Химия. 8 класс. Строение атомов

Разработка урока химии в 8 классе по теме «Строение атомов» по программе О.С. Габриеляна.

Содержание: Атомы как форма существования химических элементов. Основные сведения о строении атомов. Доказательства сложности строения атомов. Опыты Резерфорда. Планетарная модель строения атома. Состав атомных ядер: протоны, нейтроны. Относительная атомная масса. Взаимосвязь понятий «протон», «нейтрон», «относительная атомная масса».

Задачи урока: организовать деятельность учащихся по изучению и первичному закреплению состава и строения атомов химических элементов;

обеспечить понимание сложности вопроса строения атома;

создать условия для развития у школьников представлений об исторической эволюции понятий.

Оборудование: персональный компьютер, мультимедийный проектор, экран.

Лабораторная работа “Анализ содержимого “черного ящика”.

План урока:

1. Постановка цели и задач урока, составление плана работы.

2. Актуализация знаний учащихся:

а) что изучает химия?

б) что называют химической реакцией?

в) перечислите формы существования химического элемента.

г) дайте определение понятия «атом».

3. Изучение нового материала.

Выдающийся физик современности, лауреат Нобелевской премии Роберт Фейнман говорил: «Если бы в результате какой-то мировой катастрофы все накопленные знания вдруг оказались уничтоженными, и к грядущим поколениям живых существ перешла только одна фраза, то какое утверждение, составленное из наименьшего количества слов, принесло бы наибольшую информацию? Я считаю, что это атомная гипотеза: все тела состоят из атомов – маленьких телец, которые находятся в беспрерывном движении, притягиваются на небольшом расстоянии, но отталкиваются, если одно из них плотнее прижать к другому».

Почему утверждение об атомном строении веществ так высоко оценено? Попробуем ответить на этот вопрос.

Вспомним, что понятие «атом» впервые появилось в работах древнегреческих философов Демокрита и Левкипта. Под атомом они понимали мельчайшую частицу вещества (atomos – неделемый). К атомной гипотезе они пришли только на основании размышлений, т.к. в то время люди не владели современными физическими методами исследования.

Если считать атом неделимой частицей, тогда невозможно объяснить образование химических связей в веществах. В ходе химических реакций атомы элементов не изменяются. Сущность химической реакции заключается в разрыве связей в исходных веществах и образовании связей в продуктах реакции. Как атомы соединяются в молекулы? Ответить на этот вопрос можно только в том случае, если изучим строение атомов.

Лабораторная работа “Анализ содержимого “черного ящика”.

Группам учащихся выдаются закрытые “черные ящики”, содержащие некоторую геометрическое тело.

Задание: определить какое тело находится в ящике, его размеры, цвет.

Данная работа показывает сложность познания строения атома.

Предположение о сложном строении атома было высказано на основании результатов нескольких экспериментов. В первую очередь это открытие электрона – частицы, которая переносит электрический ток. Масса электрона оказалась в 1840 раз меньше массы самого легкого атома – атома водорода. Исследования показали, что электрон несет на себе электрический заряд (–1,6∙10^–19 Кл), который принят за единицу (­–1), т.к. является наименьшим отрицательным зарядом. Условное обозначение электрона .

Следующим шагом в познании атома стало открытие явления радиоактивности. Анри Беккерель обнаружил, что соли урана излучают невидимые лучи, которые вызывают засвечивание фотопластинки. Позднее были установлены три вида радиоактивных лучей. a–лучи представляют собой частицы, масса которых в 4 раза больше массы атома водорода и несущие положительный заряд (+2). b–лучи представляют собой поток электронов, а g–лучи –коротковолновое электромагнитное излучение.

В 1911 году английский физик Эрнест Резерфорд проводил опыты с a–лучами. Он направил поток a–частиц на очень тонкую золотую фольгу, за которой поместил экран. Было установлено, что большая часть a–частиц проходила через фольгу, не изменяя своего направления движения, т.е. не встречая на своем пути препятствий. Но небольшая доля a–частиц отклонялась от прямолинейного пути на различные углы. Самым интересным оказалось то, что приблизительно одна из 10000 a–частиц отскакивала от металлической фольги обратно почти под углом 180°.

Какие выводы сделал Резерфорд? Он предположил, что в атомах большая часть «пустая», а отлетающие обратно a–частицы встречают на своем пути «сгусток» положительно зараженной массы. Этот сгусток был назван ядром атома.

Проанализировав результаты проведенных экспериментов, Резерфорд сделал ряд выводов, которые составили основу планетарной модели строения атома. В центре атома находится положительно заряженное ядро, которое имеет достаточно малые размеры, но в нем заключена почти вся масса, приходящаяся на атом. Вокруг ядра по круговым орбитам двигаются отрицательно заряженные электроны, подобно планетам вокруг Солнца.

Ядро – внутренняя часть атома, имеет положительный заряд и весьма малый объем, но невероятно высокую плотность вещества: 10¹⁴–10¹⁵ г/см³ (в 1 см³ ~ 100 млн т). Электроны образуют электронную оболочку, которая определяет размеры атома, имеет отрицательный заряд.

Позднее было установлено, что ядро атома состоит из частиц двух видов – протонов ( или р⁺) и нейтронов ( или n°). Массы этих частиц почти одинаковы, но протон несет на себе единичный положительный заряд, а нейтрон не имеет заряда.

Протоны, нейтроны и электроны определяют важнейшие свойства атома: массу, заряд ядра и заряд электронной оболочки. Масса атома имеет очень маленькое значение. Например, масса атома водорода равна 1,674∙10^–24 г, атома кислорода – 2,667∙10^–23 г. Принято использовать не абсолютные, а относительные атомные массы, показывающие сколько единиц массы содержит данный атом. В качестве атомной единицы массы (а.е.м.) была выбрана 1/12 массы атома углерода, в ядре которого содержится 6 протонов и 6 нейтронов.

1 а.е.м. = 1,661∙10^–24 г

Наряду с относительной атомной массой используют так называемое массовое число (А) – сумму протонов и нейтронов, входящих в состав ядра атома.

Заряд ядра (зарядовое число) обозначается Z. Величина заряда ядра равна числу протонов в атоме. Заряд электронной оболочки равен числу электронов.

Массовое и зарядовое числа используют при обозначении атома: . Например, обозначение  говорит о том, что масса атома водорода равна 1, а ядро имеет заряд +1.

Как определить состав атома? Оказалось, что число протонов в ядре атома равно порядковому (атомному) номеру химического элемента в Периодической системе. Так как атом электронейтрален (не имеет заряда), то число протонов равно числу электронов. Число нейтронов равно разности между массой атома и порядковым номером химического элемента в Периодической системе. Например, определим состав и характеристики атома кислорода : 6р⁺, 6n⁰, 6е^–; Z(ядра) = + 6, Z(эл.об.) = – 6.

Обобщим полученные сведения о частицах, входящих в состав атома:

	Название частиц
	протоны	нейтроны	электроны
обозначение	р+	n0	е–
масса	1	1	0
заряд	+1	0	–1
	число протонов равно порядковому номеру элемента.	число нейтронов находят по формуле: N=A–Z	число электронов равно порядковому номеру элемента

4. Закрепление изученного на уроке. Коррекция знаний учащихся.

5. Итоги урока.

.pdf  (1 130 КБ)