Урок " Сучасна модель атома"+SMARTпрезентація

Дата ___________________  Клас________________________

Сучасна модель атома. Протонно-нейтронна модель ядра атома.

 Ядерні сили. Ізотопи

Мета уроку: сформувати знання про сучасні погляди на модель атома та атомного ядра, ізотопи, сильну взаємодію нуклонів; розвивати здатність до аналізу та синтезу; формувати інтерес до вивчення фізики.

Обладнання: розробка уроку в програмі SMART Notebook 17.1, періодична система хімічних елементів Д. І. Менделєєва.

Відео : Відео https://www.youtube.com/watch?v=9t2EIQhPc54

Хід уроку

І. Орг.момент

ІІ. Актуалізація опорних знань учнів

Скласти схему « Будова речовини»

ІІІ. Нова тема

1. Модель атома Джозефа Томсона

В атомі Томсона позитивну електрику “розподілено” по сфері, у яку вкраплені електрони. У найпростішому атомі водню електрон знаходиться в центрі позитивно зарядженої сфери. У багатоелектронних атомах електрони розташовуються по стійких конфігураціях, розрахованих Томсоном. Томсон вважав кожну таку конфігурацію визначальною для хімічної властивості атомів. Він зробив спробу теоретично пояснити періодичну систему елементів Д.І. Менделєєва. Пізніше Бор вказав, що з часу цієї спроби ідея про поділ електронів в атомі на групи зробилася вихідним пунктом.

2. Класичний дослід Резерфорда

Але незабаром виявилося, що нові досліди спростовують модель Томсона і, навпаки, свідчать на користь планетарної моделі. Ці факти були відкриті Резерфордом. У першу чергу слід зазначити відкриття ядерної будови атома.

3. Будова атомного ядра

Проведені в 1910-1911 р. під керівництвом Е. Резерфорда експерименти переконливо довели, що усередині атомів існує дуже маленьке позитивно заряджене ядро, що зосереджує практично всю масу атома. Негативно заряджені електрони знаходяться на орбітах навколо ядра атома. Розмір атома визначається радіусами орбіт електронів. Таким чином, через 2500 років після виникнення самої ідеї атомної будови речовини була встановлена структура атомів.

4. Сильна взаємодія (ядерні сили)

Ядерні сили є найбільш потужними серед чотирьох відомих на сьогодні взаємодій: гравітаційної, слабкої, електромагнітної та сильної. Саме ядерні сили утримують протони всередині ядра.

Основні властивості ядерних сил

• Ядерні сили — на відміну від гравітаційних та електромагнітних — короткотривалі сили. Вимірювання показали, що інтенсивна взаємодія між нуклонами відбувається на відстанях, які приблизно дорівнюють розмірам нуклона. На більших відстанях діють лише електромагнітні сили.
• Ядерні сили є дуже потужними. Вони у 100-1000 разів більші за електростатичні сили відштовхування двох протонів на близьких відстанях (приблизно 10 ¹⁵ м).
• Ядерні сили є силами притягання. Тому вони утримують нуклони всередині ядра.
• Ядерні сили діють між будь-якими нуклонами: протон / протон, нейтрон / нейтрон, протон / нейтрон. У всіх цих випадках ядерні сили однакові.
• Одна з прикметних властивостей ядерних сил — властивість насичення — полягає в тому, що нуклон виявляється здатним до ядерної взаємодії одночасно лише з невеликою кількістю нуклонів-сусідів.

5. Нуклід — це різновид атомів із певним числом протонів і нейтронів в ядрі.

Кожний нуклід характеризують певними числами: протонне число Z указує число протонів в ядрі атома даного нукліду; нейтронне число N указує число нейтронів;

масове число, або нуклонне число, А — це число нуклонів, воно дорівнює сумі протонного й нейтронного чисел. масове число = протонне число + нейтронне число

А = Z + N

Обчислення складу атомів

Знаючи порядковий номер елемента і масове число нукліду, легко обчислити, скільки електронів, протонів і нейтронів містить цей атом:

• число електронів дорівнює числу протонів Z, яке збігається з порядковим номером (зарядом ядра);

• число нейтронів N дорівнює різниці між масовим числом А і зарядом ядра: N=A-Z.

Нукліди в природі

Усього відомо понад 2000 нуклідів. Оскільки хімічних елементів сьогодні налічується 118, то багато із цих нуклідів є ізотопами і можна припустити, що в середньому на кожний елемент припадає близько 10 нуклідів. Але, звичайно, кожний хімічний елемент має різне число нуклідів.

Рекордсменами за числом нуклідів є Ксенон і Цезій — кожен з них існує у вигляді 36 нуклідів.

У більшості хімічних елементів є природні иуісліди, тобто ті, що трапляються в природних тілах. Таких нуклідів існує близько 300. Усі інші нукліди добуті штучно.

Усі нукліди поділяють на стабільні та нестабільні. Стабільні нукліди існують протягом нескінченно довгого часу. Більшість атомів, що нас оточують, належать саме до стабільних нуклідів.Хімічні елементи можуть мати як стабільні, так і нестабільні нукліди. Хімічні елементи, що не мають стабільних нуклідів, називають радіоактивними.

Хоча про складну будову ядра атома дізналися на початку XX ст., але вперше штучно розщепити ядро атома вдалося лише в 1932 р. ученим А. К. Вальтеру, Г. Д. Латишеву, О. І. Лейпунському, К. Д. Синельнікову із Харківського фізико-технічного інституту. У 2016 р. на базі цього інституту було відкрито ядерну установку «Джерело нейтронів», яка дозволить одержувати до 50 радіоактивних нуклідів для діагностики багатьох захворювань, зокрема раку. Сьогодні українські учені з наукових установ Києва, Львова та Харкова є членами міжнародної наукової групи, що вивчає теорію будови елементарних частинок за результатами експериментів на Великому адронному колайдері.

ІV. Підсумок

1. Дайте визначення понять «нуклід» та «ізотоп».

2. Чим відрізняються стабільні й нестабільні нукліди? Наведіть приклади стабільних і нестабільних нуклідів.

3. Ізотопи відрізняються один від одного: а) числом протонів; 6) числом нейтронів; в) числом електронів.

4. Як визначити число протонів, нейтронів та електронів в атомі?

5. Назвіть ізотопи Гідрогену. Чим вони відрізняються?

V. Домашнє завдання