Разработка урока "Состояние электронов в атоме" (11 класс)

Тема урока: Состояние электронов в атоме

(11 класс, углубленный уровень)

Цель: обобщение и углубление знаний о состоянии электронов в атоме на                          

          основании законов квантовой механики.

Задачи:

         - показать двойственную природу электрона, изучить принципы распределения электронов по орбиталям;

         - развивать логическое и абстрактное мышление, умение анализировать, обобщать, предполагать, делать выводы;

         - воспитывать культуру речи (правильное использование химических терминов).

Ход урока

I. Повторение пройденного материала

- Какие модели строения атома вам известны?

-  В чем «плюсы» и «минусы» модели Кельвина-Томсона «пудинг с изюмом»?

- Каковы преимущества планетарной модели строения атома Э.Резерфорда?

- В чем суть модели Н.Бора? Сформулируйте постулаты Бора.

- Что такое нуклоны? Где они располагаются в атоме? Каковы их массы и заряды?

- Что такое электрон? Где располагаются электроны в атоме?

- Сделайте выводы относительно массы и заряда атома.

- Что такое нуклиды? Выполните задание 1.

II. Изучение нового материала

Проблема 1. Электрон – это частица или волна?

Обсуждение вопроса.

Вывод:                                   электрон

                   частица                                                 волна

    масса                                                                  интерференция

    заряд                                                                   дифракция

Проблема 2. Что такое орбиталь?

Предлагаю желающим у доски изобразить орбиталь (рисуют в центре ядро и  окружность вокруг  ядра – орбиталь). Поясняю несостоятельность этого предположения и даю определение орбитали.

Орбиталь – часть околоядерного пространства, где вероятность нахождения электрона наиболее высока.

Почему речь идет о вероятном, а не точном положении электрона в атоме?

Т.к. электрон – волна, а волновое движение есть движение по всему объему, то движение электрона невозможно описать определенной траекторией и нельзя точно зафиксировать положение в пространстве.

Принцип неопределенности Гейзенберга: у электрона невозможно точно определить скорость и координаты; чем точнее определена скорость, тем менее точно определены координаты, и наоборот.

- Каковы формы атомных орбиталей? (таблица)

- Каково электронно-графическое изображение орбитали? (электронная ячейка).

Проблема 3. Как соотносятся между собой понятия: орбиталь, энергетический подуровень, энергетический уровень, электронный слой?

- Что образуют орбитали одинаковой формы (например, s-орбитали) на одном энергетическом уровне (например, на первом уровне)? (энергетический подуровень).

- Сколько орбиталей может быть в  s-подуровне?  p- подуровне? d-подуровне? f-подуровне? (соответственно 1, 3, 5, 7). Почему? (максимальное число  s-электронов – 2, p-электронов – 6, d-электронов – 10, f-электронов – 14, а в каждой орбитали может быть не более двух электронов).

- Предположите, во что будут объединяться подуровни? (в энергетические уровни).

- Прокомментируйте определение энергетического уровня.

Энергетический уровень – совокупность орбиталей разной формы, обладающих близкими значениями энергии.

- В чем разница между энергетическим уровнем и электронным слоем?

Электронный слой – совокупность электронов, занимающих данный энергетический уровень.

- Построить схему соподчинения понятий (расположить в правильной последовательности): электронная оболочка атома, энергетический уровень, орбиталь, электронный слой, энергетический подуровень.

         Общая схема:             орбиталь

                  

                            энергетический подуровень

                   энергетический уровень (электронный слой)

                            электронная оболочка атома

Проблема 4. Каковы принципы заполнения орбиталей электронами?

- Какое изображение является верным? Почему?

1		2		3		4

Принцип Паули: на одной орбитали не может быть более двух электронов с антипараллельным спином.

Спин электрона – характеристика электрона, связанная с его предполагаемым вращением вокруг собственной оси.

- Какое изображение является верным? Почему?

                   C ₊₆   1s²2s²2p²

                   C ₊₆  1s²2p²2s²

Принцип наименьшей энергии:  заполнение орбиталей электронами происходит в порядке увеличения энергии электронов.

- Какое изображение является верным? Почему?

	1				2

	3				4

Правило Хунда: в пределах подуровня электроны с одинаковыми спинами сначала заполняют свободные орбитали по одному, а затем идет дополнение вторым электроном.

III. Задание на дом.

1. Знать основные понятия и правила.

2. Выполнить задания 2, 3.

Краткое описание документа:

В конспекте урока сформулированы цель и задачи, вопросы для повторения ранее изученного материала, выделены проблемные вопросы для изучения нового материала, предложены задачи по теме урока.