Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Химия / Конспекты / Конспект урока по химии и физике на тему "Строение атома и физика ядра атома"
  • Химия

Поделитесь материалом с коллегами:

Интегрированный урок химия + физика

по теме «Строение атома. Физика атомного ядра».


Авторы: Маркова Л.Н. – учитель химии,

Пирогова Т.Г. – учитель физики.

Роль и место данной темы в курсе.

  • В школьном курсе физики и химии довольно много времени отводится на изучение темы «строение атома, физика атомного ядра», в тестах ЕГЭ предлагаются задания по этой теме, они включены в тесты централизованного тестирования. Эта тема изучается в 8-х,9-х классах, но более углубленно изучается в 11-м классе.

Тип урока.

  • Урок обобщения и изучения нового материала.

Вид урока.

  • Интегрированный урок (химия, физика) 11 класс.

Цель урока.

  • Сформировать целостное представление об атоме и показать единство законов физики и химии.

Задачи:

  • Обобщить знания из курсов физики и химии о строении атома.

  • Познакомить учащихся с историей открытия атома и его сложного строения.

  • Рассмотреть факты, доказывающие сложное строение атома.

  • Показать, что заряд ядра является главной характеристикой химического элемента.

  • Развивать познавательный интерес к предметам. Показать значение опытных фактов.

Оборудование. Таблица периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, презентации учителей, компьютер для учителя, проектор, экран.

План урока.

В течение урока

30 мин

Беседа по презентации.

II

Изучение нового материала: понятие

Рассказ учителя. Работа с таблицей. Беседа. Записи в тетради. Показ презентации. Работа с учебником.

III

Физминутка: «Зарядка для глаз»

3 мин

Фронтальная работа

IV

Обобщение урока

10 мин

Работа в группах

V

Подведение итогов. Домашнее задание.

3-5 мин.

Беседа. Сообщение учителя.

Ход урока. I этап

Учитель химии. Сегодня мы покажем взаимосвязь двух наук, а вы в ходе урока попытайтесь найти эту взаимосвязь и ответить, что является главной характеристикой атома?

Проблемная ситуация. Составляя свою периодическую систему, Д.И. Менделеев расположил все элементы по возрастанию массового числа, но есть противоречия, которые он объяснить не мог. Например: Ar и K, Te и I. Почему? Нужна была новая теория, которая бы объяснила эти противоречия. На помощь пришла физика. Ученые физики предложили теорию строения атома.

Итак, тема урока: “Строение атома, Физика атомного ядра”.

Учитель физики. Историческая хронология экспериментов в области физики, свидетельствующие о делимости атома.

  1. Гипотеза о том, что вещества состоят из большого числа атомов, зародилась свыше 2,5-тысячелетий назад в лице древнегреческого ученого Демокрита. Позиция Демокрита: «Существует предел деления – атом». Он говорил: «Ничего не существует, кроме атомов и пустоты…». «Атом» в переводе с греческого обозначает «неделимый» и до конца XIX века это считалось верным. Но открытия конца XIX – начала XX вв. показали, что атом устроен сложно.

Вспомним, какие это открытия?

  1. 1897 г. Дж. Дж. Томсон открыл электрон при исследовании «катодных лучей». Исследуя отклонения катодных лучей в магнитном и электрическом полях, Томсон показал, что катодные лучи представляют собой поток отрицательно заряженных частиц - электронов. Он измерил удельный заряд этих частиц и нашел, что их масса приблизительно в 1837 раз меньше массы атома водорода. Это было прямым и надежным открытием электрона.

1906 – 1914 г.г. Роберт Милликен и Абрам Иоффе провели эксперименты по точному определению массы и заряда электрона (приводим современные данные). me=9,1∙10-31кг; qе=1,610– 19 Кл.


  1. 1896 г. Анри Беккерель открыл явление радиоактивности.

Радиоактивность – способность атомов к самопроизвольному (спонтанному) излучению.

4. 1899 г. Эрнест Резерфорд обнаружил, что это излучение неоднородно;

Цель опыта: обнаружить состав радиоактивного излучения.

Оборудование. Свинцовый цилиндр. Радиоактивное вещество. Электрическое поле (или магнитное поле). Люминесцентный экран.

Результат опыта: излучение имеет три составляющих: α-лучи, βлучи, γ-лучи.

Вывод: атом имеет сложное строение.

Резерфорд установил, что α-лучи состоят из частиц с зарядом в 2раза большим, чем у водорода, а масса – в 4раза. Из этого следует, что это ядро атома гелия.


5. 1903 г. Модель строения атома Томсона - «Кекс с изюмом».

Атом представлял собой шар. Он состоит из положительного заряда, равномерно распространенного по всему объему атома, и электронов, колеблющихся внутри этого заряда около своего положения равновесия. Положительный заряд шара равен по модулю суммарному отрицательному заряду электрона, поэтому электрический заряд атома в целом равен нулю. Модель «Кекс с изюмом», не нашла экспериментального подтверждения.


6. 1911-13 г.г. Опыт Резерфорда «Планетарная модель атома».

Модель строения атома Томсона нуждалась в экспериментальной проверке. Поэтому в 1911 г. Резерфорд совместно со своими сотрудниками провел ряд опытов по исследованию состава и строения атомов.

Опыт Резерфорда. Наибольшее количество вспышек расположено в центре экрана. Значит, основная часть всех α-частиц прошла сквозь фольгу, почти не изменив начального направления (рассеялось на малые углы). При удалении от центра экрана количество вспышек становится все меньше и меньше. Следовательно, с увеличением угла рассеяния количество рассеянных на эти углы частиц резко уменьшается. Также некоторое число частиц рассеялось на углы, близкие к 90°, а некоторые – на углы порядка 180°.

Выводы из опыта Резерфорда. Именно случаи рассеяния α-частиц на большие углы привели Резерфорда к выводу:

  • 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.

  • Столь сильное отклонение α-частиц возможно только в том случае, если весь положительный заряд занимающее ничтожную часть объема атома, и почти вся масса атома сосредоточены в центре.

  • Внутри атома находится положительно заряженное ядро,

  • Электроны вращаются вокруг ядра, они нейтрализуют заряд ядра.

Таким образом, в результате опытов по рассеянию α-частиц была доказана несостоятельность модели атома Томсона. Резерфорд предложил ядерную (планетарную) модель атома.

7. 1919 г. Э. Резерфорд открыл протон. α-частицы, испускаемые ядрами радия взаимодействовали с ядрами азота. В результате получились ядра кислорода и протоны.


8. 1932 г. Джеймс Чедвик открыл нейтрон.

Конец 20-х – начало 30-х годов XX века по праву можно считать золотым веком атомной физики.


Строение ядра. Нуклоны ядра.

Электрон имеет массу 9,1·10-31 кг и заряд -1,6·10-19 Кл.

Ядро состоит из нуклонов – протонов и нейтронов.

Сумма чисел протонов и нейтронов равна массовому числу атома.

Масса протона 1,6726∙10-27 кг, масса нейтрона 1,6749∙10-27 кг.


Физкультминутка для глаз.


Учитель химии. Рассмотрим планетарную модель атома.

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


Распределение электронов по электронным уровням. Осталось неясным, где расположены электроны в атоме?

Электрон движется хаотично и с большой скоростью. Электрон может находиться в любой части околоядерного пространства, занимая определенную орбиталь.


Заполнение электронами четвертого энергетического уровня.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ – составляет орбитали и электроны с одинаковым значением энергии. Электроны внешнего энергетического уровня обладают максимальным запасом энергии наименее прочной связью с ядром.


Максимальное количество электронов на уровне.

1 энергетический уровень – 2 электрона

2 энергетический уровень – 8 электронов

3 энергетический уровень – 18 электронов

4 энергетический уровень – 32 электрона


Проблемные вопросы. На основе поставленных проблемных вопросов, дается определение понятия «ионы», «изотопы» и утверждается, что главной характеристикой является заряд ядра.


Что следует ожидать, если в атомном ядре изменить число электронов?

hello_html_64af50f8.gif Ионы – заряженные частицы.

Что следует ожидать, если в атомном ядре изменить число нейтронов?

hello_html_30d6cefd.gif
ИЗОТОПЫ
разновидности атомов одного и того же химического элемента, имеющие одинаковый заряд ядра, но разные массовые числа.


Что следует ожидать, если в атомном ядре изменить число протонов?

hello_html_3c8ad8b7.gifполучим новый вид атома.


ХИМИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ – это вид атомов, характеризующихся одинаковым зарядом ядра, то есть содержащих одинаковое число протонов.

ЗАРЯД ЯДРА – главная характеристика атома.


Электронное облако и формы электронных орбиталей.

ЭЛЕКТРОННОЕ ОБЛАКО определяет состояние электрона в атоме.

ОРБИТАЛЬ – это пространство вокруг ядра атома, в котором наиболее вероятно пребывание электрона. Формы электронного облака (орбитали):

  • sсферическая форма (форма шара)

  • р - форма объемной восьмерки (форма гантели)

  • d – сложная пространственная конфигурация

  • f - сложная пространственная конфигурация


II этап. Обобщение урока.

Для закрепления и углубления знаний работа в группах. (Приложение)


III Подведение итога. Теперь мы можем ответить на вопрос: «Почему в периодической системе химических элементов есть элементы, которые Д.И. Менделеев расположил не в порядке возрастания атомных масс?»

Ожидаемый ответ ученика: Главная характеристика атома является заряд ядра. Изменяя количество электронов и нейтронов, вид атома сохраняется, но меняется соответственно заряд атома и атомная масса. Изменяя число протонов, получается новый химический элемент.

IV. Домашнее задание.

Система понятий . Записать определения. (Составляется учениками дома)

Приложение.

Задания для групп

1. Запишите “домашний адрес”, т.е. положение в периодической системе химического элемента Д.И.Менделеева.

hello_html_m614ce81d.gif

2. Определите заряд ядра, общее количество электронов.

3. Каков состав ядра атома?

4. Изобразите схему распределения электронов по слоям (уровням).

5. Сравните изотопы hello_html_2d7d5e2.gif.hello_html_15fadeea.gif

6. Запишите схему образования иона Na +1 .

7. Изобразите схему распределения электронов по слоям (уровням) в ионе.

8. Каков электронный заряд ядра атома, если hello_html_35e1d28f.gifКл?



1. Запишите “домашний адрес”, т.е. положение в периодической системе химического элемента Д.И.Менделеева.

hello_html_m777e5c69.gif

2. Определите заряд ядра, общее количество электронов.

3. Каков состав ядра атома?

4. Изобразите схему распределения электронов по слоям (уровням).

5.Сравните изотопы hello_html_m2f000636.gif.

6. Запишите схему образования иона O -2 .

7. Изобразите схему распределения электронов по слоям (уровням) в ионе.

8. Каков электронный заряд ядра атома (если hello_html_35e1d28f.gifКл).



1. Запишите “домашний адрес”, т.е. положение в периодической системе химического элемента Д.И.Менделеева.

hello_html_21ee2dc0.gif

2. Определите заряд ядра, общее количество электронов.

3. Каков состав ядра атома?

4. Изобразите схему распределения электронов по слоям (уровням).

5. Сравните изотопы hello_html_15fadeea.gifhello_html_m5f7260a5.gif.

6. Запишите схему образования иона S -2

7. Изобразите схему распределения электронов по слоям (уровням) в ионе.

8. Каков электронный заряд ядра атома, если hello_html_35e1d28f.gifКл?



1. Запишите “домашний адрес”, т.е. положение в периодической системе химического элемента Д.И.Менделеева.

hello_html_m61cd85fd.gif

2. Определите заряд ядра, общее количество электронов.

3. Каков состав ядра атома?

4. Изобразите схему распределения электронов по слоям (уровням).

5. Сравните изотопы hello_html_15fadeea.gifhello_html_m60708bee.gif.

6. Запишите схему образования иона Mg +2 .

7. Изобразите схему распределения электронов по слоям (уровням) в ионе.

8. Каков электронный заряд ядра атома, если hello_html_35e1d28f.gifКл?



1. Запишите “домашний адрес”, т.е. положение в периодической системе химического элемента Д.И.Менделеева.

hello_html_54c0410e.gif

2. Определите заряд ядра, общее количество электронов.

3. Каков состав ядра атома?

4. Изобразите схему распределения электронов по слоям (уровням).

5. Сравните изотопы hello_html_15fadeea.gifhello_html_26dd7678.gif.

6. Запишите схему образования иона Si +4 .

7. Изобразите схему распределения электронов по слоям (уровням) в ионе.

8. Каков электронный заряд ядра атома, если hello_html_35e1d28f.gifКл?





1. Запишите “домашний адрес”, т.е. положение в периодической системе химического элемента Д.И.Менделеева.

1531Р

2. Определите заряд ядра, общее количество электронов.

3. Каков состав ядра атома?

4. Изобразите схему распределения электронов по слоям (уровням).

5. Сравните изотопы  1531Р и 1530Р

6. Запишите схему образования иона Р +5 .

7. Изобразите схему распределения электронов по слоям (уровням) в ионе.

8. Каков электронный заряд ядра атома, если hello_html_35e1d28f.gifКл?


Выберите курс повышения квалификации со скидкой 50%:

Автор
Дата добавления 25.10.2016
Раздел Химия
Подраздел Конспекты
Просмотров62
Номер материала ДБ-289903
Получить свидетельство о публикации
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