Презентация и конспект урока по химии Строение атома

Урок в 11 классе

по химии

«Строение атома».

Кузнецова Екатерина Владимировна

Цели урока: Познакомиться с историей развития представлений о строении атома, моделями атома, доказательствами сложности строения атома. Рассмотреть строение ядра и электронные конфигурации атома.

Задачи:

образовательные: знакомство с историей развития представлений о строении атомов, открытия и доказательства сложности строения атома на основе межпредметных связей с физикой; повторение умения составлять электронные и электронно-графические формулы атомов.

развивающие: совершенствование умения краткого изложения полученной информации, выбора из сказанного главного; формирование умения анализировать, выявлять причинно-следственные связи, оценивать свои знания.

воспитательные: развитие умения работать в коллективе.

Ход урока:

1. Организационный момент. Инструктаж по технике безопасности в кабинете химии ( повторный вводный).

2. Введение в тему урока:

1)Развитие представлений о строении атома.

Понятие атом (греч. «atomos» – неделимый) ввел Демокрит. У Демокрита атомы выступают в роли первоначала. Они неделимы, различаются по величине, весу, форме и находятся в вечном движении. После Демокрита учение об атомах было на много веков забыто. Возродил атомистическую теорию английский физик и химик Джон Дальтон. Он основывался на открытых в то время законах химии и экспериментальных данных о строении вещества. Таким образом, установил, что атомы одного элемента имеют одинаковые свойства, а разных элементов – различаются по свойствам. Дальтон ввел важную характеристику атома – атомную массу и для очень многих элементов были установлены ее относительные значения. В своем атомно-молекулярном учении Дальтон дает характеристику атому: «Атом неделим, вечен и неразрушим».

2) Атом делим, как доказали следующие экспериментальные открытия, сделанные в науке на рубеже конца 19-начала 20 века.

1. В 1897 году Крукс открыл катодные лучи, представляющие собой поток электронов в вакуумной трубке, содержащей катод и анод. Английский физик Джозеф Томпсон назвал частицы катодных лучей электронами.

2. Русский ученый Столетов открыл явление фотоэффекта – испускания металлом электронов под действием падающего на него света.

3. Значимым стало открытие Рентгеном «Х»-лучей, позже названных рентгеновскими в честь ученого. Эти лучи представляют собой электромагнитное излучение подобное свету с гораздо более высокой частотой, испускаемой при действии на них катодных лучей.

4. Большой вклад в развитие представлений об элементарных частицах внесли французский физик Антуан Анри Беккерель и супруги Кюри, открыв явление радиоактивности. Радиоактивность – это явление самопроизвольного превращения одного химического элемента в другой, сопровождаемое испусканием электронов или других частиц и рентгеновского излучения.

Эти экспериментальные данные свидетельствуют о том, что атом – сложноустроенная система.

3)Модели атома.

Одной из первых моделей строения атома явилась модель английского физика Джозефа Томсона, предложенная им в в1904 г. – так называемый «пудинг с изюмом»: атом представляет собой сферу положительного электричества с вкрапленными электронами.

Для проверки этой модели в 1899-1911 гг. английский физик Эрнест Резерфорд провел опытные исследования и сформулировал планетарную (ядерную) теорию строения атома. Согласно этой модели, в центре атома находится очень маленькое ядро, размеры которого приблизительно в 100’000 раз меньше размеров самого атома. В ядре сосредоточена практически вся масса атома. Оно имеет положительный заряд. Вокруг ядра движутся электроны, заряженные отрицательно. Их число определяется зарядом ядра.

Однако такая модель имела свои недостатки:

1. Резерфорд не смог объяснить устойчивости атома. Двигаясь вокруг ядра, электрон расходует энергию и в какой-то момент, израсходовав ее всю, он должен остановиться – упасть на ядро, что равносильно гибели атома. Но на самом деле атомы – структуры довольно стабильные.

2. Резерфорд не смог объяснить линейный характер атомных спектров. Согласно его модели, электрон должен излучать энергию постоянно и поэтому атомный спектр должен быть сплошным, но экспериментальные данные доказывали обратное: спектр не сплошной, а прерывистый. Это означает, что электрон излучает энергию порциями.

Свою теорию строения атома, основанную на планетарной модели и квантовой теории, в 1913 году предложил датский физик Нильс Бор. Основные положения он сформулировал в виде постулатов:

I. Электрон может вращаться вокруг ядра по определенным, стационарным круговым орбиталям.

II. Двигаясь по стационарной орбите, электрон не излучает энергию.

III. Излучение электромагнитной энергии (либо ее поглощение) происходит при переходе электрона с одной стационарной орбиты на другую.

Но и эта модель не явилась совершенством, в ней также присутствовали противоречия. «Спасти» теорию Бора пытались многие ученые.

В 1932 году Иваненко предложил протонно-нейтронную модель ядра. Эту теорию развил Гейзенберг. Эта модель строения атома существует до сих пор, сочетает в себе все предыдущие модели и «исправляет» их недостатки. Суть теории в том, что атомное ядро состоит из протонов и нейтронов. В совокупности они называются нуклоны. Число протонов в ядре («+» заряд) характеризует его заряд. Количество электронов («-» заряд), движущихся вокруг ядра, соответствует количеству протонов в нем. Электроны движутся по определенным атомным орбиталям, которые могут существовать в различных формах. При переходе с орбитали на орбиталь испускается или поглощается электромагнитная энергия.

4)Основные характеристики нуклонов и электрона. Массовое число. Изотопы.

5) Электронное облако.

3.Закрепление материала осуществляется поэтапно.

1.Определите число протонов и нейтронов в ядрах атомов ⁴⁰Ca, ³⁵Cl, ¹²⁷I.

2. В электронной оболочке атома 19 электронов. О каком элементе идет речь? Определите число протонов и нейтронов в атомном ядре этого элемента.

3.Какими величинами характеризуется изотоп?

4. Почему изотопы одного элемента имеют разные массовые числа?

5.Почему в периодической системе у химических элементов указаны дробные значения относительной атомной массы?

6.Запишите электронные конфигурации атомов элементов, имеющих порядковые

номера 6,15,20,25. К каким электронным семействам относят эти элементы?

4.Подведение итогов урока. Рефлексия.

5. Постановка домашнего задания.

Литература:

1. Габриелян О.С. Химия. 11 класс. Базовый уровень: учеб. для общеобразоват. учреждений. – М., 2013.

2. Габриелян О.С. Настольная книга учителя химии: 11 класс: в 2 ч. / О.С. Габриелян, Г.Г. Лысова, А.Г. Введенская – М., 2004.

• Атом  (греч. «atomos»
• – неделимый) ввел Демокрит.
• Атомы выступают в роли первоначала. Они неделимы, различаются по величине, весу, форме и находятся в вечном движении.

(ок. 460 до н. э. —  370 до н. э . )

• Возродил атомистическую теорию английский физик и химик Джон Дальтон.
• Атомы одного элемента имеют одинаковые свойства, а разных элементов – различаются по свойствам.
• Дальтон ввел важную характеристику атома – атомную массу и для очень многих элементов были установлены ее относительные значения.
• «Атом неделим, вечен и неразрушим».

  (1766 —1844)

• Атом делим, как доказали следующие экспериментальные открытия, сделанные в науке на рубеже конца 19-начала 20 века.

• В 1879 году Крукс открыл катодные лучи, представляющие собой поток электронов в вакуумной трубке, содержащей катод и анод. Английский физик Джозеф Томпсон назвал частицы катодных лучей электронами.

Уильям Крукс  

(1832-1919)

Джозеф Джон Томсон

(1856 —  1940)

• Русский ученый Столетов открыл явление фотоэффекта
• – испускание металлом электронов под действием падающего на него света.

Алекса́ндр Григо́рьевич Столе́тов

  ( 1839 , -  1896 , )

• Значимым стало открытие Рентгеном «Х»-лучей.
• Эти лучи представляют собой электромагнитное излучение подобное свету с гораздо более высокой частотой, испускаемой при действии на них катодных лучей.

Вильге́льм Ко́нрад Рентге́н

( 1845  —1923 )

• Большой вклад в развитие представлений об элементарных частицах внесли

Антуан Анри Беккерель

( 1852 —  1908)

Пьер Кюри́  

(1859 — 1906 )

Мари́я Склодо́вская-Кюри́

  ( 1867 - 1934 )  

Радиоактивность – это явление самопроизвольного превращения одного химического элемента в другой, сопровождаемое испусканием электронов или других частиц и рентгеновского излучения.

• Вспомните, что это?
• Электро́лиз  — физико-химический процесс, состоящий в выделении на  электродах  составных частей растворённых веществ или других веществ, являющихся результатом окислительно-восстановительных реакций на электродах, который возникает при электрического тока  через раствор, либо расплав  электролита

• Модель Томсона – «пудинговая модель»

1904 год

• Модель Резерфорда– «Планетарная модель атома»

• Модель Резерфорда– «Планетарная модель атома»

1)Резерфорд не смог объяснить устойчивости атома.

2) Резерфорд не смог объяснить линейный характер атомных спектров.

• 1913 год

Основные положения он сформулировал в виде постулатов: 

• I. Электрон может вращаться вокруг ядра по определенным, стационарным круговым орбиталям.
•  
• II. Двигаясь по стационарной орбите, электрон не излучает энергию.
•  
• III. Излучение электромагнитной энергии (либо ее поглощение) происходит при переходе электрона с одной стационарной орбиты на другую.

Нильс Хе́нрик

Дави́д Бор  

  ( 1885 - 1962 )

• В 1932 году Иваненко предложил протонно-нейтронную модель ядра. Эту теорию развил Гейзенберг. Эта модель строения атома существует до сих пор, сочетает в себе все предыдущие модели и «исправляет» их недостатки.

Дми́трий Дми́триевич Иване́нко  

(1904 -1994)

Ве́рнер Карл Ге́йзенберг  

(1901 - 1976)

• Атом – электронейтральная система взаимодействующих частиц, состоящая из ядра (образованного протонами и нейтронами) и электронов.

(e=-1 ; m e ~0)

(p=1 ; m p =1)

(n=0 ; m n =1)

1. Определите число протонов и нейтронов в ядрах атомов 40 Ca, 35 Cl, 127 I.

2. В электронной оболочке атома 19 электронов. О каком элементе идет речь? Определите число протонов и нейтронов в атомном ядре этого элемента.

• Это разновидности атомов одного и того же химического элемента, имеющие одинаковый заряд атомного ядра(одинаковое число протонов в нем, но разные массовые числа(разное число протонов)

Химический элемент – это вид атомов с одинаковым зарядом ядра, или совокупность изотопов.

• Какими величинами характеризуется изотоп?
• Почему изотопы одного элемента имеют разные массовые числа?
• Почему в периодической системе у химических элементов указаны дробные значения относительной атомной массы?

- это Пространство вокруг атомного ядра, в котором наиболее вероятно нахождение электрона.

Запишите электронные конфигурации атомов элементов, имеющих порядковые номера 6,15,20,25. К каким электронным семействам относят эти элементы?

• Тема сегодняшнего урока была интересна, все было понятно -
• Мне было интересно, но не все было понятно
• Было неинтересно, ничего не понятно

• Д/з п.1, в.3,6,7,10

• Габриелян О.С. Химия. 11 класс. Базовый уровень: учеб. для общеобразоват. учреждений. – М., 2013.
• Габриелян О.С. Настольная книга учителя химии: 11 класс: в 2 ч. / О.С. Габриелян, Г.Г. Лысова, А.Г. Введенская – М., 2004.

• Шаблон презентации http://lotoskay.ucoz.ru/load/shablony_dlja_prezentacij/khimija/atom/189-1-0-6494
• https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/50/Sir_William_Crookes.jpg/208px-Sir_William_Crookes.jpg
• https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b6/Jj-thomson2.jpg/267px-Jj-thomson2.jpg
• http://joy4mind.com/wp-content/uploads/2013/08/Trubka-Kruksa.jpg
• http://people.bath.ac.uk/lg371/index_htm_files/26.png
• https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/71/Roentgen2.jpg/200px-Roentgen2.jpg
• https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/fb/Curie-nobel-portrait-2-600.jpg/250px-Curie-nobel-portrait-2-600.jpg
• https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a3/Henri_Becquerel.jpg/250px-Henri_Becquerel.jpg

• https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/95/X-ray_tube_3.jpg/350px-X-ray_tube_3.jpg
• https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ee/Pierrecurie.jpg
• https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/39/ElectrochemCell.png/250px-ElectrochemCell.png
• http://www.welsch.com/gallery/bitmap/Rosinenkuchen_nach__Thompson_077.jpg
• http://konspekta.net/studopediaorg/baza8/1675971940325.files/image077.png
• http://nasha-vselennaya.ru/wp-content/uploads/2014/03/article_2148631_133EEE43000005.jpg
• http://900igr.net/datas/fizika/Spektr-izluchenija/0015-015-2-natrij.jpg
• http://msk.edu.ua/ivk/Fizika/Konspekt/model_yadra_f/3.gif
• https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/4a/Single_electron_orbitals.jpg/500px-Single_electron_orbitals.jpg
• http://i.playground.ru/i/13/77/37/00/pix/image.jpg
• http://cs3.livemaster.ru/zhurnalfoto/2/8/7/150215092945.jpeg
• http://imagenes.cartelitosface.com/galerias/iconos-estado-de-animo/008.png