МКОУ середня загальноосвітня школа д.Васькіно
Хімія. 8 клас. Будова атомів
Розробка уроку хімії у 8 класі на тему «Будова атомів» за програмою О.С. Габрієляна.
Зміст: Атоми як форма існування хімічних елементів. Основні відомості про будову атомів. Докази складності будови атомів. Досліди Резерфорда. Планетарна модель будови атома. склад атомних ядер: протони, нейтрони. Відносна атомна маса. Взаємозв'язок понять "протон", "нейтрон", "відносна атомна маса".
Завдання уроку: організувати діяльність учнів з вивчення та первинного закріплення складу та будови атомів хімічних елементів;
забезпечити розуміння складності питання будови атома;
створити умови для розвитку у школярів уявлень про історичну еволюцію понять.
Устаткування : персональний комп'ютер, мультимедійний проектор, екран.
Лабораторна робота “Аналіз вмісту “чорної скриньки”.
План уроку:
1. Постановка мети та завдань уроку, складання плану роботи.
2. Актуалізація знань учнів:
а) що вивчає хімія?
б) що називають хімічною реакцією?
в) перерахуйте форми існування хімічного елемента.
г) дайте визначення поняття «атом».
3. Вивчення нового матеріалу.
Видатний фізик сучасності, лауреат Нобелівської премії Роберт Фейнман говорив: «Якби в результаті якоїсь світової катастрофи всі накопичені знання раптом виявилися знищеними, і до наступних поколінь живих істот перейшла тільки одна фраза, то яке твердження, складене з найменшої кількості б найбільшу інформацію? Я вважаю, що це атомна гіпотеза: всі тіла складаються з атомів - маленьких тілець, які знаходяться вбезперервному русі, притягуються на невеликій відстані, але відштовхуються, якщо одне з них щільніше притиснути до іншого».
Чому твердження про атомну будову речовин так високо оцінено? Спробуємо відповісти на це запитання.
Згадаймо, що поняття «атом» уперше з'явилося у працях давньогрецьких філософів Демокріта та Левкіпта. Під атомом вони розуміли дрібну частинку речовини (atomos – неподільний). До атомної гіпотезі вони дійшли лише підставі міркувань, т.к. тоді люди не володіли сучасними фізичними методами дослідження.
Якщо вважати атом неподільною часткою, тоді неможливо пояснити утворення хімічних зв'язків у речовинах. У результаті хімічних реакцій атоми елементів не змінюються. Сутність хімічної реакції полягає у розриві зв'язків у вихідних речовинах та утворенні зв'язків у продуктах реакції. Як атоми з'єднуються у молекули? Відповісти це питання можна лише тому випадку, якщо вивчимо будову атомів.
Лабораторна робота “Аналіз вмісту “чорної скриньки”.
Групам учнів видаються закриті “чорні ящики”, які містять деяку геометричне тіло.
Завдання: визначити, яке тіло знаходиться в ящику, його розміри, колір.
Ця робота показує складність пізнання будови атома.
Припущення про складне будову атома було висловлено виходячи з результатів кількох експериментів. Насамперед це відкриття електрона – частки, яка переносить електричний струм. Маса електрона виявилася в 1840 разів меншою за масу найлегшого атома – атома водню. Дослідження показали, що електрон несе у собі електричний заряд (–1,6∙10 –19 Кл), прийнятий одиницю (–1), т.к. є найменшим негативним зарядом. Умовне позначення електрона.
Наступнимкроком у пізнанні атома стало відкриття явища радіоактивності. Анрі Беккерель виявив, що солі урану випромінюють невидимі промені, що викликають засвічування фотопластинки. Пізніше було встановлено три види радіоактивних променів. a–промені є частинками, маса яких у 4 рази більша за масу атома водню і несуть позитивний заряд (+2). b–промені є потік електронів, а g–промені –короткохвильове електромагнітне випромінювання.
У 1911 році англійський фізик Ернест Резерфорд проводив досліди з a-променями. Він направив потік a-частинок на дуже тонку золоту фольгу, за якою помістив екран. Було встановлено, більшість а–частиц проходила через фольгу, не змінюючи свого напрями руху, тобто. не зустрічаючи своєму шляху перешкод. Але невелика частка a-часток відхилялася від прямолінійного шляху на різні кути. Найцікавішим виявилося те, що приблизно одна з 10000 a-часток відскакувала від металевої фольги назад майже під кутом 180 °.
Які висновки зробив Резерфорд? Він припустив, що у атомах більшість «порожня», а отлетающие назад a–частки зустрічають своєму шляху «потік» позитивно зараженої маси. Цей потік був названий ядром атома.
Проаналізувавши результати проведених експериментів, Резерфорд зробив низку висновків, що склали основу планетарної моделі будови атома. У центрі атома знаходиться позитивно заряджене ядро, яке має досить малі розміри, але в ньому міститься майже вся маса, що припадає на атом. Навколо ядра по круговим орбітам рухаються негативно заряджені електрони, подібно до планет навколо Сонця.
Ядро – внутрішня частина атома, має позитивний заряд і дуже малий об'єм, але неймовірно високу щільність речовини: 10 14 -10 15 г/см 3 (1 см 3
100млн т). Електрони утворюють електронну оболонку, яка визначає розміри атома, що має негативний заряд.
Пізніше було встановлено, що ядро атома складається з частинок двох видів -протонів (абор + ) інейтронів (абоn° ) . Маси цих часток майже однакові, але протон несе у собі одиничний позитивний заряд, а нейтрон немає заряду.
Протони, нейтрони та електрони визначають найважливіші властивості атома: масу, заряд ядра та заряд електронної оболонки. Маса атома має дуже мале значення. Наприклад, маса атома водню дорівнює 1,674∙10 –24 г, атома кисню – 2,667∙10 –23 г. Прийнято використовувати не абсолютні, а відносні атомні маси, що показують скільки одиниць маси містить цей атом. Як атомна одиниця маси (а.е.м.) була обрана 1/12 маси атома вуглецю, в ядрі якого міститься 6 протонів і 6 нейтронів.
1 а.е.м. = 1,661∙10 –24 г
Поряд із відносною атомною масою використовують так зване масове число (А ) – суму протонів і нейтронів, що входять до складу ядра атома.
Заряд ядра (зарядове число) позначається Z. Розмір заряду ядра дорівнює числу протонів в атомі. Заряд електронної оболонки дорівнює числу електронів.
Масове та зарядове числа використовують при позначенні атома: . Наприклад, позначення свідчить, що маса атома водню дорівнює 1, а ядро має заряд +1.
Як визначити склад атома? Виявилося, що число протонів в ядрі атома дорівнює порядковому (атомному) номеру хімічного елемента Періодичної системи. Так як атом електронейтральний (не має заряду), то число протонів дорівнює числу електронів. Число нейтронів дорівнює різниці між масою атома та порядковим номером хімічного елемента в Періодичній системі. Наприклад, визначимо склад іхарактеристики атома кисню: 6р +, 6n 0, 6е -; Z(ядра) = + 6, Z(ел.об.) = - 6.
Узагальним отримані відомості про частинки, що входять до складу атома: