Урок на тему: Химический элемент - вид атома с одинаковым зарядом ядра

Конспект урока по химии в 8 классе

Тема: Химический элемент — вид атома с одинаковым зарядом ядра.

Цель:
Образовательная: рассмотреть физический смысл порядкового номера элемента, научить школьников описывать состав атомных ядер, разъяснить понятие изотопов, явление радиоактивности.

Развивающая: сформировать у учащихся личностную мотивацию, познавательный интерес к данной теме; развить интеллектуальные и творческие способности учащихся, диалектическое мышление; углубить знания о взаимосвязи строения атома.

Воспитательная: развить познавательный интерес к устройству окружающего мира

Тип урока:   изучения и первичного закрепления нового материала.

Оборудование: ПСХЭ Д.И.Менделеева, карточки с заданиями

Ход урока:

1. Организационный момент

1. Актуализация опорных знаний

Прежде чем перейти к новой теме мы напишем химический диктант

     Найди элемент по адресу, укажи его порядковый номер

1. 2период, 5группа главная (азот)

2. 2период, 3группа главная (бор)

3. 3период, 2группа главная (магний)

4. 5период, 2группа побочная (кадмий)

5. 2период, 7группа главная (фтор)

1. Объяснение нового материала        

        *В 1879 году английский ученый Уильям Крукс открыл катодные лучи – поток быстролетящих отрицательно заряженных частиц, размеры которых были меньше самого маленького атома водорода, по вызываемой ими люминесценции. В 1891годуД.Стонэй предложил назвать открытые частицы электронами.

        *В 1895 году немецкий ученый Уильям Конрад Рентген обнаружил новый вид излучения, обладающего большой проникающей способностью, и назвал их Х-лучами. Таинственные лучи засвечивали фотопластинку, завернутую в черную бумагу. Несколько позднее было установлено, что Х-лучи представляют собой электромагнитные колебания с очень малой длиной волны. В настоящее время рентгеновские лучи широко используются в различных областях науки и техники.

        В 1896 году французский ученый Анри Беккерель открыл явление естественной радиоактивности – самопроизвольного распада ядер атомов тяжелых элементов.

        В 1898 году Мария и Пьер Кюри, изучавшие явление радиоактивности, открыли новый радиоактивный элемент, названный полонием.

*Антуан Анри Беккерель, а также Мария Склодовская-Кюри и Пьер Кюри обнаружили, что при распаде атомы испускают три типа лучей, которые получили свои названия по трем первым буквам греческого алфавита: α, β, γ.

Эти три вида излучения очень сильно отличаются друг от друга по проникающей способности, т.е. по тому, насколько интенсивно они поглощаются различными веществами.

        В 1911 г Э.Резерфорд  на основе своих исследований (известных вам из курса физики) предложил планетарную модель атома. Исследователь привел неоспоримые доказательства того, что атомы состоят из трех типов элементарных частиц: протонов,   нейтронов   и электронов.

* (планетарная модель атома) Мы видим, что протоны и нейтроны составляют ядро, которое находится в центре атома. Ядро занимает очень небольшую часть объема атома, но в нем сосредоточена практически вся масса атома. Протоны имеют положительный заряд, а нейтроны не имеют заряда, они - нейтральны.

Вокруг ядра движутся электроны - частицы с отрицательным зарядом. Их движение ограничено сферическим пространством вокруг ядра.

Английский ученый доказал, что порядковый номер элемента в ПСХЭ Д.И.Менделеева совпадает:

а) с зарядом ядра;

б) с количеством протонов;

в) с количеством электронов.

7*Элементарные частицы, можно характеризовать следующим образом

*Число протонов в ядре атома соответствует его атомному номеру и обозначается символом Z.

Порядковый номер элемента в ПСХЭ Д.И.Менделеева совпадает с зарядом ядра его атома! (выделить цветом в опорном конспекте (ОК)) Приложение 1

Число протонов и нейтронов, образующих ядро атома, называют массовым числом и обозначают символом А.

A = число протонов + число нейтронов             A=Z+N (записать в рамке в ОК)

Атомный номер Z и массовое число А элемента записываются перед символом элемента следующим образом:

Например, для магния:                                                       ²⁴₁₂ Mg

массовое число 24

атомный номер 12

символ элемента Mg

Количество нейтронов в ядре можно вычислить из соотношения между массовым числом и атомным номером.

Число нейтронов = A - Z                      N=A-Z (записать в рамке в ОК)

A - массовое число

Z - атомный номер

Ядро атома магния содержит 12 нейтронов     (24 - 12 = 12)

Атомы электронейтральны,   поэтому,   что мы можем сказать о количестве  протонов  и электронов ?

                       р= е (выделить в ОК)

²⁴₁₂ Mg[ (12 p⁺; 12 n⁰);12e]⁰              Р

       Zn                                              Na

*Изотопы

Как показали исследования, атомы одного элемента могут различаться между собой по некоторым свойствам, особенно по массе. Это происходит из-за разного количества нейтронов в их ядрах.

Атомы одного элемента, имеющие одинаковое число протонов, но различное число нейтронов, называются изотопами. (выделить в ОК)

Слово «изотоп» имеет греческое происхождение (isos - «равный» и  topos - «положение») и в переводе означает «равный по положению», поскольку все изотопы одного элемента занимают одно место в периодической системе.

*Известны три изотопа водорода: протий, дейтерий и тритий.

Все три изотопа имеют одинаковый атомный номер, так как у каждого из них лишь один протон в ядре. Различие же заключается в количестве нейтронов.

Ядро дейтерия, кроме одного протона, содержит также один дополнительный нейтрон. Поскольку дейтерий вдвое тяжелее протия, он называется тяжелым водородом. Поэтому вода, в молекулах которой находится дейтерий, а не протий, называется тяжелой водой (D₂O).  (в 1000г обычной воды – 150г тяжелой, с тритием – следовые количества)

Ядро трития самое тяжелое, оно состоит из одного протона и двух нейтронов. Тритий также присутствует в природной воде, но в крайне малых (следовых) количествах.

Только изотопы водорода имеют собственные символы - D и T. (отметьте в ОК)

¹₁H   ²₁D   ³₁T

Изотопы других элементов не имеют собственных символов и названий.

13*Хлор существует в виде смеси двух изотопов:

одного - с атомной массой 35 а.е.м.,

a другого - с атомной массой 37 а.е.м.

*Атомная масса элемента рассчитывается с учетом процентного соотношения его изотопов.

Атомная масса элемента может быть рассчитана с помощью следующей формулы:

(в рамки в ОК)

               %w₁ ∙ Ar₁ + %w ₂∙ Ar₂ + %w_n∙ Ar_n

Ar  =  -------------------------------------------------

                                     100%

Атомная масса хлора рассчитывается так:

                                  Ar (Cl) = 35 ∙ 0.75 + 37∙ 0.25=35.5

Таким образом  можно объяснить  положение Ar(39,95)  и  К(39,09) в ПСХЭ. Очевидно у К тяжелых изотопов в % отношении меньше, чем легких, а у аргона наоборот.

Итак, мы можем сказать, что открытие явления радиоактивности и опыты Э. Резерфорда, исследования М. Склодовской –Кюри, Пьера Кюри, работы Ирен Жолио-Кюри и Фредерика  Жолио (1934г), сыграли ключевую роль в развитии знаний о строении вещества.

Большинство элементов встречаются в природе в виде стабильных изотопов.

Существуют и радиоактивные изотопы, в основном у элементов с относительной атомной массой больше 82, т.е. у элементов, стоящих в ПСХЭ Д.И.Менделеева после свинца.

*Радиоактивные изотопы используются очень широко –  

в медицине, в естественных науках, на электростанциях, для производства ядерного оружия.

*Просмотрите видеосюжет и покажите стрелками в опорном конспекте положительные и отрицательные стороны использования радиоактивных изотопов.

Воздействие радиоактивности

Радиоактивные изотопы могут быть очень опасны для человека. Даже в небольших количествах радиоактивные элементы представляют потенциальную опасность для жизни. Радиация может повредить генетическую структуру, что приводит к поражению иммунной системы или раку. Посмотрите, какие части тела наиболее чувствительны к радиации.

Небольшие дозы радиации, которые мы получаем от естественных источников, - безопасны. В природе находится множество радиоактивных изотопов. Они рассредоточены в воздухе, воде, почве, скалах и минералах. В живых организмах также присутствуют радиоактивные изотопы. Человеческий организм получает их вместе с пищей. Растения поглощают их из почвы.

18*Определенную часть этих компонентов можно получить при вдыхании сигаретного дыма даже при пассивном курении. Поэтому стоит наверное каждому задуматься ещё и об этой стороне этой пагубной привычки.

1. Закрепление материала

В оставшееся время можно также предложить ученикам загадки:

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

Зарядом я похвастать не могу,
А потому сижу в ядре и ни гу-гу.

А то еще подумают: шпион,
А я нейтральный и зовусь…(нейтрон)!

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. (электрон)

1. Домашнее задание

§37,стр125-128, вопр. 1-3стр 138.