Әр карточкаға элементтің химиялық таңбасы, салыстырмалы атомдық массасы, оттегі және сутегі бойынша валенттілігі жазылады. Карточкалар білдіретін ақпараттың тиімділігін арттыру үшін металдар карточкасын көк түске, бейметалдардікін - қызыл түске, амфотерлі элементтер карточкаларының жартысын көк, жартысын қызыл түске бояйды, инертті элементтер карточкаларын ақ күйінде қалдырады.

1.1.3. Периодтық заңды оқуды қорытындылау.

Периодтық заңды қорытып шығару үшін атомдық массалары 1-ден 40-қа дейінгі химиялық элементтердің карточкаларымен өздігінен жұмыс ұйымдастырылады. Элементтерді атомдық массаларынның өсуі бойынша қасиеттері ұқсастары бірінің астына екіншісі келетіндей етіп орналастыруға тапсырма беріледі.

Карточкалармен жұмыс істегенде оқушылар литийден неонға, натрийден аргонға дейінгі элементтердің атомдық массаларының артуына қарай: а) оттегі бойынша валенттіліктерінің өсуін; ә) сутегі бойынша  валенттіліктерінің  кемуін;  б)  жай  заттар  қасиеттерінің өзгеруін; в) оксидтері сипатының өзгеруін; г) гидроксидтері сипатының өзгеруін салыстырады.

Элементтердің валенттіліктері өзгеруін график түрінде сызады. Одан байқалатыны элементтердің атомдық массалары өскенде оттек бойынша валенттілік литийден азотқа — бірден беске дейін, натрийден хлорға қарай 1-ден жетіге дейін артады. Бейметалдар түзетін ұшқыш сутек қосылыстарындағы валенттілік көміртегінен фторға, кремнийден хлорға қарай 4-тен 1-ге дейін кемиді. Литийден оттегіне дейінгі элементтердегі валенттіліктің өзгерісін натрийден күкіртке дейінгі элементтер дәлме-дәл қайталайды.

Жай заттарды көрнекі көрсету арқылы металдық және бейметалдық қасиеттерін салыстырғанда агрегаттық күйіне, түсіне, металдық жылтырлығына, электр және жылу өткізгіштігіне назар аударылады. Соның нәтижесінде оқушылар заттардың физикалық қасиеттерінің өзгеруі атомдық массалардың өсуіне периодты тәуелді болады деген қорытындыға келеді. Элементтердің оттегі және сутегімен әрекеттесуін көрсететін химиялық қасиеттерін салыстыру да дәл осындай тұжырымға әкеледі.

Бұдан соң оқушылар орналасу реті бойынша қарастырылып отырған элементтердің оксидтерінің, негіздерінің және қышқылдарының формулаларын жазып, қасиеттерін салыстырады. Оксидтер мен гидроксидтердің құрамы мен қасиеттері заңды түрде өзгеретініне көздері жетеді. Негіздік оксидтер мен негіздердің қасиеттері кеміп, амфотерлі қасиет пайда болады, ол қышқылдық қасиетке ауысады.

Өзіндік жұмыстардың тапсырмаларын орындау нәтижесінде оқушылар салыстырмалы атомдық массаларының артуы бойынша орналастырылған элементтердің, олар түзетін жай және күрделі заттардың қасиеттері периодты түрде заңдылықпен өзгеріп, қайталанатыны туралы қорытындыға келеді. Осы қорытындыға сүйеніп, мұғалім периодтық заңның Д.И.Менделеев тұжырымдаған анықтамасын түсіндіреді. Периодтылықтың себебін білу үшін атом құрылысымен танысу қажеттігін айтады.

Оқушылар бірінші 20 элементтің карточкаларын өздері жасап, салыстырмалы атомдық массаларының өсу реті бойынша орналастырғанда үш қатар пайда болғанын, екі элемент (калий, кальций) төртінші қатарға орналасқанын көреді. Мұғалім олардың периодтар деп аталатыньш айтып, периодтық жүйе жөніндегі ұғымды енгізеді, кіші және үлкен периодтар, топ және топшалар туралы қысқаша түсінік береді. Соның нәтижесінде оқушыларда мынадай мәселелі сұрақтар туады:

1. Химиялық элементтердің қасиеттеріндегі ұқсастықтар мен айырмашылықтарды қалай түсінуге болады?

2. Элементтердің қасиеттері неліктен периодты өзгереді?

3. Бір периодта көршілес орналасқан атомдық массалары жақын элементтердің қасиеттері әр түрлі, ал бір топта орналасқан атомдық массаларында   айырмасы   үлкен   элементтердің   қасиеттері   ұқсас болатыны неліктен?

4. Элементтердің     салыстырмалы     атомдық    массаларының бөлшек сан болып келетін себебі не?

5. Атомдық массасы кіші болғанымен калийдің аргоннан кейін орналасатыны неліктен?

Бұл сұрақтардың жауабын оқушылар атом құрылысымен танысу кезінде алады.

1.2. Атом құрылысын оқыту.

Атом термині «атомос» - грек сөзі, қазақшаға аударғанда «бөлшектенбейді» деген ұғымды білдіреді. Осы пікір үстем болып тұрған кездің өзінде орыс ғалымдары М.Г. Павлов (1819 ж.), Н.А. Морозов атомның құрылысы күрделі деген пікір айтқан. Атақты ғалымдар Д.И. Менделеев, А.М. Бутлеров атом әзірше бізге белгілі тәсілдермен жіктелмейтін бөлшек деп жорамалдаған.

Атомның бөлшектенетіні туралы алғашқы эксперименттік мәліметтер XIX ғасырдың соңында алынды. Оларға жататындар: катод сәулелерінің, рентген сәулелерінің және радиоактивтіліктің ашылуы. Бұларды зерттеу атомның бейтарап, оң және теріс зарядталған бөлшектерден тұратынын көрсетеді. Осыған орай оқушыларға альфа бөлшек, протон, нейтрон, электрон, позитрон туралы түсінік беріледі. Олардың массалары, зарядтары, толық және қысқа белгілеулері кесте түрінде жазылады.

Атом құрылысының күрделі екені анықталған соң оның құрамына кіретін бөлшектер қалай орналасқан деген сұрақ туады. Бұл сұраққа жауап беру үшін Э.Резерфорд тәжірибесі, Мария Кюри-Склодовская, Пьер Кюри тәжірибелері туралы айтылады. Бұл ғалымдар және А.Беккерель туралы оқулықта берілген материалдарға оқушылардың  назарын   аударады.   Соның  нәтижесінде  оқушылар  атомның ядродан және электрон қабығынан тұратыны, радиоактивті сәулелер шығару арқылы бір элементтің екінші элементке ауысатыны жөнінде қорытындыға келеді.

          Ra → Rn + He

"Атомның ядросы центрінде орналасқан, оның құрылысы қандай?" - деген сұрақты нақтылау үшін протоннейтрондық теория қысқаша қарастырылады, изотоптар туралы ұғым беріледі. Элементтің реттік нөмірі мен ядро заряды арасындағы байланыс ашылады. Ядро құрамын белгілеп жазу түсіндіріледі, мысалы: Сl (17р, 18n), S (8р, 8n), Н (1р), т.б. Элемент атомының ядросы, көбінесе, құрылымдық символ түрінде жазылады, мәселен, жалпы түрде: Э. Э -ядросы қарастырылып отырған элемент символы, А - атом ядросындағы нуклондардың жалпы саны, 2 - ядро заряды, А =  2 + N, N - ядродағы нейтрондар саны, N = А - Z оңай табылатындықтан, кейде жазылмайды. Құрылымдық символ бойынша хлор атомдарының ядро құрамы былай кескінделеді:

[С1₁₈]   және        [С1₂₀]

Хлор, оттегі және сутегі атомдарының құрылымдық символдарын жазу арқылы ядро зарядтары бірдей, массалары әр түрлі -  изотоптар болатыны жөнінде түсінік беріледі. Химиялық элемент жәэне салыстырмалы атомдық масса ұғымдары жаңаша анықталады, мысалы:  химиялық элемент  дегеніміз - ядро зарядтары  бірдей атомдардың    түрі,    изотоптар   -   олардың    түр    өзгерістері. Салыстырмалы   атомдық   массаға   элементтің   табиғи   изотоптары орташа  массасының  көміртегі  атомы  массасының   1/12  бөлігіне қатынасы   деген   анықтама   беріледі.   Оқушыларға  белгілі   кейбір элементтердің табиғи изотоптары және олардың орташа атомдық массаларын табу тәсілдері түсіндіріледі:

1)    m (O): m (О): m (О) = 99,759,: 0,057 : 0,204

2)    m (С1): m(С1) = 75: 25

Хлордың табиғи изотоптарының орташа атомдық массалары:

Аr (С1) = (35∙75): 100 + (37∙25): 100 = 35,5

Бұдан соң мұғалім реттік немірі 3-11 элементтердегі бөлшектердің санын көрсететін кесте сызады.

Бұл мәліметтер атомның массасы ядроға жинақталғанын, оң зарядталған бөлшектер санының теріс зарядталған белшектер санына тең, сондықтан атом тұрғысынан алғанда электрбейтарап екенін көрсетеді. Атом ядросының заряды (элементтің реттік нөмірі) қанша бірлікке артса, электрон саны соншама өседі. Атомдағы электрондар энергетикалық деңгейлерде орналасады.

Кіші периодтар элементтерінің электрондық құрылысы қарастырылады. Энергетикалық деңгейлер, деңгейшелер, электрон бұлттары, олардың пішіні және кеңістікте орналасуы туралы ұғымдар қалыптастырылады.

Қазір олардың күйін кванттық механика теориясы тұрғысынан түсіндіреді.

Электрондар энергетикалық деңгейлерде орналасады, оларды n-деп    белгілейді.    Олардың    мәні     1,2,3,4,5,6,7.....∞    сандарымен көрсетіледі. Әр деңгейде болуы мүмкін электрондар саны 2 n² формуласымен таңбаланады. 1-деңгейде 2∙1² = 2, 2-деңгейде 2∙2² = 8, үшінші деңгейде 2∙3² = 18, төртінші деңгейде 2∙4² =        =32, т.б. электрондар орналасады.

Бір деңгейде орналасқан электрон бұлттарының пішіні бірдей еместігі анықталған, ол орбитальдарға (l) жіктеледі. Олардың сан мәні 0-ден n=1-ге дейін өзгереді. п=2 болғанда l=0, n=2 болғанда 0,1; n=3 болғанда l=О, 1, 2. - мәндері санмен немесе 2ріптермен көрсетіледі:

0, 1, 2, 3, 4

s, p, d, f, q

Бірінші энергетикалық деңгейде S-орбиталь, екінші энергетикалық деңгейде s,р -орбитальдар, үшінші энергетикалық деңгейде s,р,d -орбитальдары, төртінші энергетикалық деңгейде s,p,d,-орбитальдары, т.с.с. болады.

1-кесте. Рет нөмірі 3-11 элементтер атомдарының құрылым бөлшектері

Химиялык элементтің реттік нөмірі	Символы	Протон саны	Нейтрон саны	Электрон саны	Салыстырмалы атомдық массасы
3	Li	3	4	3	7
4	Ве	4	5	4	9
5	В	5	6	5	11
6	С	6	6	6	12
7	N	7	7	7	14
8	O	8	8	8	16
9	F	9	10	9	19
10	Ne	10	10	10	20
11	Na	11	12	11	23

2-кесте. Электрондардың деңгейлер мен орбитальдарда орналасуы          (I - IV период). (Айтылғандарды кесте түрінде жазса, көрнекілігі артады).

Энергетикалык денгей (n)	Энергетикалық орбиталь (l)	Кeңістікке бағытталуының мәні (m)
1	0 (S)	0
2	0 (S) 1 (p)	0 - 1, 0, +1
3	0 (S) 2 (p)	0 - 1, 0, +1 -2, -1,0,+1,+2
4	0 (S) 1 (p) 2 (d) 3 (f)	0 -1, 0, +1 -2, -1, 0, +1, +2 -3, -2,-1, 0, +1, 2,+3

Бір энергетикалық деңгейде орналасқан электрондард энергиясының әр түрлі болуы электрон бұлттарының пішініне байланысты, S -электрондары бұлтының пішіні шар тәрізді, р -электрондарының бұлты көлемдік эллипс пішінді, ал n және d -электрондар бұлттарының пішіні күрделі болып келеді. Электрон бұлттары кеңістікте әр түрлі орналасады. Олардың орналасуы магнит квант санының мәніне байланысты (m) - l -дан 0,+1-ге дейін болуы мүмкін. Шар тәрізді S -бұлтының кеңістікте орналасуының бір ғана жағдайы бар. p = электрон бұлттары кеңістікте үш түрлі (-1,0,+1) орналасады. d = электрондар орналасуының S мәні (-2, -1, 0, +1, +2) бар. f=электрондар бұлтының мәні - 7 (- 3, -2, -1,0, +1, +2, +3).

Әр электрон ядро төңірегінде және өз осінен айналады, бұл айналыс сағат тілінің бағыты бойынша және керісінше болуы мүмкін, осыған орай электрон спинінің екі бағыты шартты түрде қарама-қарсы бағыттағы бағдаршамен белгіленеді: ↑↓.  Электрон бұлтының әр жағдайын ұя арқылы таңбалайды: ↑↓.

Бір атомда электронның төрт сипаты: энергия қоры және бұлтының мөлшері, бұлтының пішіні, электрон бұлтының кеңістікте орналасуы және спині бірдей екі электрон болуы мүмкін емес (Паули ұстанымы). Атомның қалыпты жағдайында электрондар энергиясы төмен энергетикалық деңгейлерге орналасады.

Осындай түсініктемеден кейін оқушылар I - III период элементтерінде электрондардың орналасу сызбанұсқасын сызады, электрондық формулаларын жазады. Соңғы Г.Е.Рудзитис, Ф.Г.Фельдман оқулығына дейін энергетикалық деңгейлердегі электрондардың жалпы саны цифрмен көрсетілді, атом құрылысының электрондық және графикалық формулалары берілмейтін. Соңғы оқулықта электрондардың орналасуы үш түрлі кескінделеді:

Деңгейлердегі электрон саны	Электрондық формуласы	Графикалық формуласы
1H         1e- 2He       2 e- 3Li        2 e- 1 e- 4Be       2 e- 2 e- 5B         2 e- 3e- 6C         2 e- 4e-  7N         2 e- 5e- 8O         2 e- 6e- 9F          2 e- 7e- 10Ne      2 e- 8e-	1 1 1 2  1 2  1 2 2 p1 1 2 2 p2 1 2 2 p3 1 2 2 p4 1 2 2 p5 1 2 2 p6	↑ ↑↓ ↑↓  ↑      __ __ __ ↑↓  ↑↓    __ __ __ ↑↓  ↑↓    ↑   __ __ ↑↓  ↑↓    ↑   ↑   __ ↑↓  ↑↓    ↑   ↑   ↑ ↑↓  ↑↓    ↑↓ ↑   ↑ ↑↓  ↑↓    ↑↓ ↑↓ ↑ ↑↓  ↑↓    ↑↓ ↑↓ ↑↓

Бұдан соң III период элементтері атомдарының электрондық және графикалық формуласы жазылады.

Энергетикалық деңгейлерде электрондардың орналасуы жөнінде оқушылар жалпы қорытынды жасайды.

1. Бірінші    период    элементтерінде    бірінші    энергетикалық деңгейдің S-орбиталі екі электронмен толады.

2. Екінші период элементтерінде энергетикалық деңгейдің 2S-орбиталі екі, 2р-орбиталі алты электронмен толады.

3. Үшінші    период    элементтерінде    үшінші    энергетикалық деңгейдің Зs-орбиталі екі, Зр-орбиталі алты электронмен толады.

Бұлардың бәрі негізгі топ элементтеріне жатады, s және р-элементтер деп аталады.

Бұдан соң мұғалім үшінші d -орбитальдың қалғанын ескертіп, төртінші период элементтерінде энергетикалық деңгейшелердің толу ретін түсіндіреді: 4s →Зd→4р. Мұнда периодтың басындағы екі элемент (калий және кальций) 4s-орбиталін екі электронмен толтырады. Үшінші элемент скандийден бастап галлийге дейінгі он элементте электрондар сыртқының астындағы үшінші деңгейдің d -орбитальында орналасады. Ол орбиталь электронға толған соң ғана 4р-орбиталі алты электронмен толады. Бесінші периодта электрондардың орналасуы төртіншіге ұқсас жүзеге асады: 5s → 5d →5р.  Бұл екі периодта энергетикалық деңгейлерін электрондармен толтыратын элементтер саны 18-ге жетеді, s және р-дар басқа d-элементтер пайда болып, қосымша топшалар құрайды.

Алтыншы және жетінші периодтарда электрондардың орналасуы бұлардан да күрделі, яғни мына ретпен жүреді: 6s 5d 4f 6p.

Бұл периодтағы f -элементтер (лантаноидтер, актиноидтар) туралы түсінік жалпы химия курсында беріледі.

1.2.1. Периодтық заңды атом құрылысы тұргысынан түсіндіру.

Периодтық жүйе - периодтық заңның графикалық бейнесі, ол жеті период, сегіз топтан тұрады. Периодтар үлкен және кіші топтарға негізгі және қосымша топшаларға жіктеледі.

Элементтер қасиеттерінің периодты түрде өзгеруінің себебін түсіну үшін оқушылар ядро заряды мен сыртқы энергетикалық деңгейдегі электрон саны арасындағы тәуелділікті көрсететіи диаграмма сызады. Көлбеу бағытта ядро зарядының өсуі, тік бағытта электрон саны керсетіледі. Сонда екінші және үшінші период элементтерінде сыртқы деңгейдегі электрон санының бірден сегізге дейін өсетіні байқалады. Бұл алдыңғы сабақтарда сызылған валенттіліктің өзгеру графигіне сәйкес келеді. Сыртқы қабаттың электрондары валенттік электрондар деп аталады, екінші және үшінші периодтарда сегіз элементтен кейін қайталанады. Оттегі бойынша валенттілік сыртқы электрондардың санына, сутегі бойынша валенттілік сегізден сыртқы электрондар санын алғандағы айырмаға тең. Бұл заңдылық негізгі топшалардың элементтеріне ғана тән. Қосымша топшалардың элементтерінде валенттік электрондары сыртқы және сыртқының астындағы деңгейлерде орналасады.

Периодта бейметалдық қасиеттердің күшеюі ядро зарядының өсуіне байланысты сыртқы деңгейдегі электрон санының артуымен және атом радиусының кішіреюімен тусіндіріледі. Бұл жағдайда ядро мен электрондар арасындағы тартылу күші артады.

Бір топта және топшада орналасқан элементтердің қасиеттерінің ұқсас болатын себебі электрондық құрылымы, әсіресе сыртқы деңгейлерінің электрондық құрылысы ұқсас, мысалы, сілтілік металдарда: Li 2s¹, Nа 3s¹, К 4s¹, Rb 5s¹, Fr 6s¹;  галогендерде: F 2s² 2р⁵, С1 3s² 3р⁵, Вr 4s² 4р⁵, I 5s² 5р⁵.

Бір периодтан екінші периодқа өткенде электрондар жаңа деңгейлерге орналасады, негізгі топ элементтерінің радиусы үлкейеді. Осыған орай металдарының электрон беру қасиеті күшейеді, бейметалдардың электронды қосып алу қасиеті кемиді. Бұл заңдылыққа қосымша топ элементтерінің бағынбайтынын айту қажет, оның себебі d-сығымдалу әсерінен атом радиустарының кішіреюінде.

Электрондық теория тұрғысынан периодқа және топқа анықтама беріледі. Период — электронмен толатын энергетикалық деңгейлерінің саны бірдей элементтердің көлбеу қатары. Топ - энергетикалық деңгейлеріндегі валенттік электрондарының саны бірдей элементтердің вертикаль қатары. Әр периодтың ұзындығы, үлкен период элементтерінің қасиеттеріндегі ерекшеліктер энергетикалық деңгейлердің толу ретімен түсіндіріледі. Мысалы 2,8,8,18,18,32 электрондар саны I - IV периодтардағы химиялық элементтердің санына сәйкес келеді. IV - V периодтарда 10 элемент d-орбиталын электрондармен толтырғанда сыртқы деңгейдегі электрон саны тұрақты күйінде қалады, сондықтан олардың металдық қасиеті де сақталады. Орбитальдағы электрон сандары артқанда қосылыстарында бейметалдық қасиеттер пайда болады.

Химиялық элементтердің электрондық құрылымының периодты түрде өзгеруі олардың жай заттары, оксидтері, негіздері, қышқылдары қасиеттерінің де периодты түрде өзгеруіне әкеледі. Бірақ бұл өзгерістер жеке атомдардағы өзгерістерге қарағанда басқаша болып келеді. Өйткені оларға қосылыстардың құрамындағы атомдар арасындағы химиялық байланыстың сипаты, байланыс энергиясы, заттың түзілу жылуы, т.б. әсерін тигізеді. Бұл мәселені заттың құрылысы және химиялық байланыс өтілгеннен кейін периодтық жүйе тұрғысынан кеңірек қарастырған жөн.

Қорытынды

Орта мектеп химия курсындағы Д.И. Менделеев жасаған химиялық элементтердің периодтық заңы, периодтық жүйесі және атом құрылысы туралы ұғым қалыптастыру және дамыту мақсатында зерттеуге №37 мектеп-гимназиясының 8-сыныбы алынды. Онда жетекшінің және пән мұғалімінің көмегімен химияның алғашқы ұғымдарын қалыптастыру негізінде сабақтар өткіздім. Оқушылардың алған білімін тексеру мақсатында  өздік жұмыстар, тест тапсырмаларын орындаттым, әр оқушыдан жеке есеп алдым. Тест тапсырмалары бойынша оқушылардың нәтижесін 1-кестеден көруге болады.

Мектепте химия курсындағы негізгі түсінікті шегіне жете білу үшін тек ғылым және өнеркәсіп жетістіктері емес, табиғат жөнінде ғылыми көзқарасқа шығармашылық ой қалыптастыру тиімді.

Химиялық түсініктерді қалыптастыру кезінде теориялық білімді табиғатпен байланыстыру керек. Осы тұрғыдан алғанда, педагогикалық ғылымның қазіргі жетістіктерін және озық тәжірибелерін соңғы талаптарға сай көрсету міндетке алынуда. Әр ұғымды игеруде оқушылардың белсенділігін арттыру, тәжірибе қою, талқылау, бақылау, қорытынды жасау, ұғымның мазмұнын, көлемін, елеулі белгілерін, мәнін ашу және мысалдар келтіру, анықтама беру, ұғымдар жүйесіндегі орнын табу біліктерін қалыптастыру.

Білім беруде оқушыларды білім ақпаратымен қамтамасыз етіп қана қоймай, олардың бойында бағдарламалық дағдылар мен икемдерді де қалыптастырып, шығармашылықпен жұмыс істеуге үйретуіміз керек.

Пайдаланған әдебиеттер тізімі:

1.     Д.М.Кирюшкин, В.С.Полосин «Химияны оқыту методикасы». Алматы «Мектеп» 1984ж.

2.     Н.Нұрахметов, К.Сарманова «Химия» Орта мектептің 8-сыныбына арналған оқулық. Алматы «Мектеп» 2004ж.

3.     И.Нұғыманұлы «Химияны оқыту әдістемесі» Алматы «Prints» 2005ж.

4.     Г.И.Шелинский, А.Д.Смернов «Химияны оқыту методикасы» Алматы «Мектеп» 1967ж.

5.     А.Мырзабаев «Химияның қызығы» Алматы. «Мектеп» 1963ж.

6.     Ізденіс (Жаратылыстану) - 2006ж. №3.

7.     Химия мектепте, 2007ж.  №2.

8.      Химия мектепте,  2008ж.  №1.

9.      Қазақстан мектебі,  2007ж. №2

10.  Биология. География. Химия, 2005ж. №1.

Қосымша

1-    кесте. Тест тапсырмасы бойынша оқушылардың

     білім деңгейінің көрсеткіші

Сынып	Оқушы саны	Бағасы мен пайызы				Абсолютті үлгерімі	Білім сапасы
		«5»	«4»	«3»	«2»
8 «Ә»	25	24%	52%	24%	-	100%	76%
		6 оқушы	13 оқушы	6 оқушы	-