Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Биология / Конспекты / Интегрированный урок физики и биологии
ВНИМАНИЮ ВСЕХ УЧИТЕЛЕЙ: согласно Федеральному закону № 313-ФЗ все педагоги должны пройти обучение навыкам оказания первой помощи.

Дистанционный курс "Оказание первой помощи детям и взрослым" от проекта "Инфоурок" даёт Вам возможность привести свои знания в соответствие с требованиями закона и получить удостоверение о повышении квалификации установленного образца (180 часов). Начало обучения новой группы: 26 апреля.

Подать заявку на курс
  • Биология

Интегрированный урок физики и биологии

библиотека
материалов

Разгадка тайн природы, или история развития атомной физики.(слайд 1)


Цель урока:

Сформировать представление об атоме, его строении; объяснить причины периодического изменения свойств атомов элементов. Продолжить формирование практических умений и навыков в ходе анализа физических и химических явлений. Показать единство законов физики и химии.


ЗАДАЧИ УРОКА:

Обучающая:

закрепить знания о строении атома, строении ядра;

углубить представление об элементарных частицах атома: электроне, протоне, нейтроне;

рассмотреть ядерную модель строения атома Резерфорда;

подтвердить, что заряд ядра является главной характеристикой элемента;

закрепить умения учащихся определять число протонов и электронов в атоме любого химического элемента;


Развивающая:

продолжить формирование практических умений и навыков в ходе анализа химических и физических явлений;

способствовать пониманию единства законов физики и химии;

развивать умения и навыки при работе с периодической системой Д.И.Менделеева;

развивать познавательную активность учащихся;

продолжить формирование умений наблюдать, сравнивать, делать выводы на основе результатов опытов и решения проблемных вопросов.


Воспитывающая:

воспитывать умение работать коллективно и индивидуально;

воспитывать у учащихся гуманитарный образ мышления;

воспитывать культуру поведения, общения друг с другом в процессе учебной деятельности.


Методы и приёмы:

Рассказ, беседа, рассуждение, постановка и решение проблемных вопросов, заслушивание сообщений, декламирование стихотворения, демонстрации опытов, работа с магнитной доской, составление модели атома, выстраивание логической цепочки.



Оформление класса


«Ядерная физика и в особенности физика элементарных частиц являются наиболее глубокими разделами физической науки».

А.Наумов.


«В каждом атоме незримо полыхает Хиросима».

Э.Балашов.


«Дайте мне материю, и я построю из нее мир».

И.Кант.


План.

  1. Организационный момент.

  2. Актуализация знаний.

  3. Объяснение нового материала.

  4. Закрепление.

  5. Подведение итогов, выставление оценок

  6. Домашнее задание.



Преподаватель химии. В 7-м классе на уроках физики вы ознакомились с внутренним строением вещества, в 8-м узнали, как устроен атом. На уроках химии вам стало известно строение периодической системы Д.И.Менделеева. На сегодняшних уроках многочисленные сведения из физики и химии предстанут объединенными общими принципами. Вы увидите, что все явления тесно переплетаются. В каждом можно найти и физическую, и химическую стороны. Одни и те же открытия помогали и физикам и химикам одновременно. В процессе познания мира резких ограничений не было, ибо между явлениями природы существуют объективные связи.

При изучении строения вещества для вас остался неясен ход познания и методы, с помощью которых получено знание. Поэтому нам хотелось бы изложить материал в исторической последовательности, чтобы вы поэтапно проследили процесс становления физической истины, механизм научного поиска, борьбу идей и взглядов на долгом, зачастую противоречивом, историческом пути науки, оценили роль ученых. Кроме того, каждый должен хотя бы в общих чертах представлять, как устроен мир, в котором он живет. Каждому важно знать, что мир познаваем, что по мере углубления знаний картина мира неизбежно усложняется. Вот почему темой нашего интегрированного урока является разгадка тайн природы, или история развития атомной физики, а эпиграфом – слова известного физика Луи де Бройля: «Каждый успех наших знаний ставит больше проблем, чем решает».(слайд 2)


Преподаватель физики. Однажды американский физик, блестящий ректор Р.Фейнман задал студентам гениальный вопрос. Перефразировав, хочу задать его и вам. Представьте, что в результате какой-либо мировой катастрофы, оказались бы уничтоженными все научные знания, накопленные человечеством. Вас попросили бы передать людям, которые появятся когда-нибудь, фразу, которая помогла бы им сократить долгий путь познания на тысячи лет, и, значит, быстрее стать цивилизованным обществом. Чтобы вы передали?(слайд 3)

Конечно, располагая небольшим запасом знаний, сразу ответить трудно. Как же ответил сам Фейнман? Он ответил так: «Все тела состоят из мельчайших частиц, которые хаотически движутся и взаимодействуют». Значит, знание о внутреннем строении вещества дорогого стоит. Я думаю, что мнение авторитетного ученого поможет вам заинтересоваться предложенной темой, проникнутся важностью предстоящего разговора.

Другого ничего в природе нет,

Ни здесь, ни там, в космических глубинах:

Всё – от песчинок малых до планет

Из элементов состоит единых.


Преподаватель химии: На краю Млечного Пути, вокруг звезды средней величины, вращается голубой шар. (слайд 4)

Это планета Земля. На планете много веществ и различных химических элементов, которые отличаются друг от друга мельчайшими частицами, именуемыми молекулами и атомами. Английский поэт и художник Уильям Блейк (1757 - 1827)в своем стихотворении призывал:

В одном мгновенье видеть вечность,

Огромный мир – в зерне песка,

В единой горсти – бесконечность

И небо - в чашечке цветка.


Показ фрагмента научно – популярного фильма «Вселенная: от атома до космоса» (слайд 5)


Преподаватель физики: Оказывается, любая песчинка – действительно, целая Вселенная, ибо включает в себя почти столько же мельчайших частиц, сколько звезд содержится во всей Метагалактике.

Из этих частиц состоит и камень, одиноко лежащий на обочине дороги, и маленький цветок, радующий нас своей красотой, и пушистые облака, неторопливо плывущие по голубому небу. Скажите, какие явления доказывают нам, что любое тело состоит из частиц?

Учащиеся отвечают (явление диффузии, броуновское движение, наконец, фотографии, полученные с помощью электронного микроскопа)


Преподаватель химии.

Как формула, как график трудовой

Строй Менделеевской системы строгий

Вокруг тебя творится мир живой

Входи в него, вдыхай, руками трогай.


(Слайд 6)Из атомов состоит природа (живая, неживая).

Живая природа: растения, животные, грибы, бактерии состоят из одних и тех же элементов, т.е. видов атомов. В настоящее время ученым удалось обнаружить в составе клетки более 80 химических элементов из 110, известных в природе. В организме взрослого человека массой 70кг содержится 45,5кг кислорода, 12,6кг углерода, 7кг водорода, 2,1кг азота, 1,4кг кальция, 700г фосфора, остальные элементы составляют около 700г.

Элементы, встречающиеся в живой клетке, широко распространены и в неживой природе-атмосфере, воде, земной коре. Нет таких элементов, которые встречались бы только в живых организмах. Это указывает на связь и единство живой и неживой природы.

Записываем в тетради вывод (слайд 7): на атомном уровне различий между химическим составом органического и неорганического мира нет.

Большинство элементов (видов атомов) находятся в природе в виде химических соединений – веществ.


Преподаватель физики. Вопрос «Из чего образуются все вещи в мире?» интересовал ещё древнегреческих философов. В конце |V века до н.э.они первыми выработали понятие об элементе, атоме, химическом соединении. В ||| веке до н.э. в Китае появилось учение, согласно которому материя состоит из двух противоположностей, при соединении которых образуются тела. Последние могут делиться и распадаться на отдельные частицы, и такое деление может продолжаться бесконечно.

(слайд 8)Первым, кто наиболее отчётливо высказал мысль об атомистическом строении вещества, принято считать древнегреческого мыслителя Демокрита, жившего в V веке до н.э. Демокрит пришёл вк выводу, что материя состоит из мельчайших частиц вещества, которые он назвал атомами, что в переводе с греческого означает «неделимый». Взгляды Демокрита изложены в поэме «О природе вещей», написанной римским философом и поэтом Лукрецием Каром более 2000 лет тому назад. Давайте прослушаем отрывок из этой поэмы. Будьте внимательны.

Выходит ученик, который читает отрывок из поэмы «О природе вещей»

«Выслушай то, что скажу, и ты сам, несомненно, признаешь,

что существуют тела, которых мы видеть не можем…

Стало быть, ветры – тела, но только незримые нами.

Далее, запахи мы обоняем различного рода,

хоть и не видим совсем, как в ноздри они проникают…

Но это всё обладает, однако, телесной природой,

Если оно способно приводить наши чувства в движенье:

Ведь осязать, как и быть осязаемым, тело лишь может,

И, наконец, на морском берегу, разбивающем волны,

Платье сыреет всегда, а на солнце вися, оно сохнет;

Видеть, однако, нельзя, как влага на нём оседает,

Как и не видно того, как она исчезает от зноя.

Значит, дробится вода на такие мельчайшие части,

Что недоступны они совершенно для нашего взгляда.

Нам очевидно, что вещь от стирания становится меньше,

Но отделение тел, из неё каждый миг уходящих,

Нашим глазам усмотреть запретила природа ревниво…».


Преподаватель физики. О каких недоступных для нашего взгляда мельчайших частицах, на которые дробится вода, говорилось в отрывке?

Предполагаемый ответ. Речь шла об атомах и молекулах.


Преподаватель химии. Сейчас мы экспериментально докажем и постараемся объяснить явления, которые происходят на атомно-молекулярном уровне.

Демонстрация опытов.

Опыт №1 (демонстрирует преподаватель химии )

Приливание к гидроксиду натрия фенолфталеина.

Преподаватель химии. Вы видите, что после смешивания двух бесцветных жидкостей образуется жидкость малинового цвета. Что произошло?

Предполагаемый ответ. Произошла химическая реакция.

Преподаватель химии. По какому признаку вы определили, что произошла реакция?

Предполагаемый ответ. Произошло изменение цвета.


Опыт №2 (демонстрирует преподаватель физики )

Опустим в стакан с водой кристаллик перманганата калия, известный нам по названию марганцовки. Что вы видите? Объясните наблюдаемое явление и дайте ему название.

Предполагаемый ответ. Происходит смешивание кристалликов вещества с водой. Частицы марганцовки проникают в пространства между частицами воды. Такое явление называется диффузией.


Преподаватель физики. Какой вывод можно сделать на основе этих опытов?

Предполагаемый ответ.Эти опыты доказывают, что все тела состоят из частиц, между которыми есть промежутки. Частицы движутся и взаимодействуют между собой.


Преподаватель химии. Что касается Демокрита, то про подобного рода явления он писал: «Весь окружающий нас мир образован в результате соединения и разъединения атомов, вечно движущихся в бесконечной пустоте». (слайд 9)

Позже стали говорить о том, что атомы имеют определённую форму, размеры, обладают маленькими отростками, с помощью которых переплетаются. Также была высказана мысль о «мельчайших частицах», которые всегда существовали в атоме и неотделимы от него.


Преподаватель химии. Что такое химический элемент?

Предполагаемый ответ.Совокупность атомов одного и того же вида называется химическим элементом.

Преподаватель физики.Да, сколько в природе химических элементов, столько и видов атомов – кирпичиков мироздания.

В России теорию о мельчайших частицах вещества развивал Михаил Васильевич Ломоносов. Различая два вида частиц материи, он дает им названия «элементы» - атомы и «корпускулы» - молекулы.

« Элемент есть часть тела, не состоящая из каких-либо других частиц, а «корпускула» есть собрание элементов в одну большую массу» (слайд 10)

Так прозвучала мысль о том, что молекула состоит из атомов.

Однако к концу 19-го века появляются неопровержимые факты, которые свидетельствуют о сложном строении атома. Наиболее серьезный удар по привычным представлениям об атомах нанесло открытие электрона – частицы, входящей в состав атома и последовавшая после этого первая попытка создания модели атома.

30 апреля 1897 года день рождения электрона (слайд 11)

Открытие принадлежит Джозефу Джону Томсону, английскому физику, который, исследуя свойства катодных лучей, обнаружил, что они представляют собой поток отрицательно заряженных частиц, которые он назвал электронами.

Студенты Кембриджа называли своего профессора человеком, расколовшим атом.

Им предложена первая модель строения атома. Чтобы образно ее представить, посмотрим на эту булочку.(слайд 12)

Разрезав ее, видим внутри изюм. (Демонстрирует, разрезанную булочку с изюмом.)

Томсон считал, что роль изюма в атоме играют электроны, отрицательно заряженные электроны, которые распределены по всему объему атома. Положительный заряд подобен тесту в кексе.

(фрагмент кинофильма о Томсоне)

В целом атом электронейтрален. Для устойчивости атома необходимо, чтобы электроны располагались концентрическими слоями, в каждом слое определенное число электронов. Томсон с помощью данной модели объяснил ряд физических явлений. Например, хорошая проводимость металлов объяснялась тем, что атомы металлов легко теряют часть электронов.


Преподаватель химии.Год 1909. Американский физик Роберт Милликен и русский физик Абрам Федорович Иоффе независимо друг от друга определили заряд и массу электрона.

Попытаемся представить, как мала масса электрона. У вас на столах стоят гирьки массой 1 грамм. Возьмите каждый гирьку. Легкая? А электрон имеет массу 0,000000000000000000000000091 грамм.(слайд 13)


Преподаватель физики.Первая модель атома сыграла положительную роль: в дальнейшем была использована верная идея о слоях электронов в атоме, о потере электронов атомами. Однако скоро обнаружилось несоответствие модели реальной действительности. (слайд 14)

В частности, модель атома Томсона оказалась в противоречии с результатами опыта Резерфорда – одним из основателей, атомной и ядерной физики, члена Лондонского королевского общества, почетного члена 30 академий и научных обществ, в том числе Академии наук СССР.В 1908 году – лауреат Нобелевской премии за исследования радиоактивности. Его учениками были Чедвик, Бор, Петр Капица.

Петр Капица писал: «Я не могу вспомнить другого ученого современника Резерфорда, в лаборатории которого воспитывалось бы столько крупных физиков. История науки показывает, что крупный ученый – это не обязательно большой человек, но крупный учитель не может не быть большим человеком!»


 Сценка «Создание планетарной модели атома Э.Резерфордом»

Утро. За столом видит Э.Резерфорд, курит трубку. Входит слуга.

– Сэр, Ваша утренняя газета.

– Благодарю, Том. Положи на стол.

Слуга уходит.

– Так. Что у нас новенького? (читает): «Крушение поезда в Манчестере. Финансовый кризис в Америке. Выставка художников в Париже...» Всё не то. А вот, интересная статья. «Джозеф Джон Томсон – директор Кавендишской лаборатории в Лондоне считает, что электроны расположены внутри положительно заряженной сферы по группам в концентрически расположенных кольцах, то есть по определённым устойчивым оболочкам. Свою модель строение атома Томсон назвал «булочкой с изюмом». Так, так, интересно! А может он прав? (размышляет).

Входит слуга с подносом.

– Ваш кофе, сэр. (уходит)

Резерфорд пьет кофе, и внимательно рассматривает булочку с изюмом.

– Что-то здесь не так! Здесь какой-то хаос! Порядка нет. Какая ещё булочка с изюмом? Нет! Всё не то! (подходит к окну). Солнце взошло. Солнце... Солнце... Земля... Планеты... Солнечная система! Ну, конечно же! Атом – подобие Солнечной системы! (рисует)

Входит слуга.

– Сэр, к вам мистер Гейгер.

– Пусть войдёт.

Входит Гейгер.

– Моё почтение, мистер Резерфорд.

– Доброе утро. Ганс, я знаю как выглядит атом!

– Нежели? Ну-ка расскажите.

– Вот, смотрите! (показывает)

– Но это же строение Солнечной системы?

– Знаю, знаю, друг. Но и атом имеет такое же строение! Ядро атома – это Солнце, а электроны – планеты!

– Ну, я не знаю. Может ты и прав.

– А пойдём-ка со мною в лабораторию, я тебе всё объясню. (уходят)


Просмотр (кадры планетарной модели атома) (слайд 15).


Преподаватель физики. А теперь, я думаю, вы сможете ответить на вопросы: Какие частицы входят в состав атомов? Как они расположены? Какой заряд имеют?

По-античному наивно,
Откровенно простовато
Совершенно "неделимым"
Называли греки
атом.
Но теперь твердит наука:
Атом - непростая штука,
 
И устроен он хитро.
В центре - плотное ядро,
А вокруг, как роем мошки,
Пляшут электроны-крошки…


В 1909 - 1911 гг. Резерфорд экспериментально доказал, что у атомов есть ядра. В мае 1911 г. на страницах лондонского “философского журнала” он изложил результаты экспериментальных и теоретических поисков в области строения атома

(видеофрагмент фильма о Резерфорде).(слайд 16)


Преподаватель физики.

(слайд 17)Учитывая, что в твердом теле атомы упакованы плотно, а расстояние между их центрами составляет величину порядка 2,5∙10-10, рассчитайте, сколько слоев атома пролетела α частица, не испытавшая соударений ядром, если толщина фольги в опытах Резерфорда составляла 10-5 м?

Дано: Решение:

d = 1 ∙ 10-5 м n = d/2r = 1 ∙ 10-5 м / 2,5 ∙ 10-10 м = 0,4 ∙ 105

2r = 2,5 ∙ 10-10 м

n - ? Ответ: n = 4∙104

(Уч-ся решает задачу у доски)


Преподаватель физики.(слайд 18)Попробуем оценить размеры атомного ядра. Энергия α-частиц в опыте Резерфорда была равна 5 МэВ, порядковый номер золота Z = 79. Предложим, что α-частица налетает на атом в «в лоб». Она будет сближаться с положительным зарядом до тех пор, пока вся ее кинетическая энергия не превратится в потенциальную энергию взаимодействия зарядов: Ек = Еп = , где r – наименьшее расстояние, на которое α-частица приближается к положительному заряду атома.(Уч-ся решает задачу)

Дано: Решение:

Е = 5МэВ Ек = Еп = ,

Z = 79 r = = 4,538∙10-14 м.

е = 1 ∙ 10-19 Кл

ε0 = 8,87∙10-12 Нм2/кг2. Ответ: r ≈ 4,6∙10-14м

r - ?


Преподаватель физики.Оказалось, что радиус ядра имеет порядок 10 – 12 см (10 – 14 м). Заряд же ядра положителен и определяется формулой Q = Z•e, где Z – порядковый номер элемента в периодической системе, а е- модуль заряда электрона.

(Учащиеся записывают в тетрадь).(слайд 19)

1.Атом имеет положительно заряженное ядро, размеры которого малы по сравнению с размерами самого атома.

2.В ядре сконцентрирована почти вся масса атома.

3.Отрицательный заряд всех электронов распределен по всему объему атома.


Преподаватель химии.

(слайд 20)Строение всех атомов зашифровано в периодической системе химических элементов. Порядковый номер химического элемента показывает электрический заряд ядра атома Z , этот заряд численно равен сумме протонов в ядре атома; т.к. атом в целом электрически нейтральная частица, то суммарный положительный заряд атома равен суммарному отрицательному заряду всех электронов. Заряд – основной признак, определяющий химический элемент. Необходимо было обладать большой научной интуицией, чтобы, не зная состава атомного ядра, взять за основу систематизации элементов массу их атомов и открыть в марте 1869 года периодический закон Д.Д. Менделеева.

(опрос о периодическом законе, периодической системе Д.И. Менделеева)

Преподаватель химии: Вспомним физический смысл порядкового номера элемента, номера периода и номера группы в периодической системе химических элементов.

Ответ:

Порядковый номер показывает заряд ядра атома, число протонов в ядре, общее количество электронов в атоме. Номер периода показывает количество энергетических уровней, на которых располагаются электроны. Номер же группы равен числу электронов на внешнем энергетическом уровне.

Преподаватель химии:

(слайд 21) Пользуясь периодической системой элементов охарактеризуйте атом кислорода.

Ответ:

Порядковый номер кислорода 8, следовательно, заряд ядра +8, в ядре содержится

8 протонов, около ядра расположены 8 электронов. Число нейтронов находим по разности относительной атомной массы и порядкового номера элемента. Нейтронов тоже 8.


Преподаватель физики: (показ фильма 4 часть, (слайд 22)

В 1900 г. М. Планк, в 1905 г. А. Эйнштейн и Н. Бор внесли теоретические идеи и квантовые представления в планетарную модель Э. Резерфорда — постулаты (постулат — утверждение, принимаемое без доказательства).(Учащиеся записывают в тетрадь).

Первый постулат: электрон может вращаться вокруг ядра не по любым, а только по некоторым определенным круговым орбитам. Эти орбиты получили название стационарных. При этом энергия атомом не поглощается и не излучается.(слайд 23)

Второй постулат: излучение или поглощение энергии атомом происходит при скачкообразном переходе электрона с одной стационарной орбиты на другую. При этом испускается или поглощается отдельная порция энергии — квант.(слайд 24)

Н Бор внес квантовые представления о строении атома, но он использовал традиционные классические понятия механики, рассматривая электрон как частицу, движущуюся со строго определенными скоростями по строго определенным траекториям. Его теория была важным этапом в развитии представлений о строении атома.

Гипотеза, предложенная М. Планком и А. Эйнштейном о световых квантах (фотонах) показана, что нельзя автоматически распространять законы природы, справедливые для большинства тел — объектов макромира, на ничтожно малые объекты — микромира (атомы, электроны и т.д.)

В 20-х годах XX столетия после возникновения и развития новой отрасли теоретической физики — квантовой или волновой механики — была решена задача описания свойств и поведения частиц микромира. Эта теория характеризует частицы микромира как объекты с двойственной природой — корпускулярно-волновым дуализмом: одновременно они являются и частицами (корпускулами) и волнами. Корпускулярно-волновой дуализм объектов микромира подтвержден и экспериментально знакомыми из курса физики интерференцией и дифракцией электронов. Это доказывает наличие v электрона волновых свойств. Почернение фотослоя лишь в одном месте свидетельствует о наличии у него корпускулярных свойств. Будь электрон только волной, он более или менее равномерно засвечивал бы фотопластинку

В 1932 г. была разработана протонно-нейтронная теория ядра, согласно которой ядра атомов состоят из протонов, имеющих заряд +1 и массу 1, и нейтронов, имеющих заряд 0 и массу 1. Их называют нуклонами. (слайд 25)

Атом — электронейтральная система взаимодействующих элементарных частиц, состоящая из ядра (образованного протонами и нейтронами) и электронов.

(МУЛЬТФИЛЬМ о СТРОЕНИИ АТОМА) (слайд 27)

Преподаватель химии:


(слайд 28) Порядковый номер элемента в ПСХЭ Д.И. Менделеева соответствует заряду ядра атома, т. е. указывает на число протонов в нем. Число нейтронов определяется по формуле N-A-Z, где А — массовое число, Z — порядковый номер элемента. Количество электронов в атоме соответствует порядковому номеру элемента в ПСХЭ.



(слайд 29) Вопрос 1. Порядковый номер элемента — 25. Массовое число 55. Каков состав его атома?


Ответ: Заряд ядра атома +25; в ядре атома 25 протонов, нейтронов 55 - 25 = 30; в атоме 25 электронов.


Вопрос 2. Чего следует ожидать, если в атоме изменить число а) протонов; б) нейтронов?


Ответ: Изменение числа протонов в атоме приводит к образованию нового химического элемента т.к. изменяется заряд ядра атома.


(слайд 30) Изменение числа нейтронов в атоме приводит к изменению атомной массы элемента, заряд ядра атома не изменяется. Образуются изотопы — разновидности атомов одного и того же элемента, имеющие одинаковый заряд ядра, но разную относительную атомную массу.


(слайд 31) Пример: Изотопы хлора: +17Сl , ат. масса 35, и +17Сl, ат. масса 37; изотопы калия +19К, ат. масса 39, и +19К, ат. масса 40.


Свойства изотопов одного и того же элемента одинаковы, т. к. имеют одинаковый заряд ядра, хотя их относительная атомная масса разная, т.к. они содержат разное число нейтронов; изменение атомной массы элементов незначительно — оно имеет долевое значение.


(слайд 32) Изотопы водорода имеют собственные названия и химические знаки:

Протий — Н — имеет заряд ядра +1 и массу атома 1, нейтронов в ядре нет.

Дейтерий — D — имеет заряд ядра атома +1 и массу атома 2, нейтронов в ядре — I.

Тритий — Т имеет заряд ядра атома +1 и массу атома 3, нейтронов в ядре — 2.


Вопрос: Почему изотопы водорода существенно отличаются по свойствам?


Ответ: Изотопы водорода имеют изменение массы весьма существенное — в кратное значение раз.


(слайд 33) А сейчас немного отдохнем.

Химические загадки (задаёт преподаватель химии)

... встали в ряд

В их … растёт заряд

Значит столько в них ...

А в округе ...

(элементы, ядра, протоны, электроны)


Есть в ядре ещё ...

Что ... иметь не склонны

Ну а то, что в ... дробь

В том виновен ...

(нейтроны, заряд, масса, изотоп)


Рядом много ...

Не живут определённо

И уже на новый ...

... восходит свой.

(электроны, слой)


(слайд 34) Он бежит по проводам, 
Он бывает тут и там.
Свет зажег, нагрел утюг
... - наш лучший друг.
Если в атом он попал - 
То, считай, почти пропал:
Он с утра и до утра 
Носится вокруг ядра.

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

На основании вышеизложенного следует дать современную трактовку химического элемента.

Химический элемент — это совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра, т. е. с одинаковым числом протонов в нем.

Вспомним физический смысл порядкового номера элемента, номера периода и номера группы в периодической системе химических элементов.

Ответ:

Порядковый номер показывает заряд ядра атома, число протонов в ядре, общее количество электронов в атоме. Номер периода показывает количество энергетических уровней, на которых располагаются электроны. Номер же группы равен числу электронов на внешнем энергетическом уровне.

Преподаватель химии:

(слайд 35) Пользуясь периодической системой элементов охарактеризуйте

Электронное строение атомов элементов малых периодов. (слайды 36, 37, 38)


(слайд 39)Задание 1.

Преподаватель химии. Из предложенного перечня выпишите символы атомов: O2, HCl, ,Na, O, NaCl, Ca(OH)2, C, Mg , учащиеся выписывают

(Выписывают в тетрадь символы: Na, O, C, Mg)


Задание 2.

Преподаватель химии. Составьте электронные конфигурации атома

1в - O, 2в – Na

Учащиеся составляют электронные конфигурации атомов.

Преподаватель химии. - Основываясь электронными конфигурациями, ответьте на вопрос:

какие свойства будут проявлять атомы кислорода и атомы натрия, и объясните почему.

( Учащиеся объясняют проявление металлических и неметаллических свойств строением электронной оболочки атома, ее наружного энергетического уровня.)

Преподаватель химии. - Какую роль в ОВР проявляют атомы кислорода и натрия. Ответ подтвердите уравнениями химических реакций

Учащиеся.Атом кислорода – окислитель, атом натрия восстановитель.

4Na0 + O20= 2Na+12 O -2

Преподаватель химии.- Чем объяснить, что атомы кислорода принимают электроны, а атомы натрия отдают их?

Учащиеся. Строение внешнего энергетического уровня.

Преподаватель химии. Сформулируйте вывод: что определяет свойства атомов химических элементов

Учащиеся. Свойства атомов ХЭ определяются строением их атомов, а точнее количеством электронов на внешнем энергетическом уровне.

В 20-х годах XX в. учёные установили, что электрон имеет двойственную природу: он является одновременно и частицей и волной. Представление о двойственной природе электрона привело к созданию квантово-механической теории строения атома. Согласно этой теории, электрон не имеет определённой траектории движения. Можно говорить только о вероятности нахождения электрона в разных частях атомного пространства. Это пространство и называется атомной орбиталью.

Учащиеся зачитывают на карточке определение атомной орбитали.

1.Часть атомного пространства, в которой вероятность нахождения данного электрона наибольшая, называется атомной орбиталью или облаком.

Но надо заметить, что атомная орбиталь или облако имеет определённую форму.

(слайды 40, 41)Учащиеся записывают в тетради орбитали и их формы.

s- орбиталь имеет сферическую форму.

P – орбиталь имеет гантелеобразную объёмную форму.

d - орбиталь имеет гантелеобразную более объёмную форму.

Преподаватель объясняет, что орбитали расположены не хаотично, а на определённом энергетическом уровне и обозначается римской цифрой.

2.Совокупность орбиталей, которые имеют одинаковое значение главного квантового числа, - это энергетический уровень.

Запись в тетрадь.

(слайд 42) Максимальное число электронов на энергетическом уровне.

I ___ 2

II_______ 8

III___________18

Число энергетических уровней равно номеру периода в таблице Д.И.Менделеева.

Объяснение учителя:

Каждый энергетический уровень делится на подуровни.

Учащиеся зачитывают определения подуровней.

(слайды 43, 44, 45)

3.Энергетический подуровень – это совокупность орбиталей, которые находятся на одном энергетическом уровне и имеют одинаковую форму.


энергетического уровня

орбиталь

Кол-во электронов

подуровни

I

S2

2

1s2

II

S2 P6

8

2s22p6

III

S2 P6d10

18

3s23p63d10


Объяснение преподавателя химии по таблице.

I энергетический уровень содержит s2орбиталь на которой находятся 2 электрона. I энергетический уровень имеет подуровень 1s2.

II энергетический уровень содержит s2 p6орбиталь на которой находятся 8 электронов. II энергетический уровень имеет подуровни 2s2 2p6.

III энергетический уровень содержит s2 p6d10орбиталь на которой находятся 18 электронов. III энергетический уровень имеет подуровни 3s2 3p6d10.

(слайды 46, 47, 48, 49)

Учащиеся записывают в тетрадь общую электронную формулу, по которой составляют электронные формулы химических элементов предложенных учителем.

Общая электронная формула: 1S22S22P63S23P63d10

а) H – 1S1

б) He – 1S2

в) Li – 1S22S1

г) C – 1S22S22P2

д) Ne – 1S22S22P6


Преподаватель химии. Таким образом, на сегодня известно точно, что... (ребята - в тетради составляют схему-таблицу строения атома).

(слайд 50)

hello_html_m53a50f6e.jpg

Строение всех атомов зашифровано в периодической системе химических элементов. Порядковый номер химического элемента показывает электрический заряд ядра атома Z , этот заряд численно равен сумме протонов в ядре атомаhello_html_mb166658.jpg; т.к. атом в целом электрически нейтральная частица, то суммарный положительный заряд атома равен суммарному отрицательному заряду, следовательно, равен числу электронов в оболочке атомаhello_html_m5607f92a.jpg. hello_html_m3dd7d330.jpgЧтобы вычислить число нейтронов в ядре из массового числа атома вычитаем заряд ядра:hello_html_m212e4e26.jpg


Отработка изученного материала проводится с помощью вопросов:

а) Опроверг ли своими опытами Э. Резерфорд модель атома Томсона?

Какая модель атома вытекает из опытов Э. Резерфорда?

Что принимается за размер атома в планетарной модели атома?

б) задача с выбором ответа:

(слайд 51)Опыты Резерфорда по рассеянию альфа-частиц показали:

электрон вращается в атоме по круговой орбите;

альфа-частицы положительно заряжены;

атом не взаимодействует с альфа-частицами;

атом состоит из малого по объему и массивного ядра и легких электронов;

атом состоит из заряженных частей.

( слайд 52) в)Отгадывание кроссворда:

Способность атомов некоторых химических элементов к самопроизвольному излучению (радиоактивность).

Древнегреческий философ, высказавший предположение о том, что все тела состоят из мельчайших частиц (Демокрит).

Ученый, доказавший сложный состав радиоактивного излучения (Резерфорд).

Ученый, предложивший одну из первых моделей строения атома (Томсон).

На слайд выведены все вопросы, отвечать на которые можно в любом порядке. Для проверки правильности ответа, необходимо нажать на цифру вопроса, после чего номер вопроса исчезнет, а появится правильный ответ. Проверку знаний можно расширить, если воспользоваться кнопкой перехода по гиперссылке на соответствующий слайд, поставленной на каждый вопрос. Вернуться на слайд кроссворда можно с помощью управляющей кнопки. После разгадывания кроссворда, по вертикали можно прочитать слово “атом”, чтобы это было явно, необходимо нажать на любое место в столбце, он закрасится более темным цветом.

В) Пока учащиеся отгадывают кроссворд, 2 учащихся у доски работают по карточкам.

 Работа по карточкам

Карточка 1. Собрать шаростержневые модели молекул следующих веществ: водорода Н2, метана CH4 (атомы углерода – шарики чёрного цвета, атомы водорода – шарики белого цвета).


Карточка 2. Собрать шаростержневые модели молекул следующих веществ: хлора Cl2, аммиака NH3 (атомы азота – шарики голубого цвета, атомы водорода – шарики белого цвета, атомы хлора – шарики зелёного цвета).


г) фронтальный опрос:

Чем отличаются протоны и электроны?

Сходство и различие протонов и нейтронов?

Какой заряд имеет атом меди?

Из чего складывается масса атома?


Продолжить работу по листу работы на уроке.


(слайд 53)Музыкальное сопровождение (пение птиц)


Урок заканчивают преподаватели физики и химии.

(слайд 54) Мы строили модель атома, а построили периодическую систему,

Мы шли по стопам Резерфорда, а пришли к Менделееву.

Мы теперь знаем, в чем тайна великого закона!

На этом можно поставить точку, но, увы, природа никогда не выдает своих тайн до конца. Узнав ответ на одни почему, мы тут же оказываемся перед другими.

Не зря Дмитрий Иванович говорил: «Периодическому закону будущее не грозит разрушением, а только надстройки и развитие обещает быть!»


(слайд 55) Домашнее задание:

- по физике §7.2, 7.3, 7.5. Используя термины, изученные на уроке и фамилии ученых, составить кроссворд;

-по химии составить сиквейн по теме «АТОМ», §1 по учебнику «Основы общей химии».




































Приложение

Лист работы на уроке

Задание 1.

Из предложенного перечня выпишите символы атомов: O2, HCl, ,Na, O, NaCl, Ca(OH)2, C, Mg.


Задание 2.

Составьте электронные конфигурации атомов кислорода (1вариант) и натрия (2 вариант).

Проверьте в парах, выскажите суждения об отличиях в эл. конфигурациях.


Задание 3. Составьте уравнения реакций, в которых атомы кислорода проявляют окислительные свойства, а атомы натрия – восстановительные.


Задание 4.

Заполнить схему «Строение атома»

АТОМ












Задание 5.

Заполнить таблицу: «Элементарные частицы»


Сравните частицы.

Задание 6. Заполнить таблицу «Характеристика атомов химических элементов» (работаем в группе по 4 человека.Каждый характеризует один элемент)


Задание 7. Выполни тестовые задания.


Сколько нуклонов содержится в ядре

2964 Си?

  1. Сколько нуклонов содержится в ядре

13 27 Аl?

А) 29 Б) 64 В) 35

А) 13 Б) 27 В) 14

  1. Назовите химический элемент, в ядре которого содержится 18p + 22n

2 . Назовите химический элемент, в ядре которого содержится 33p + 42n

А) цирконий Б) аргон В)титан

А) рений Б) мышьяк В) молибден

  1. Кто предложил протонно - нейтронную модель ядра?

3 Кто предложил протонно-нейтронную модель ядра?

А) А.Беккерель Б) В.Гейзенберг

В) Д.Томсон

А) Э. Резерфорд Б) В.Гейзенберг

В) Д.Томсон

  1. Какие частицы входят в состав ядра?

4 Какие частицы входят в состав ядра?

А) только протоны Б) протоны и нейтроны В) протоны и электроны Г) нейтроны и электроны

А) протоны и электроны Б) протоны и нейтроны В) только протоны Г) нейтроны и электроны

  1. Атом любого химического элемента состоит из:

5 Зарядовое число-это

А) только из протонов

А) нейтроны и электроны

Б) ядра и электронной оболочки

Б) только протоны

В) протонов и электронов

В) протоны и электроны

Г) нейтронов и электронов

Г) только электроны

6. Атом элемента на внешнем энергетическом уровне имеет семь электронов. Он проявляет:

6. Атом элемента на внешнем энергетическом уровне имеет два электрона. Он проявляет:

А) восстановительные свойства

А) окислительные свойства

Б) окислительные свойства

Б) восстановительные свойства























Автор
Дата добавления 18.04.2016
Раздел Биология
Подраздел Конспекты
Просмотров136
Номер материала ДБ-039961
Получить свидетельство о публикации

"Инфоурок" приглашает всех педагогов и детей к участию в самой массовой интернет-олимпиаде «Весна 2017» с рекордно низкой оплатой за одного ученика - всего 45 рублей

В олимпиадах "Инфоурок" лучшие условия для учителей и учеников:

1. невероятно низкий размер орг.взноса — всего 58 рублей, из которых 13 рублей остаётся учителю на компенсацию расходов;
2. подходящие по сложности для большинства учеников задания;
3. призовой фонд 1.000.000 рублей для самых активных учителей;
4. официальные наградные документы для учителей бесплатно(от организатора - ООО "Инфоурок" - имеющего образовательную лицензию и свидетельство СМИ) - при участии от 10 учеников
5. бесплатный доступ ко всем видеоурокам проекта "Инфоурок";
6. легко подать заявку, не нужно отправлять ответы в бумажном виде;
7. родителям всех учеников - благодарственные письма от «Инфоурок».
и многое другое...

Подайте заявку сейчас - https://infourok.ru/konkurs


Выберите специальность, которую Вы хотите получить:

Обучение проходит дистанционно на сайте проекта "Инфоурок".
По итогам обучения слушателям выдаются печатные дипломы установленного образца.

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ КУРСОВ


Идёт приём заявок на международный конкурс по математике "Весенний марафон" для учеников 1-11 классов и дошкольников

Уникальность конкурса в преимуществах для учителей и учеников:

1. Задания подходят для учеников с любым уровнем знаний;
2. Бесплатные наградные документы для учителей;
3. Невероятно низкий орг.взнос - всего 38 рублей;
4. Публикация рейтинга классов по итогам конкурса;
и многое другое...

Подайте заявку сейчас - https://urokimatematiki.ru

Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх