Основні положення атомно-молекуляр ного вчення про будову речовини. Початкові відомості про будову атома

Урок 3

Основні положення атомно-молекуляр ного вчення про будову речовини.  Початкові відомості про будову атома.

Дата________________

       Клас________________

Мета уроку:

формування предметних компетентностей: формувати знання учнів знань про будову речовини, молекули, атоми, електрони, йони, основні положення молекулярно-кінетичної теорії;

формування ключових компетентностей:

• учні розуміють основні положення атомно-молекулярного вчення;
• учні розуміють відмінності між речовиною і полем;
• учні усвідомлюють як нові знання співвідносяться із наявними;
• учні висловлюють судження про роль спостереження і досліду в пізнанні довкілля

Тип уроку. Урок комбінований.

Обладнання: підручник, плакат (ілюстрація) із зображенням планетарної будови атома, модель атома, модель хаотичного руху молекул, освіжувач повітря.

Хід уроку

І. Організаційний момент.

ІІ. Перевірка домашнього завдання.

Вправа 1 (завдання 2,4,6) усно

Фронтальне опитування:

1. Наведіть три приклада речовин, з яких може бути виготовлено фізичне тіло — ваза.

2. Наведіть три приклада фізичних тіл, які можуть бути виготовлені з речовини — алюмінію.

3. Вставте слова, яких не вистачає за змістом.

1) Матерія — це все те, що нас ________.

2) __________ — це певна частина простору, зайнята речовиною.

3) Фізичні явища — явища, які можна описати за допомогою відповідних ___________..

ІІІ. Мотивація навчання.

На уроках природознавства у 5 класі ви дізналися, що всі речовини складаються з дрібних частинок — молекул, атомів. Ви також знаєте, що атомам надані спеціальні назви та символи для позначення, наприклад: Гідроген (H), Оксиген (O), Карбон (C), Сульфур (S).

Зараз науці відомі 118 різних видів атомів і при цьому — мільйони різних молекул. Як же пояснити такі розбіжності в цифрах?  Про це з’ясуємо на цьому уроці.

 IV. Вивчення нового матеріалу.

План вивчення нового матеріалу

1. Чим розрізняються атом і молекула.

2. Розміри та будова атома.

3. Молекули. Рух та взаємодія молекул.

4. Основні положення молекулярно-кінетичної теорії.

Питання про будову матерії здавна цікавило людей. Але протягом тисячоліть неможливо було перевірити висловлені здогадки та обґрунтувати їх. Проте поступово картина ставала яснішою. Всі сучасні уявлення про будову матерії ґрунтуються на трьох основних положеннях.

1. Всі тіла складаються з частинок.

2. Ці частинки перебувають у безперервному хаотичному русі.

3. Частинки взаємодіють одна з одною.

Що ж це за частинки? Ще давньогрецький учений Демокрит стверджував, що у світі існують тільки атоми та пустота. Атомами він називав найменші частинки речовини (слово «атом» означає «неподільний»). Після довгих досліджень нарешті вдалося здобути докази існування атомів, проте майже відразу з’ясувалося, що вони не є неподільними, а самі складаються з елементарних частинок.

Як же ми сьогодні уявляємо собі атом? Атоми дуже малі за розмірами (приблизно одна десятимільйонна частка міліметра). Можна навести відомі порівняння: якщо б атоми збільшилися до розмірів маленької краплі води, то така крапля могла б накрити досить велике місто! Проте навіть цей маленький об’єм майже весь порожній! Атом дуже нагадує Сонячну систему в мініатюрі: посередині крихітне ядро, а навкруги ядра рухаються електрони. Ядро має позитивний електричний заряд, а електрони - негативний. Отже, між ними діє сила електричного притягання. Вона й не дає електронам покинути атом. Діаметр ядра в 100 000 разів менший, ніж діаметр атома! До складу ядра входять два типи частинок: нейтрони (нейтральні частинки) та протони (вони мають позитивний електричний заряд). Маса кожної з цих частинок майже в 2000 разів перевищує масу електрона.  (рис.2.2, 15)

Умовні  зображення найпростіших атомів: гідрогену і оксисену.

Нині існує багато доказів існування атомів.

Що незвичного для нас в атомах? Зрозуміло, перш за все - дуже малі розміри. Але є ще така властивість, як однаковість, неможливість розрізнити атоми однієї речовини (наприклад, однаковими є всі атоми вуглецю або гелію). Порівняємо: скільки б не було голок на сосні, які б вони не були схожі, але завжди можна знайти хоч якісь відмінності (наприклад, точне зважування покаже, що маси голок дещо відрізняються).

Атоми поєднуються в групи та утворюють молекули. Різні речовини складаються з різних молекул. (мал..2.1., с.13). Різних видів атомів існує близько ста, а різних молекул - мільйони!

Можна сказати про існування гігантських молекул з великою кількістю атомів.

Речовина складається з атомів, які можуть поєднуватися в молекули. Атом складається з позитивно зарядженого ядра та електронів.

Звідки ми знаємо про рух атомів і молекул? Наведемо поки що лише один факт. На початку XIX століття англійський ботанік Броун спостерігав під мікроскопом крихітні частинки рослинного походження (спори), які знаходились у воді. Він з подивом переконався, що такі частинки ніколи не перебувають у спокої!

Перші підозри, що ці частинки «живі», виявилися неправильними: такий рух спостерігається для частинок будь-якого складу, якщо вони досить малі. Зупинити цей рух неможливо. Проте послабити його можна, якщо знизити температуру. Пояснення броунівського руху було знайдено пізніше: цей рух пояснюється рухом невидимих навіть під мікроскопом молекул рідини. Оскільки цей рух хаотичний, молекули «штовхають» броунівську частинку трохи сильніше то в один бік, то в інший.

Отже, броунівський рух свідчить про безперервний хаотичний рух молекул речовини, швидкість якого залежить від температури: чим вища температура, тим швидше рухаються молекули.

• Як ви гадаєте, на яких частинках можна спостерігати броунівський рух у повітрі?

Хаотичний рух молекул тим швидший, чим вища температура речовини.

Якщо б молекули не взаємодіяли одна з одною, то вони просто розлетілися б (тобто всі тіла перетворилися б на газ). Проте між молекулами діють досить великі сили. Правда, вони стають такими, лише коли молекули розташовані близько одна від одної. Це сили притягання та відштовхування.

Ще одне свідчення про молекулярну структуру речовини та рух молекул дає явище дифузії.

Дифузією називають взаємне проникнення частинок однієї речовини в іншу, обумовлене хаотичним рухом молекул.

Демонстрація 1 . Розповсюдження запахів у повітрі.

Дифузія у рідинах (мал..2.5, с.16)

Приклади дифузії у твердих тілах: («зварювання» свинцю та золота, міді та срібла). Дифузійне  зварювання, яке дозволяє з’єднати метал навіть з керамічним матеріалом.

Ми з’ясували, що молекули перебувають у безперервному хаотичному русі. Чому ж вони не розлітаються навсібіч? Понад те, тіла не тільки не розсипаються на окремі молекули, а навпаки, щоб їх розтягти, зламати, розірвати, потрібно докласти зусиль. Причина криється в притяганні між молекулами. Саме завдяки міжмолекулярному притяганню тверді тіла зберігають свою форму, рідина збирається в краплини (рис. 2.6, с.16), клей прилипає до паперу, розтягнута пружина набуває вихідної форми.

Якщо між молекулами є притягання, то чому розбита чашка не стає цілою після того, як її уламки притиснуть один до одного? Пояснити це можна тим, що міжмолекулярне притягання стає помітним тільки на дуже малих відстанях — таких, які можна порівняти з розмірами самих частинок. Коли ми притискаємо один до одного уламки чашки, то через нерівність поверхні на зазначені відстані зближується незначна кількість молекул. А відстань між більшою їх частиною залишається такою, що молекули майже не взаємодіють.

Спробуйте стиснути, наприклад, закриту пластикову пляшку, доверху заповнену водою, або монетку — ви відчуєте, що зробити це без додаткових засобів неможливо. Річ у тім, що молекули не тільки притягаються одна до одної, але й відштовхуються. Зазвичай у рідинах і твердих тілах притягання врівноважується відштовхуванням. Але якщо стискати рідину або тверде тіло, то відстань між молекулами зменшиться й міжмолекулярне відштовхування стане сильнішим, ніж притягання.

Цікаві факти

Вчені можуть отримувати зображення атомів на екрані комп’ютера, пересувати атоми по поверхні, використовуючи спеціальний інструмент — скануючий тунельний мікроскоп (СТМ). Спочатку атоми охолоджуються до –270 °С, що дуже близько до абсолютного нуля температур, за такої низької температури атоми стають практично нерухомими.

Використовуючи СТМ, можна за допомогою магнітного поля переміщувати атоми за своїм розсудом і навіть писати ними слова на поверхні речовини.

V. Закріплення вивченого матеріалу.

Вправа 2(1,4,5)

Підсумок уроку.

Отже, Усі речовини складаються з дрібних частинок — молекул, атомів, йонів. Між частинками існують проміжки.

Частинки, з яких складається речовина, перебувають у безперервному хаотичному русі. Такий рух називають тепловим. Збільшення (зменшення) температури речовини спричиняє збільшення (зменшення) середньої швидкості руху її частинок. Одним із доказів руху молекул є дифузія. Дифузія — процес самовільного перемішування дотичних речовин, який відбувається внаслідок теплового руху їх молекул.

Частинки речовини взаємодіють — вони відштовхуються та притягуються. Взаємодія частинок виявляється на відстанях, які можна порівняти з розмірами самих молекул, атомів, йонів.

Домашнє завдання. Опрацювати § 2, вправа 2 (2,3), прочитати §3 самостійно