Урок «Изменения в составе ядер атомов химических элементов. Изотопы» (8 класс)
ТЕМА: ИЗМЕНЕНИЯ В СОСТАВЕ ЯДЕР АТОМОВ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ. ИЗОТОПЫ.
Образовательные: Сформировать представление об изотопах, как разновидности атомов одного химического элемента, расширить представления учащихся о понятии «химический элемент».
Развивающие: Продолжить работу над формированием у учащихся:
навыков частично – поисковой деятельности;
умения работы с ПСХЭ Д.И. Менделеева;
умения анализировать;
умения сравнивать;
умения устанавливать причинно-следственные связи между количеством протонов, электронов и зарядом частиц и вида атома.
Воспитательные: Содействовать формированию мировоззренческих понятий (причинно-следственные связи, истинность научных знаний и законов природы), воспитывать умение вести дискуссию, участвовать в коллективном обсуждении вопросов, воспитывать экологическую культуру, обращая внимание на опасности, связанные с использованием радиоактивности..
Тип урока: комбинированный урок
План урока:
Организационный момент.
Проверка домашнего задания.
Изучение нового материала.
Закрепление полученных знаний.
Итог урока.
Задание на дом.
Оборудование урока:
Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева.
Ход урока |
|
1. Организационный момент. |
|
2. Проверка домашнего задания – актуализация знаний. |
|
Учитель (задаёт короткие вопросы, выявляет пробелы в знаниях и устраняет их с помощью дополнительных разъяснений, оценивает работу некоторых наиболее активных учеников) |
Фронтальный опрос: Какие научные открытия доказали, что атом – сложная частица, что он делим? Опишите ядерную модель строения атома английского учёного Э. Резерфорда. Из каких частиц построено ядро атома? Какие характеристики у этих частиц? Что обозначает порядковый номер элемента? Каковы заряды атомных ядер элементов: Ca, Ne, F, B? упр.3, стр.43. Что такое массовое число? Как можно определить число нейтронов? упр.5, стр.43 |
Ученики (дают устные ответы) |
Предполагаемые ответы: – Введение понятия «электрон» (Стони); - Открытие катодных лучей; - Открытие явления радиоактивности (Анри Беккерель) Электроны подобно планетам вращаются вокруг ядра. Ядро атома состоит из протонов и нейтронов. Протоны имеют положительный заряд, m = 1; нейтроны заряда не имеют, m = 1. Порядковый номер элемента равен заряду ядра атома и числу электронов и протонов в составе атома. Ca – заряд ядра +20, Ne – заряд ядра +10, F – заряд ядра +9, B – заряд ядра +5. Na – 11p, 11e, 12n; P – 15p, 15e, 16n; Au – 79p, 79, 118n. Массовое число – сумма чисел протонов и нейтронов в атоме. Зная порядковый номер элемента, т.е. число протонов, и массовое число (Ar), равное сумме чисел протонов и нейтронов, можно найти число нейтронов по формуле: N = A – Z Бром. Заряд ядра +35. 35p, 35e, 45n/ |
Учитель (предлагает выполнить х/д – указать одним из знаков («+» или «-») характер своих знаний по теме прошлого урока) |
Задание: Отметьте верные суждения об атоме. неделим; электронейтрален; состоит только из протонов и нейтронов; число протонов в атоме равно числу электронов; ядро атома занимает большую часть объема атома; число протонов равно числу нейтронов; большая часть массы атома приходиться на массу электронов; порядковый номер элемента в Периодической системе равен заряду ядра атома. |
Ученики (выполняют задание) |
Предполагаемые ответы: – + – + + – – + |
3. Изучение нового материала. Изменения в составе ядер атомов химических элементов. Изотопы. |
|
Учитель (объявляет тему урока) |
Сегодня мы выясним, какие изменения могут происходить в составе ядер атомов химических элементов. Познакомимся с изотопами, как разновидностью атомов одного химического элемента. |
Ученики (записывают тему урока) |
Изменения в составе ядер атомов химических элементов. Изотопы. |
Учитель (предлагает ответить на вопрос) |
Изменения числа протонов в ядре атома. Вопрос: Что произойдет с атомом элемента, если в его ядре изменить число протонов? К примеру, в ядро атома водорода добавить один протон? |
Ученики (думают, отвечают на вопрос) |
Предполагаемый ответ: Получиться новое ядро с зарядом +2 |
Учитель (задает следующий вопрос) |
Получиться ядро другого химического элемента – гелия. Именно эти превращения осуществляются на Солнце, из ядер водорода синтезируются ядра гелия. Вопрос: Что произойдёт, если из атомного ядра кислорода удалить два протона? |
Ученики (думают, рассуждают, отвечают на вопрос) |
Предполагаемый ответ: Получиться новое ядро с зарядом +6, т.е.атомное ядро другого химического элемента – углерода. |
Учитель (дает представление о ядерных реакциях) |
Процессы превращения атомов одних элементов в другие относятся к ядерным реакциям. Ядерные реакции можно осуществлять и на Земле с помощью ядерных реакторов и особых ускорителей элементарных частиц – синхрофазотронов. В результате ядерных реакций получаются новые химические элементы. Пример искусственно полученных элементов: американские физики-ядерщики синтезировали элемент с зарядом ядра атома +101 и дали ему название Менделевий (Md) в честь нашего великого учёного. В нашей стране подобные работы ведутся в центре ядерных исследований в г.Дубне. Там впервые были синтезированы элементы с №102-107 |
Учитель (предлагает ответить на вопросы) |
Изменения числа нейтронов в ядре атома. Вопросы: 1.Что произойдёт с атомом химического элемента, если в ядре изменить число нейтронов? 2. Можно ли ожидать образование другого химического элемента? Например, добавить в ядро атома водорода 1 нейтрон? Получится ли новый химический элемент? |
Ученики (думают, рассуждают, отвечают на вопросы учителя) |
Предполагаемые ответы: По условию, число протонов не меняется, следовательно, заряд ядра останется прежним +1. но изменяется массовое число, т.е. масса атома. Атом станет тяжелее. Нового элемента не получиться. |
Учитель (дает понятие об изотопах) |
Следовательно, мы получили разновидность того же самого химического элемента – водорода, но уже с другим значением Ar. Такие атомы называются изотопами. От слов «изос» - одинаковый, «топос» - место. Изотопы занимают одно место, одну клетку в ПСХЭ Д.И.Менделеева. Атомы изотопов одного элемента имеют одинаковое число протонов, но разное число нейтронов. Каждый химический элемент встречается в природе в виде смеси изотопов. Атомные массы элементов, приводимые в ПСХЭ, есть среднеарифметические значения атомных масс природной смеси изотопов. Именно поэтому, они дробные. По Ar можно предположить, какие изотопы существуют у данного элемента. Пример: Ar (К) = 39,102 (колеблется между 39 и 40). Следовательно, в природе встречаются 2 вида изотопов калия – с массовым числом 39, и с массовым числом 40. (39К и 40К). Очевидно, что подавляющее большинство природных изотопов калия (почти 90%) приходится на долю «легких» изотопов 39К. А вот у аргона Ar, наоборот, больше тяжелых изотопов, поэтому значение его Ar близко к 40. Ar (Ar) = 39,948. Для хлора характерны изотопы с массовыми числами не 35 и 36, а 35 и 37. Природный хлор состоит из 75% изотопа с Ar = 35 и 25% изотопа с Ar = 37. Зная, содержание каждого изотопа можно вычислить среднюю относительную атомную массу любого элемента. Ar (Cl) = 35 ∙ 0,75 + 37 0,25 = 35,5. Подобным образом, получаются атомные массы всех химических элементов, приведённых в ПСХЭ Д.И.Менделеева. Химические свойства изотопов одного и того же элемента одинаковые, т.к. они имеют один и тот же заряд ядра. Другое дело у изотопов водорода. Если у изотопов других элементов изменение масс незначительно, то в случае водорода масса изотопов меняется, увеличивается в 2,3 раза, поэтому это сказывается на свойствах элемента. Изотопы водорода имеют свои названия и обозначения: 1Н – протий 2Н – или D - дейтерий 3Н –или Т - тритий |
Ученики (записывают определение «изотопов») |
Разновидности атомов одного и того же химического элемента, имеющие одинаковый заряд ядра, но разное массовое число, называются изотопами. В верхнем левом углу перед знаком химического элемента ставится значение массового числа, а в нижнем левом углу – порядковый номер элемента (число протонов). Число протонов у изотопов одинаковое, поэтому часть применяют сокращённую запись, без нижнего числа 35Cl и 37Cl. |
Учитель (дает современное определение понятию «хим. элемент») |
Сведения об изотопах позволяют дать точное определение понятия «химический элемент». Химический элемент – это совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра |
Ученики (записывают определение в тетрадь). |
|
4. Закрепление полученных знаний. |
|
Учитель (проверяет усвоение основных терминов, выставляет оценки за работу на уроке) |
Задания: Определите относительную атомную массу элемента серебра, если он состоит из двух изотопов: 109Ag (массовая доля 44%) и 107Ag (массовая доля 56%). (для сильного ученика). Медь содержит 2 изотопа 63Cu и 65Cu. Ar (Cu) = 63,54. Определите в процентах содержание каждого из изотопов. Выставление оценок за урок. |
Ученики (выполняют задание) |
Предполагаемые ответы: Ar (Ag) = 109 ∙ 0,44 + 107 ∙ 0,56 = 107,88 Пусть x – процентное содержание изотопа с массовым числом 63, тогда (1- x) – процентное содержание изотопа с массовым числом 65. 63,54 = 63x + 65(1-x) 63,54 = 63x + 65 - 65x 65x - 63x = 65 – 63,54 2x = 1,46 x = 0,73 ω (63Cu ) = 73%, ω (65Cu) = 27% |
5. Итог урока. В результате изменения числа протонов в атомном ядре из одних химических элементов образуются другие. В результате изменения числа нейтронов в ядре атома образуются разновидности того же самого элемента, различающиеся массовыми числами – изотопы. Все элементы представляют собой смеси изотопов, каждый из которых имеет атомную массу. Атомная масса элемента – средняя атомная масса изотопов данного элемента. Сущность атома заключается в числе протонов, сохраняется число протонов – сохраняется химический элемент. Он может быть представлен нейтральными атомами различных изотопов. |
|
Задание на дом. § 7, вопросы 1-4 (устно), зад.5 (по желанию), зад.6 (письменно), стр. 46. |