Сучасне формулювання періодичного закону.

8 клас

Урок № 9-10

Тема. Будова атома. Нуклід. Ізотопи. Сучасне формулювання періодичного закону.

Мета:

• повторити періодичний закон; закріпити знання учнів про елементи метали і неметали та прості речовини на прикладі лужних металів, галогенів та інертних газів; дати поняття про будову атома, склад атомних ядер; ознайомити учнів з протонним та нуклонним числом, нуклідами;
• розвивати вміння учнів самостійно здобувати знання , використовувати раніше набуті знання в новій навчальній ситуації;
• виховувати творчу, допитливу особистість

Обладнання та реактиви: періодична система хімічних елементів, модель  молекули кисню, модель  будови атома.

Хід уроку

І-ий міні-модуль

Установчо-мотиваційний

І. Організаційний момент

Привітання вчителя. Емоційне налаштування учнів на урок.

ІІ. Мотивація навчальної діяльності

 Оголошення теми, мети та завдань уроку.   

Учитель:  Ми продовжуємо роботу  над темою «Періодичний закон і періодична система хімічних елементів. Будова атома» . Сьогодні ми познайомимось з складом атомних ядер ( протонами і нейтронами), протонним числом, нуклонним числом,  нуклідом Отримані на уроці знання знадобляться вам не лише на наших наступних уроках , а і у вашому повсякденному житті.  Отже, вперед за новими знаннями.

Періоди́чна систе́ма елеме́нтів — класифікація хімічних елементів, розроблена на основі періодичного закону.

Сучасне формулювання періодичного закону звучить так: властивості елементів перебувають у періодичній залежності від заряду їхніх атомних ядер. Заряд ядра Z дорівнює атомному (порядковому) номеру елемента в системі. Елементи, розташовані за зростанням Z (H, He, Li…) утворюють 7 періодів. Період — сукупність елементів, що починається лужним металом та закінчується благородним газом (особливий випадок — перший період, що складається з двох неметалічних елементів — Н та Не). У 2-у і 3-у періодах — по 8 елементів, у 4-у і 5-у — по 18, у 6-у 32. Вертикальні стовпці — групи елементів з подібними хімічними властивостями. Всередині груп властивості елементів також змінюються закономірно (наприклад, у лужних металів від Li до Fr зростає хімічна активність). Елементи Z = 58-71 та Z = 90-103, особливо схожі за властивостями, утворюють два сімейства —лантаноїдів та актиноїдів. Періодичність властивостей елементів зумовлена періодичним повторенням конфігурації зовнішніх електронних оболонок атомів.

ІІ-ий міні-модуль

Змістовно-пошуковий

ІІІ. Актуалізація опорних знань учнів.

Метод «Мікрофон»

1.Що таке хімічний елемент?

2.Що таке речовина?

3.Які речовини називаються простими?

4.Які речовини називаються складними?

5.На які дві групи можна умовно поділити всі хімічні елементи?

ІV. Вивчення нового матеріалу.

Вам вже відомо, що Д. І. Менделєєв узагальнив великий обсяг знань і відкрив фундаментальний закон природи —періодичний закон. Але рівень тогочасних знань не давав змоги розкрити фізичний зміст періодичного закону, виявити причини періодичної зміни властивостей елементів залежно від зростання їх атомних мас. Це стало можливим лише після з'ясування будови атома.

У науці довго панувала думка, що атоми — найменші частинки речовини і не містять інших, простіших складових частинок. Тому вони неподільні і не можуть перетворюватися на інші атоми. Проте наприкінці XIX ст.фізики експериментально підтвердили складність будови атома. Відкриття рентгенівських променів (1895), явища радіоактивності(1896), електрона(1897) спричинили революцію в природознавстві, зокрема сприяли перегляду уявлень про структуру і властивості речовини, оскільки атом виявився складним утворенням. Саме відкриття радіоактивності відіграло велику роль у встановленні складної природи атома і розкритті його структури                          

Будова атома. Вивчаючи розсіювання а-частинок, які проходять крізь тонкі металеві пластинки, Е. Резерфорд у 1911 р. запропонував схему будови атома, що дістала назву ядерна модель атома. Згідно з цією моделлю атом складається з позитивно зарядженого ядра і негативно заряджених електронів, що обертаються
навколо нього. Позитивний заряд ядра нейтралізується сумарним негативним зарядом електронів, так що атом загалом електронейтральний.
Запитання до учнів:                                                                      

Що являє собою атом? Хто вперше запропонував модель атома?

У чому полягає фізичний зміст порядкового номера елемента?
Самостійна робота з підручником                                                        

Прочитайте розділ «Будова атома»  і схематично зобразіть модель атома будь-якого, на ваш вибір, хімічного елемента

Демонстрація:

Моделі атомів

Вчитель: Ти вже знаєш, що атом складається з ядра й електронів. У свою чергу, ядро атома, згідно з сучасними уявленнями, складається з протонів і нейтронів, загальна назва яких нуклони (від лат, nucleus — ядро).
    Виявляється, протон (символ р) мас заряд +1, а нейтрон (символ n) заряду не має (електронейтральний). Число протонів у ядрі атома дорівнює порядковому номеру елемента і визначає його місце у періодичній системі. Тому порядковий номер елемента називають протонним числом. Отже,протонне число (порядковий номер) дорівнює величині заряду ядра атома елемента.
    Маса протона майже така сама, як і маса нейтрона, і становить одну атомну одиницю маси (а. о. м.), що в 1836 разів більше за масу електрона. Це означає, що практично вся маса атома зосереджена в його ядрі.

    Масa атома та його розміри надзвичайно малі. Ще менше ядро атома. Воно у 10—100 тисяч разів менше за атом. Якби атом можна було збільшити до розмірів Землі, то його ядро мало б радіус лише 30—60 м.

    Як же утримуються протони й нейтрони в ядрі? Адже всі протони — позитивно заряджені, а нейтрони — електронейтральні. Чому ж ядро не розсипається на окремі частинки? Протони і нейтрони утримуються в ядрі специфічними ядерними силами. Ці сили діють лише на дуже малих відстанях (не більше 10~13 см) і досягають надзвичайної величини, яка в 100—1000 разів перевищує кулонівське відштовхування однойменно заряджених протонів. Природа ядерних сил остаточно ще не з'ясована.

    А як можна визначити склад атомних ядер? Ти знаєш, що протонне число (порядковий номер) елемента відповідає величині заряду ядра його атома, тобто числу протонів. І знаєш відносну атомну масу елемента, яка дорівнює переважно сумі протонів і нейтронів, тому легко обчислити число нейтронів у ядрі. Наприклад, протонне число елемента Калію дорівнює 19. Це означає, що заряд ядра його атома +19, тобто в ядрі міститься 19 протонів. Оскільки відносна атомна маса Калію — 39, то в ядрі його атома міститься 39 - 19 = 20 нейтронів.

    Кожний вид атомів, незалежно від того, якому елементу він належить, однозначно описується сумою протонів і нейтронів — нуклонним числом. Саме тому видів атомів більше, ніж елементів. Кожний окремий вид атомів (вид ядра) називається нуклідом.

    Нукліди— це різновиди атомів (атомних ядер) з певним числом протонів і нейтронів.

Термін «нуклід» вживається для позначення будь-яких атомів, що відрізняються складом ядра (або різним числом нуклонів, або при однаковому числі нуклонів різним співвідношенням протонів і нейтронів).

Для позначення нукліда використовують або назву елемента, до якої через дефіс приєднують нуклонне число (Окси-ген-16), або символ елемента, зверху ліворуч від якого також зазначають нуклонне число (160).

Якщо нукліди належать одному й тому самому хімічному елементу і мають однакову кількість протонів, але різняться за кількістю нейтронів, то вони називаються ізотопними нуклідами, або просто ізотопами (від гр. ізос — однаковий і топос — місце).

Ізотопи — це нукліди одного хімічного елемента, які мають однакове протонне число (заряд ядра).
Позначення нуклідів Оксигену:
Оксиген-16, Оксиген-17, Оксиген-18 або ¹⁶О, ¹⁷О,¹⁸О

Зверни увагу, термін «ізотопи» вживається лише у множині (застаріле «ізотоп» і є нуклід). Наприклад, природний Оксиген, крім нуклідів ¹⁶О, містить ще атоми з нуклонними числами 17 і 18. Це означає, що в природному Оксигені є різні види атомів, які в ядрі містять однакову кількість протонів (по 8), але різну кількість нейтронів (відповідно 8, 9, 10). Саме тому вони й різняться між собою атомною масою. Зазначені нукліди ¹⁶О, ¹⁷О,¹⁸О і є ізотопами Оксигену.
Назви і символи ізотопів збігаються з назвами і символами відповідного хімічного елемента. Виняток становлять лише ізотопи найлегшого з елементів — Гідрогену. Вони мають нуклонні числа 1, 2, 3 і власні назви та символи

ІІІ-ій міні-модуль

Змістовно-пошуковий

V.Узагальнення та систематизація знань.

Хімічний диктант:

І. Вставте пропущені слова так, щоб вираз став завершеним.

  1. Прості речовини поділяються на _____________ і ____________.

   2. Ядро атома Оксигену містить 8 ______________ і 8 __________.

   3. Кисень – проста речовина, утворена елементом _____________.

   4. Атом складається з_____________ та __________________ .

5. Сучасне формулювання  ПЗ

Хвилинка – цікавинка: 

Цікаво, що в сучасній таблиці Д.І.Менделєєва немає жодного елемента з цілим значенням атомної маси. Це пояснюють різними причинами. Одну з них, дуже важливу, встановив англійський учений Ф.Астон у 1919 році, він виявив, що в елементів можуть бути «брати-близнюки» дуже схожі між собою (з погляду хіміка), але одні трохи легші, інші трохи важчі. Цих близнюків назвали ізотопами. З елементів, які трапляються в природі (їх майже 90), тільки у 20 немає «родичів» - це елементи – одинаки.

VІ. Підсумок уроку.

VІІ. Домашнє завдання.

Опрацювати параграфи №9-10, відповісти на запитання після параграфа.