План - конспект учебного занятия на тему: " Нуклиды и изотопы. Явление радиоактивности "

Тема: Нуклиды и изотопы. Понятие о природе

радиоактивности.

Дата проведения урока:

Тема: Нуклиды и изотопы. Понятие о природе радиоактивности.  8 класс

Цель:	Сформировать понятия «нуклид», «изотопы», расширить представления учащихся о понятии «химический элемент», сформировать первоначальные представления о природе радиоактивности.
Задачи:	1.Обеспечить усвоение понятия «нуклид», понятия «изотопы» на основании разрешения проблемной ситуации, уточнение понятия «химический элемент»; дать понятие о природе радиоактивности. 2. Продолжить развитие учебно - организационных умений, учебно-интеллектуальных (анализировать, сопоставлять, сравнивать, обобщать, делать выводы), учебно-информационных (работать с учебной книгой, материалами самопроверки, диагностическими и рефлексивными тестами, со схемами), учебно-коммуникативных (слушать, владеть устной и письменной речью, сотрудничать). 3. Воспитывать умение участвовать в коллективном обсуждении результатов собственной учебной деятельности, воспитывать экологическую культуру, обращая внимание на опасности связанные с использованием радиоактивности
Оборудование: Тип урока:	Учебник, периодическая система химических элементов, конспект.                                         Комбинированный.

Технологическая карта

Этапы урока	Деятельность учителя	Деятельность учеников.
1.                 Организационный момент (2 мин.)	Приветствие, проверка отсутствующих и готовности учеников к уроку.	Приветствуют учителя, называют отсутствующих, демонстрируют готовность к уроку.
2.                 Актуализация знаний ( 13 мин.) 2.1.          Проверка домашнего задания. 2.2.          Мотивация.	Индивидуальный опрос. (3 человека) Сообщает тему урока.	Отвечают на вопросы учителя. Открывают тетрадь, записывают дату и новую тему.
3.                 Формирование новых знаний (20 мин.) 3.1 Понятие «нуклид». 3.2 Изотопы. 3.3 Относительная атомная масса. 3.3Понятие радиоактивности.	Вводит понятие «нуклид». Дает определение понятия «изотопы», предлагает отметить в конспекте определения. Дает понятие «Относительная атомная масса». Дает представление о радиоактивности.	Слушают объяснение учителя, делают соответствующие записи в рабочей тетради. Слушают, конспектируют. Слушают, конспектируют. Слушают, конспектируют.
4.                 Применение новых знаний и умений (6 мин.)	Формулирует вопросы для закрепления новой темы.	Отвечают на вопросы. Решают задачи у доски и в тетрадях.
5.                 Домашнее задание (2 мин.)	Объясняет выполнение домашнего задания.	Записывают домашнее задание в дневник.
6.                 Рефлексия (2 мин.)	Организация оценки урока учениками, их самооценки в усвоении нового материала.	Оценивают урок, дают самооценку усвоения материала.

Ход урока.

1.     Организационный момент.

Актуализация знаний.

2.1 Проверка домашнего задания.

Вопрос для первого учащегося:

Планетарная модель строения атома.

Дополнительный вопрос:

Чему равны заряд ядра и число электронов у атомов следующих элементов: N, Al, Fe, Br, Au?

Вопрос для второго учащегося:

Какие существуют параметры для характеристики атома?

Дополнительный вопрос:

Какова формулировка периодического закона Д.И.Менделеева?

Вопрос для третьего учащегося:

 Какова структура Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева?

Дополнительный вопрос:

Как изменяются свойства химических элементов в малом периоде?

2.1 Мотивация.

             Большинство элементов, содержащихся в природе, состоит из нескольких видов атомов, отличающихся значениями относительной атомной массы. Пример: хлор в природе встречается как смесь двух видов атомов, один из которых содержит 18, а другой – 20 нейтронов в ядре.

Каждый вид атомов независимо от принадлежности к конкретному элементу однозначно описывается числом нуклонов (суммой протонов и нейтронов). Поэтому число видов атомов превышает число элементов.

3.        Формирование новых знаний.

        Вот мы и подошли к теме нашего урока: Нуклиды и изотопы. Понятие о природе радиоактивности. Запишите его в тетрадь.

3.1.          Нуклиды.

        Исследованиями начала XX в. было установлено, что атомы одного и того же  элемента могут иметь разные массы. Это  объясняется  тем,  что  в их  ядрах при одном и том же числе протонов может находиться разное число нейтронов. Общее число протонов (Z) и нейтронов (N) в ядре называется массовым числом атома (А):

А = Z + N.

       Массовое число практически определяет массу ядра, а следовательно,

и массу всего атома,  так как масса электронов  составляет ничтожную  часть

общей массы атома.

     Заряд  ядра  атома Z (т.  е.  число протонов) и  его массовое  число А  указывают  числовыми  индексами  слева  от  символа  химического  элемента —

   A

   ZR

например:

16         19           92

35 S, 40K,   238 U

Запишем определение в тетрадь:

      Вид  атомов  с  определенным  значением  атомного  номера  и массового

числа называется нуклидом.

      Для  обозначения нуклида  используют  название  элемента  или  его  символ, где  указывают  только массовое  число:  углерод-12,  или

12                                       16                          32

     С;  кислород-16,  или      О; сера-35, или     S.

Число  нейтронов  N  у  любого  нуклида  легко  подсчитать  по  разности

N = А − Z. Так, у нуклида серы 35S в ядре находится 19 нейтронов (35 − 16 =19), а у нуклида калия 40К — 21 (40 − 19 = 21) и у нуклида урана 238

U — 146 (238 − 92 = 146) нейтронов.

       Еще  один  вопрос  стоял  перед  учеными:  почему  относительные  атомные массы большинства элементов не являются целочисленными величинами, хотя массовые числа их нуклидов выражаются целыми числами?

       Открытие изотопов позволило дать ответ на этот вопрос.

3.2   Изотопы.

      В начале XX  в. было  доказано,  что большинство  химических  элементов  в природе существует в виде нескольких нуклидов. Так, природный литий (Z = 3), кроме нуклидов, в ядрах которых находится 4 нейтрона, имеет нуклиды с числом нейтронов 3. Массовые числа таких нуклидов равны соответственно 6 и 7:

3                            3

6 Li     и     7 Li

      Нуклиды такого типа назвали изотопами. Запишем определение (учащиеся записывают в тетради):

     Изотопами  называются  нуклиды,  имеющие  одинаковый  атомный  но-

мер (т. е. одинаковое число протонов в ядре), но различные массовые

числа. Следовательно,  нуклиды

3                            3

6 Li     и     7 Li   —  изотопы  лития,  а  нуклиды

1                       1                       1

1Н       2Н       2 Н  — изотопы водорода. Другими  словами,  изотопы —  это  разновидности атомов одного и того же элемента, в ядрах которых содержится разное число нейтронов.

        Слово «изотопы» в переводе с  греческого  языка  означает«занимающие

одно  место». Изотопы  любого  элемента  действительно  занимают  одно место в  периодической  системе,  так  как  принадлежат  одному  и  тому  же  элементу. Следовательно,  и  химические  свойства изотопов данного элемента также будут одинаковы. Теперь мы можем дать более точное определение химического элемента. Запишем его в тетрадь (учащиеся записывают определение в тетрадь):

      Химический элемент — вид атомов с одинаковым зарядом ядра.

      Следовательно, атомы данного химического элемента — это нуклиды

с одинаковым зарядом ядра (атомным номером).

3.3 Относительная атомная масса

        В  природе  большинство  химических  элементов  существуют  в  виде  смеси нуклидов,  каждый  из  которых  характеризуется  своим  собственным  значением  массового  числа. Поэтому  относительная  атомная  масса  данного  элемента является усредненной величиной относительных  атомных масс  его нуклидов. Конечно, при этом учитывается содержание каждого нуклида в природной смеси.

       Теперь понятно, почему  относительная  атомная масса  калия меньше,  чем аргона. У  калия более 93 %  его природных  атомов имеет массовое  число 39, а  у  аргона 99 % природной  смеси приходится на  долю нуклида  аргон-40. Поэтому относительная  атомная масса  калия ближе  к 39,  а  аргона —  к 40. Однако  заряд  ядра  атомов  калия  равен 19 +,  а  аргона 18 +,  и  поэтому  в  таблице они  размещаются  согласно  этой  главной  характеристике  химического  элемента.

      Уточним   и запишем в тетрадь определение  относительной  атомной  массы  химического  элемента.

      Относительная атомная масса элемента — физическая величина, которая показывает, во сколько раз средняя масса атомов данного химического элемента больше 1/12части массы нуклида углерода-12 (12С).

   Обобщая сказанное выше, можно записать:

    Массовое число = Число нуклонов в ядре.

    Порядковый номер = Число протонов в ядре или число электронов в оболочке атома.

    Разность между массовым числом и порядковым номером = число нейтронов в ядре.

3.4 Явление радиоактивности.

      Все нуклиды можно разделить на два типа: стабильные и радиоактивные.

Само  название «стабильный»  говорит  об  устойчивости  данного  нуклида,  т.  е. его способности существовать без изменения состава ядра сколь угодно долго. Большинство нуклидов, входящих в состав окружающих нас веществ, являются  стабильными. Это водород-1, кислород-16,  углерод-12, литий-6, литий-7 и др. Стабильность  этих нуклидов определяется прежде всего  устойчивостью их ядер.

       Устойчивость ядра зависит только от соотношения между числом протонов и нейтронов (для каждого элемента оно свое). Если это соотношение выходит за  определенные  пределы,  ядро (а  вместе  с  ним  и  атом)  становится  неустойчивым. Оно самопроизвольно распадается, превращаясь в ядра атомов других элементов. При этом происходит испускание различных частиц. Это явление и есть радиоактивность.

      Ребята, давайте запишем это определение. Учащиеся записывают определение в тетрадь.

     Радиоактивностью  называется  самопроизвольное  превращение  не-

устойчивых атомных ядер в другие ядра,  сопровождающееся испусканием различных частиц.

     Например,  ядра  атомов  радия Ra-226  распадаются  на  ядра  атомов  радона Rn-222  и  ядра  атомов гелия He-4 (посмотрите на рисунок № 18 на странице 48 учебника):

226               222              4

      Ra→ Rn + He.

88                  86               2

    Нуклиды, способные к радиоактивному распаду, называются радионуклидами. Например, уран-238, иод-131, стронций-90, цезий-137 — радионуклиды.

    Устойчивость радионуклидов характеризуют периодом полураспада. Период полураспада (τ1/2) — это время, в течение которого распадается половина первоначального количетва ядер радиоактивных атомов элемента. Очевидно, что спустя два периода полураспада останется четверть, а спустя три — одна восьмая всех имевшихся радионуклидов. Чем больше период полураспада, тем дольше сохраняется радионуклид и тем продолжительнее

его влияние на окружающую среду и человека. Например, с апреля 1986 г. после аварии на Чернобыльской АЭС  прошло  уже  больше  пятисот периодов  полураспада  иода-131(τ1/2 = 8,5 сут), и он практически исчез. В то же время цезий-137 (τ1/2 равен примерно 30  лет)  и  другие  радионуклиды  продолжают  находиться  на  зараженных  территориях.

4.        Применение новых знаний.

Ребята, а сейчас давайте с вами повторим пройденный материал (учащиеся, совместно с учителем отвечают на вопросы).

  Дайте определение  понятий: «нуклид», «изотопы», «химический  элемент»,

«радиоактивность».

                                                                              16       17             3          4

  Укажите состав ядер нуклидов изотопов: а)       O,  O;  б) He,  He.

  Запишите символы нуклидов цинка, ядра которых содержат 34, 36, 38, 40 нейтронов.

                                                                                                                                               234             235              238

 Поясните, чем отличаются нуклиды изотопов урана  92U     92 U    92 U

5.        Домашнее задание.

§ 10 (устно), зад. 5, 7, 10.

6.        Рефлексия.

Ребята вам понравилось занятие? Нарисуйте в виде смайликов свое отношение к занятию.