Конспекти уроків за новим Державним стандартом



Сторінка3/12
Дата конвертації25.12.2016
Розмір3.47 Mb.
ТипКонспект
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12
Тема: Форми періодичної системи хімічних елементів. Життя і діяльність Д. І. Менделєєва

Мета уроку: ознайомити дітей з цікавими фактами життя й науковою діяльністю російського вченого-хіміка Д. І. Менделєєва; показати його роль у створенні універсальної класифікації хімічних елементів періодичної системи та інших наукових відкриттів XIXст.; сприяти зацікавленості до хімії, її наукових надбань.

Обладнання:: електронно-періодична система хімічних елементів. Комп'ютер з диском, програмно-методичний комплекс «Таблиця Менделєєва»; плакати-проекти; дидактичні картки з домашнім завданням; виставка літератури, використаної під час підготовки проектів.



Тип уроку:  урок- проект
ХІД УРОКУ

І. Повідомлення теми і мети уроку, мотивація навчальної діяльності

Доброго дня! Прошу сідати. Згадаємо щось приємне, посміхнемося і почнемо наш урок.

Учитель. Ми живемо у ХХІ сторіччі - це нова цікава епоха, коли починають перетворюватись у дійсність найсміливіші ідеї. Усі досягнення науки стали можливими завдяки великій праці вчених, серед яких ми називаємо ім'я одного з найвидатніших корифеїв науки Д. І. Менделєєва.

Отже, тема сьогоднішнього уроку ... (учні записують у робочих зошитах тему уроку).

Завдання уроку: більш докладно ознайомитися з періодами життя та наукової діяльності Д. І. Менделєєва. Усвідомити суть відкриття та значення для класифікації хімічних елементів закону природи - періодичності.

Тези проекту

Учитель. А зараз ви запишете тези уроку-проекту.

1.Дитинство та роки навчання Д. І. Менделєєва.


2.Захист магістерської дисертації. Педагогічна діяльність.
3.Наукова та громадська діяльність.
4.Відкриття та форми періодичної системи. Значення періодичного закону.
5. Значення періодичного закону.

Учитель. До кожного пункту ви маєте вписати найважливіші факти із захисту проекту координатором і повідомлень членів проекту.

Запрошуємо координатора першої групи для представлення свого проекту.



Координатор І групи. Завдання нашої частини спільного проекту - пошукова робота над інформацією про дитячі роки та навчання Д. І. Менделєєва.

Мати Марія Дмитрівна та батько Іван Павлович, портрети яких ви бачите, обоє вихідці із сімей російської інтелігенції.

Символічне зображення села - це розповідь про те, що дитячі роки Дмитра Менделєєва пройшли серед розкішної сільської природи.

Ці зображення будівель з написами «Гімназія», «Інститут» - закладів, у яких навчався Дмитро Менделєєв. Газетна сторінка символізує перші нариси майбутнього вченого у пресі про досягнення наук на той час.

А зараз слово учасникам проекту.

Перший учасник проекту. Дмитро Іванович Менделєєв народився 27 січня (8 лютого) 1834 р. в Тобольську в сім'ї директора гімназії народних училищ Тобольської губернії Івана Павловича Менделєєва. Це була велика дружня культурна сім'я російського інтелігента.

Мати Дмитра Івановича - Марія Дмитрівна походила з давньої культурної сибірської сім'ї. Вона була зразковою вихователькою своїх багатьох дітей. Дмитро Іванович - остання сімнадцята її дитина.



Другий учасник проекту. Дитинство та роки ранньої юності Дмитро Іванович Менделєєв провів у селі, у здоровому трудовому оточенні, серед селян і заводських робітників. На все життя він зберіг набуту в дитинстві любов до праці, глибоку повагу до майстрів своєї справи, велику зацікавленість до фабрично-заводського виробництва й сільського господарства. Як найменший член сім'ї він рано навчився читати та писати і в семирічному віці підготувався до вступу в гімназію разом зі старшим братом Павлом. Однак через малу кількість років він був прийнятий у Тобольську гімназію з умовою, що залишиться на другий рік у першому класі.

Роки навчання в гімназії не вплинули на вибір майбутньої діяльності та подальший життєвий шлях Д. Менделєєва.



Третій учасник проекту. Дмитру Івановичу Менделєєву було лише 15 років, коли він у 1849 році одержав атестат про закінчення гімназії. Треба було вирішити: що робити далі? Це питання більше хвилювало матір Марію Дмитрівну, аніж її малолітнього сина.

Від знайомих гімназійних учителів Марія Дмитрівна знала, що, не дивлячись на посередні оцінки з деяких предметів, її син мав видатні, унікальні здібності. Вона вирішила вивести сина на широку життєву дорогу і насамперед дати йому вищу освіту.



Четвертий учасник проекту. 9 серпня 1850 року конференція Головного педагогічного інституту в Петербурзі затвердила Менделєєва у званні студента.

Головний педагогічний інститут був закритим навчальним закладом. Студенти не тільки вчились, а й жили в інституті й могли виходити з його стін лише з дозволу інспектора. Дмитра Івановича Менделєєва мало турбувало тяжке, інколи нестерпне життя, він цілком віддавався навчанню, захоплюючись природничими науками.

З перших років навчання він змушений був думати про заробіток. У канікулярний час наймався в багаті сім'ї репетитором. На старших курсах педінституту він займався літературною працею, друкуючи в журналах різні дрібні нариси й огляди наукових досягнень.

Учитель. До представлення другої частини спільного проекту «Захист магістерської дисертації. Педагогічна діяльність» запрошуємо координатора другої групи.

Координатор ІІ групи. Педагогічна діяльність як частина спільного проекту представлена нашою групою таким чином: золота медаль за глибокі знання основ наук. Зображення рукописної наукової роботи - наполеглива, важка праця Дмитра Івановича над магістерською дисертацією. Схема міста - перебування в Гейдельберзі (Німеччина) для навчання у відомих учених-професорів.

Фотографії молодих науковців, з якими часто зустрічався Дмитро Іванович Менделєєв для обговорення наукових відкриттів. Вершиною визнання молодого вченого Менделєєва стала його участь у всесвітньому хімічному конгресі.



Перший учасник проекту. У травні та червні 1855 року Менделєєв здавав випускні іспити в Петербурзькому Головному педагогічному інституті. Добре відомий професорам інституту видатними здібностями та працелюбністю, він уразив екзаменаторів глибиною знань і вмінням чітко висловлювати свої думки. Відмінно був зданий іспит із хімії. Присутні на іспиті вітали О. О. Воскресенського з талановитим учнем.

За видатні успіхи в науках Дмитро Іванович Менделєєв після закінчення інституту нагороджений «Золотою медаллю» і йому присвоєно звання старшого вчителя.



Другий учасник проекту. Дмитру Івановичу і ще кільком студентам, які відмінно закінчили інститут, запропонували підготовку на здачу іспитів для присвоєння звання вченого ступеня - магістр. Менделєєв не зміг залишитись при інституті. Хвороба, яка почалася на другому році навчання, була дуже небезпечною. Лікарі запропонували жити на півдні. І він змушений був погодитись на місце вчителя в Одеській гімназії. Навесні 1856 р. Менделєєв узяв відпустку для здачі магістерських іспитів.

Після захисту на звання «магістр» Д. І. Менделєєв за дуже короткий термін підготував дисертацію на тему «Будова кремнієвих сполук» і успішно її захистив 21 жовтня 1856 р. Після цього він отримує посаду приват-доцента в Петербурзькому університеті.



Третій учасник проекту. На посаді приват-доцента Петербурзького університету Менделєєв не отримував постійного заробітку. Тому він змушений був шукати додаткових засобів для життя: викладав хімію у другому кадетському корпусі м. Петербурга, паралельно він займався літературною працею. У 1857 р. його нариси з різних питань розвитку науки публікувалися в журналі Міністерства народної освіти та в інших журналах, також він підготував кілька статей різними мовами. Так продовжувалось до початку 1859 р.

Четвертий учасник проекту. У січні 1859 р. було нарешті задоволено клопотання Головного педагогічного інституту та Петербурзького університету про відрядження магістра Менделєєва за кордон «для вдосконалення в науках».

Менделєєв поїхав за кордон після закінчення лекцій з курсу органічної хімії в університеті (1859 р). Він вибрав основним пунктом перебування за кордоном давній німецький університет міста Гейдельберга. У цьому місті можна було спокійно вести дослідження, не відволікаючись на справи великих міст. Крім цього, у Гейдельберзі було багато молодих російських учених різних спеціальностей.



П'ятий учасник проекту. Менделєєв швидко став загальновизнаним головою гуртка, який стихійно організувався з молодих учених.

Постійними членами цього гуртка насамперед слід назвати відомого пізніше композитора й хіміка А. П. Бородіна, відомого філолога В. І. Сєчєнова, природознавців В. І. Олєвінського, В. І. Славича, А. В. Майкова.

Із тимчасових членів гуртка, які приїжджали на деякий час до Гейдельберга, слід згадати молодого професора О. М. Бутлерова, хіміків К. П. Лисенка, О. М. Вишнеградського, відомого пізніше лікаря С. П. Боткіна, біологів А. О. Ковалевського, Н. С. Фамінцина та українську письменницю Марко Вовчок.

Учитель. Третю частину проекту представляє координатор третьої групи зі співавторами.

Координатор ІІІ групи. Частиною спільного проекту є наукова та громадська діяльність Д. І. Менделєєва. Наш проект починають символічні ваги, роль яких умотивують учасники проекту.

Зображення книг відповідає перекладу наукових праць.

Символічне зображення хімічних елементів і приладів свідчить про практичне значення наукових праць ученого-хіміка, які пов'язані з розвитком економіки, нафтової, вугільної, металургійної промисловості.

Повітряна куля - як ще один з елементів досліджень і відкриттів Д. І. Менделєєва.

Двері у вищий навчальний заклад, - як символ того, що Дмитро Іванович завжди любив і захищав студентів і був активним громадським діячем.

А детально про його наукову та громадську діяльність розкажуть учасники проекту.



Перший учасник проекту. Учений-енциклопедист, член-кореспондент Петербурзької академії наук, професор Петербурзького університету й водночас технологічного інституту. З 1892 р. учений - зберігач Депо зразкових мір і ваг, яке за його ініціативою в 1893 р. перетворене в Головну палату мір і ваг. Найбільш повну характеристику Д. І. Менделєєву дав Л. О. Чугаєв: «Геніальний хімік, першокласний фізик, успішний дослідник у галузі гідродинаміки, метрології, геології, у різних відділах хімічної технології (вибухові речовини, нафта, учення про паливо)... Глибокий знавець хімічної промисловості, взагалі, оригінальний мислитель у галузі вчення про народне господарство».

Другий учасник проекту. Наукова спадщина Д. І. Менделєєва надзвичайно широка й багатогранна. Він залишив понад 500 друкованих наукових праць. Автор фундаментальних досліджень з хімії, хімічної технології, фізики, сільського господарства, економіки, освіти.

Перші наукові роботи (1854-1856) присвятив вивченню ізоморфізму й питомих об'ємів. Відкрив у 1860 році температуру абсолютного кипіння (критичну температуру рідини).

У 1861 році видав підручник «Органическая химия» (перший вітчизняний підручник з органічної хімії), за який був нагороджений премією Петербурзької академії наук. У процесі роботи над першим виданням «Основ химии» формує ідею про періодичну залежність властивостей хімічних елементів від їх атомної ваги. Ця класична праця, яка за життя Д. І. Менделєєва була видана вісім разів, восьме - у 1906 р.

Третій учасник проекту. Наукові дослідження Д. І. Менделєєв органічно пов'язував із проблемами економіки, особливо з розвитком нафтової, вугільної, металургійної та хімічної промисловості. У 1877 році висунув ідею про неорганічне походження нафти, запропонував принцип безперервної фракційної перегонки нафти. Авторитет Д. І. Менделєєва був настільки високий, що його постійно запрошували експертом для розв'язання складних економічних проблем. Так, під час відрядження в Донбас у 1888 р. він уперше запропонував теорію підземної газифікації вугілля, розробив програму інтенсифікації освоєння його природних ресурсів (кам'яного вугілля, залізних руд, кам'яної солі), передбачив велике майбутнє промисловості цього унікального краю.

Четвертий учасник проекту. Д. І. Менделєєв у 1890 році винайшов новий тип бездимного пороху (піроколодій), організував його виробництво. Пропагував застосування в сільському господарстві мінеральних добрив і зрошення засушених земель. Здійснив у 1887 році політ на повітряній кулі для спостереження сонячного затемнення. Запропонував гіпотезу про природну радіоактивність (1902). Член і почесний член понад 90 академій наук, наукових товариств, університетів та інститутів різних країн. Один із засновників Російського хімічного товариства, його президент.

Працюючи з молоддю, Дмитро Іванович завжди захищав та обстоював права студентів. Він був палким патріотом і сміливим захисником прогресивних ідей.



П'ятий учасник проекту. Багатогранна діяльність Д. І. Менделєєва була тісно пов'язана з розвитком науки, освіти та економіки України. Відомі його широкі зв'язки з багатьма передовими українськими хіміками та іншими вченими, особливо Київського та Харківського університетів. Ще 1871 р. Д. І. Менделєєв брав активну участь у третьому з'їзді природознавців, що відбувся в Києві.

Д. І. Менделєєв приділяв велику увагу організації вищої освіти, зокрема, брав активну участь у створенні Київського політехнічного інституту (1898 р.). У 1903 році він був головою екзаменаційної комісії першого випуску інженерів, агрономів цього ВНЗ.



Учитель. Про дослідження в рамках проекту теми уроку інформує координатор четвертої групи.

Координатор ІV групи. Починає наш проект ксерокопія чорнового варіанту таблиці під назвою «Дослідження системи елементів».

Наступний пункт проекту - рукопис таблиці, складений і підписаний 17 лютого 1869 року. Тут же ми пропонуємо вашій увазі першу друковану таблицю під назвою «Дослід системи елементів на основі атомних мас і хімічних властивостей».

Сучасні форми періодичних таблиць: драбинна (Н. Бор, 1921), видовжений варіант періодичної системи та сучасна періодична таблиця, якою ми користуємося на кожному уроці, зображені в нашому проекті на тему «Відкриття періодичного закону». Деталі цих моментів роботи Д. І. Менделєєва над створенням періодичного закону в повідомленні учасників проекту.

Перший учасник проекту. Відкриття періодичного закону хімічних елементів - явище незвичайне в історії науки, а насамперед, виключно дивовижне. Природно, саме тому, що історики науки виявляють особливу зацікавленість як до генезису самої ідеї періодичності властивостей хімічних елементів, так і до творчого процесу розробки цієї ідеї, її втілення у всеохоплюючий закон природи. Не дивно, що історії відкриття періодичного закону присвячено багато літературних праць.

Другий учасник проекту. Успішне розв'язання Менделєєвим завдання закономірних зв'язків властивостей хімічних елементів - задача, яку не вдалося розв'язати його багаточисленним попередникам, пояснюється абсолютно науковим підходом Менделєєва до цієї проблеми. Він рішуче відкинув обмеження однією властивістю хімічного елемента. Уже першу свою таблицю «Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве» Менделєєв побудував на співставленні двох властивостей елементів.

Відкриттю періодичного закону хімічних елементів Менделєєва сприяла вся його попередня наукова діяльність. Періодичний закон ніби завершив попередні дослідження, пов'язані з вивченням фізико-хімічних властивостей різних речовин, із знаходженням зв'язків та аналогій між різними сполуками елементів.



Третій учасник проекту. Достеменно відомо, що перша періодична система елементів була складена та переписана Менделєєвим у понеділок 17 лютого (1 березня) 1869 р. Рукописний варіант таблиці, а також попередні її фрагменти зберігалися в паперах Менделєєва. Уже 19-20 лютого таблиця була надрукована з російськими та французькими заголовками та розіслана російським і закордонним ученим.

Четвертий учасник проекту. Як же працював Дмитро Іванович над таблицею хімічних елементів? Якось він говорив друзям: «Усе в голові склалось, - а виразити в таблиці не можу». Пізніше Лапшин писав: «Менделєєв три дні і три ночі, не лягаючи спати, працював у конторці, пробуючи скомбінувати результати своєї думки в таблиці, та спроби досягнути цього були безуспішні. Зрештою, під впливом сильної втоми Менделєєв ліг і зразу ж заснув. «Бачу уві сні таблицю, де елементи розставлені так, як треба. Прокинувся, тут же записав на папірці, - тільки, як пізніше виявилось, в одному місці потрібне було уточнення».



П'ятий учасник проекту. Твердження П. Іностранцева, що Менделєєв побачив періодичну систему «уві сні», не слід розуміти буквально. Зрозуміло, що напружена протягом кількох діб і спрямована думка Менделєєва продовжувала працювати й уві сні. Можливо, що уві сні була знайдена та частинка, якої не вистачало для встановлення зв'язку між групами неподібних елементів. Це природно, психологам такі випадки добре відомі. Таким чином, процес підготовки відкриття і саме відкриття стають повністю зрозумілими.

Учитель. Підсумок проекту - значення періодичного закону - представляє координатор п'ятої групи.

Координатор V групи. Наш проект - значення періодичної системи є завершальною частиною проекту «Життя та наукова діяльність Д. І. Менделєєва».

Опрацювавши хімічну енциклопедію та іншу літературу (ось вона представлена на міні-виставці) ми дізнались багато з теми сьогоднішнього уроку.

Розпочинає наш проект символічне зображення простої речовини та хімічного елемента.

Зображення моделі молекули води - це вклад Менделєєва в атомно-молекулярне вчення. Цифри 1911 рік - відкриття будови атома - ще раз підтвердило велике значення періодичного закону, вираженого в таблиці, що дало можливість штучно добути нові хімічні елементи.

Загальна формула заповнення енергетичних орбіталей у будові атома - відображає запропоновану в 1931 році Зоммерфельдом ідеальну схему заповнення орбіталей, що сприяло в 1934 році створенню квантово-механічної теорії періодичної системи.

Представлення проекту в тезах доповнять мої однокласники, які працювали над створенням цього проекту.



Перший учасник проекту. У 1871 р. Д. І. Менделєєв увів у хімію терміни, що відповідають атомно-молекулярному вченню, тобто науково обґрунтовані поняття «проста речовина» та «хімічний елемент».

Замінивши емпіричне уявлення про хімічний елемент науково обґрунтованими поняттями, Д. І. Менделєєв здійснив наукову революцію в теоретичній хімії.



Другий учасник проекту. Використовуючи поняття «хімічний елемент» як класифікаційну одиницю, Д. І. Менделєєв розробив класифікацію атомів у вигляді періодичної системи, науковим обґрунтуванням якої були атомно-молекулярне вчення й відкритий ним періодичний закон.

Маючи наукове обґрунтування, менделєєвська класифікація атомів з розвитком науки збагачувалась новими класифікаційними ознаками й одержала науково-теоретичне обґрунтування на більш високому рівні.



Третій учасник проекту. Докази рівності порядкового номера елемента та заряду ядра його атома мали величезне значення для розвитку вчення про періодичність. Перша таблиця, в якій були проставлені дійсні порядкові номери хімічних елементів, належить П. Фаянсу (опублікована в 1915 р.). 18 жовтня 1921 р. Н. Бор продемонстрував форму періодичної системи елементів у вигляді східців, у якій вперше було продемонстровано послідовність формування електронних конфігурацій атомів у відповідності до зростання порядкових номерів елементів.

Четвертий учасник проекту. У 1931 р. А. Зоммерфельд запропонував ідеальну схему, що відповідає поступовому заповненню кожної орбіталії до повної ємності.

Резерфорд у 1934 р. з виникненням квантової механіки та застосування квантово-механічних методів до атомної моделі створив спрощену квантово-механічну теорію періодичної системи.



Учитель. Дякую. У кого є індивідуальні повідомлення або інформація з теми уроку-проекту?

Учень. У мене досить цікаве особисте повідомлення. Уперше таблицю Д. І. Менделєєва для розв'язання геохімічних питань застосував у 1921 році академік А. Є. Ферсман, який вивчив поширеність елементів у надрах землі та зробив такі висновки:

1.У надрах землі переважну більшість займають елементи з низькими відносними атомними масами та порядковими номерами.

Із 28 перших елементів поширені 6, з порядковим номером більше 28-ми: мідь, цинк, рубідій, стронцій, цирконій, барій. Одночасно такі елементи, як гелій, берилій, неон, аргон, скандій, не увійшли у групу елементів, які складають основну масу землі.

2.Елементи кисень, водень, кремній, алюміній складають якісну й кількісну основу земних надр у всіх їх зонах і глибинах.

Поширеність хімічних елементів у земній корі зменшується залежно від величини заряду ядра атомів.

3.У надрах землі переважають елементи, ядра атомів яких складаються із парних чисел протонів і нейтронів.

4.Цікаво, що елементи, відносна атомна маса яких ділиться на 4 без остачі, наприклад, кисень (16), кремній (28), магній (24) і т. д., у надрах землі становлять 86,31 %, з остачею 1 - 0,01 %, з остачею 2 - 0,05 %, з остачею 3 - 12,63 %. Таким чином, у відповідності до досліджень Ферсмана та інших учених поширеність хімічних елементів у надрах землі й у природі визначається двома закономірностями:

а) що пов'язані із властивостями ядер атомів хімічних елементів;

б) з особливостями утворення земної кори як частини землі.

Учень. Я пропоную знайти, користуючись індивідуальними таблицями, елементи, передбачені Д. І. Менделєєвим за номерами 21, 31, 32, 43, 89, 72, 75, 85, 87, 91. А також елементи, в яких були виправлені відносні атомні маси номер 4, 39, 49, 55, 57, 68, 90, 92, про які не згадувалося в ході лекції-проекту.

Учень. Я думаю, що варто почути і мою інформацію з рубрики «Це цікаво». Французькі спеціалісти дослідили, що людське тіло вагою 70 кілограмів утримує 45 кілограмів кисню, 12 - вуглецю, сім - водню, два азоту та трохи більше кілограму кальцію. Інші елементи таблиці Менделєєва: 860 грамів фосфору, 300 - сірки, 210 - калію, 100 - натрію, 70 - хлору, а також по кілька грамів магнію, заліза, фтору, цинку, міді, кілька міліграмів йоду, кобальту, марганцю, молібдену, хрому, селену. Також у людському організмі можна виявити сліди таких елементів, як ванадій, титан, бор, бром, миш'як і кремній.

Виходячи із сучасних цін на очищені хімічні продукти, французи підрахували, що вартість «сировини», з якої «виготовлена людина», не перевищує... 145 доларів.

ІІІ. Підбиття підсумків, оцінювання результатів уроку

Учитель. Зробимо підсумок нашого уроку-проекту

Чи існують межі періодичної системи?

Чи можуть існувати у природі (і скільки) елементи, які легші за гідроген і важчі урану, тобто де проходить відповідно нижня й верхня межа періодичної системи, який у ній перший елемент, а який останній? Це питання виникло за 17 років після відкриття періодичного закону й залишається відкритим. Можливо, на ваше покоління випаде час цього наукового відкриття.

Отже, завершимо урок-проект словами Д. І. Менделєєва: «Періодичному закону в майбутньому не загрожує руйнування, а тільки надбудова і розвиток суспільства». Як бачимо, ці слова пророчі.
ІV. Загальні підсумки та оцінювання результатів уроку

Як можуть одержані на сьогоднішньому уроці знання бути корисними у вашому житті?


V. Домашнє завдання

Кожна група одержує картку із п'ятьма задачами, які потрібно розв'язати на основі знань теми «Періодичний закон і періодична система Д. І. Менделєєва».



i (2).jpg i (3).jpg

Д. І. Менделєєв



i (44).jpg

Періодична система хімічних елементів (довга форма)



i.jpg

Періодична система хімічних елементів (коротка форма)

УРОК 9

Тема. Будова атома: ядро й електронні оболонки. Склад атомних ядер (прортони і нейтрони). Протонне число. Нуклонне число

 

Мета уроку: продовжити знайомство з періодичною системи хімічних елементів Д. І. Менделєєва; на основі знань про будову атома розкрити фізичний зміст порядкового номера елемента; розширити знання учнів про радіоактивність і будову атома; підвести учнів до сучасного формулювання періодичного закону; формувати вміння характеризувати хімічні елементи за положенням у періодичній системі хімічних елементів, обчислювати кількості протонів, нейтронів і електронів у атомі; формувати уявлення про матеріальну єдність світу й можливість його пізнання.



Тип уроку: засвоєння знань, умінь і навичок.

Форми роботи: розповідь учителя, індивідуальні повідомлення учнів, фронтальна робота.

Обладнання: періодична система хімічних елементів Д. І. Менделєєва, плакат зі схемами ядерних реакцій.

ХІД УРОКУ

I. Організація класу

  На плакаті надпис девізу уроку:

«Вчені розщепили атом.

Тепер атом розщеплює нас»

Квентін Рейнолдс
Вчитель вітається з учнями, організовує їх до уроку (налаштовує на робочийлад), перевіряє відсутніх.

II. Перевірка домашнього завдання, актуалізація опорних знань

Завдання класу (фронтальна бесіда)

1. Що називається періодом? Що мають спільного й чим відрізняються великі періоди від малих?

2. Що називається групою?

3. Розкажіть про структуру періодичної системи хімічних елементів.

4. Як змінюються властивості хімічних елементів у періодах і головних підгрупах?

5. Порівняйте неметалічні властивості елементів: О і С; F і В; Si і S.

6. Порівняйте металічні властивості елементів: Аl і Ga; Rb і Мо; Са і Ва.

7. Назвіть елемент V групи, відносна молекулярна маса оксиду якого дорівнює 142.



image143

8. Назвіть елемент VI групи, відносна молекулярна маса сполуки з Гідрогеном якого дорівнює 81.



image144

 III.Мотивація навчально-пізнавальної діяльності.

Слово вчителя:

Зачитайте девіз уроку і висловіть свої думки з приводу даного визначення про атом.

IV. Засвоєння знань, умінь і навичок

Вступне слово вчителя

Періодичний закон і періодична система хімічних елементів вплинули на розвиток науки й техніки: вони послужили теоретичним фундаментом спрямованого пошуку й відкриття за минуле століття 46 нових елементів зі 111 відомих сьогодні. Крім того, закон Д. І. Менделєєва став поштовхом до досліджень будови атома, які змінили наші уявлення про закони мікросвіту й привели до практичного втілення ідеї використання ядерної енергії.

Однак до моменту відкриття періодичного закону уявлення про молекули й атоми лише почали стверджуватися. Причому атом уважався не лише найменшою, але й елементарною (тобто неподільною) частинкою. Прямим доказом складності будови атома було відкриття мимовільного розпаду атомів деяких елементів, названа радіоактивністю. У 1896 р. французький фізик А. Беккерель виявив, що матеріали, які містять Уран, засвічують у темряві фотопластинку, іонізують гази, спричиняють світіння речовин, що флуоресціюють. Надалі з’ясувалося, що цю здатність має не лише Уран. Титанічні зусилля, докладені для переробки величезних мас уранової смоляної руди, дозволили П. Кюрі та М. Склодовській-Кюрі відкрити два нові радіоактивні елементи: Полоній і Радій.

У 1903 році П’єр і Марія Склодовська-Кюрі разом одержали Нобелівську премію з фізики за відкриття радіоактивності. Після смерті чоловіка М. Склодовська-Кюрі продовжила дослідження й у 1911 році за одержання чистого Радію була удостоєна Нобелівської премії в галузі хімії. Уівіть собі дамські рукавички, які завжди носила М. Склодовська-Кюрі, щоб прикрити руки, безжалісно понівечені Радієм. А поруч, не вмовкаючи, тріскотить лічильник Гейгера. Відвідувачі Всесвітньої виставки в Брюсселі ціпеніли, коли дивилися на ці рукавички. Ще в 1958 році — через півстоліття! — вони відчували від цих рукавичок не запах тонких парфумів, а «голос» того самого Радію, якого безстрашно торкалися руки відважної жінки.

Повідомлення учнів

1. Відкриття радіоактивності.

2. Досліди Резерфорда.

3. Роботи П. Кюрі та М. Склодовської-Кюрі.

Узагальнення вчителя (матеріал пропонується використати на уроці за наявності вільного часу)

Радіоактивність — це здатність деяких елементів випромінювати, такі елементи названі радіоактивними.

α-випромінювання — це випромінювання позитивно заряджених частинок (ядра Гелію 42He).

β-випромінювання — це випромінювання негативно заряджених частинок (електрони).

γ-випромінювання — це випромінювання електромагнітних хвиль. Випромінювання характеризується іонізуючою можливістю проникнення (визначається шляхом, який частинка може пройти в речовині до остаточної зупинки).

α-частинка — на 1 см2 утворюється 25 тис. пар іонів, довжина шляху — 2—3 см і зупиняється (від а-випромінювання може захистити картон).

β-частинка — на 1 см2 утворюється 100 тис. пар іонів, довжина шляху — кілька метрів (може захистити цегляна стіна).

γ-частинка — найбільша можливість випромінювання й довжина пробігу (можуть захистити двометрові стіни, свинець).

 


Умови випромінювання

Доза

Ефект

Хронічне: упродовж кількох років

0,5 Зв (50 Бер)

Хронічна променева хвороба (катаракта — захворювання очей)

Гостре одноразове

>1 Зв (100 Бер)

Гостра променева хвороба

Гостре одноразове

>450 Бер

Смерть

 

ГДД для людей: 0,1 Бер на рік.

Норми для продуктів харчування: від 50 до 100 Бк на 1 кг (кількість атомів, що розпадаються за одиницю часу).

У 1911 р. англійський учений Е. Резерфорд довів з допомогою досліду, що в центрі атома є позитивно заряджене ядро. Ядра атомів складаються з протонів і нейтронів (загальна назва — нуклони). Кількість протонів у ядрі дорівнює порядковому номеру елемента, а сума чисел протонів і нейтронів відповідає його масовому числу. Навколо ядра замкненими орбітами обертаються електрони. їх число дорівнює позитивному заряду ядра. Атом у цілому електронейтральний.

Нейтрон — нейтральна частинка, що не має електричного заряду.

Протон — позитивно заряджена частинка. Заряд протона дорівнює заряду електрона, але протилежний за знаком. І ті, й інші мають масу, що приблизно дорівнює 1 а.о.м.

Порядковий номер = заряд ядра атома = кількість протонів = кількість електронів

n = Аr - р

Нукло́нне число́  властивість атома (атомного ядра, нукліда), яка вказує на загальну кількість нуклонів (тобто сумарну кількість протонів та нейтронів (Z + N)), які містяться у ядрі атома. Позначається здебільшого символом A.
V. Узагальнення тасистематизація знань. 

Завдання 1. Складіть схему будови атома Карбону, обчисліть число протонів і нейтронів:



image145

Завдання 2. Дайте характеристику будови атома елементів а) № 13, б) № 15 за його положенням у періодичній системі.

Приклад. № 13. Аl — 3 період, III група, головна підгрупа, p = 13, е = 15, вища валентність — III, вищий оксид — Аl2O3, амфотерний гідоксид — Аl(ОН)3 або НАlO2.

Біля дошки один учень виконує аналогічне завдання для хімічного елемента з № 15.

Р — 3 період, V група, головна підгрупа, р = 15, е = 15, n = 31 —15 = 16, вища валентність — V, вищий оксид — Р2O5, кислота — Н3РO3.

 

Заповніть таблицю.



 

Варіант І



Назва елемента

Хімічний символ

Порядковий номер

Заряд ядра

np

nn

ne

Можливі валентності

Формула вищого оксиду

Нітроген

 

 

 

 

 

 

 

 

Кальцій

 

 

 

 

 

 

 

 

Ферум

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Варіант II



Назва елемента

Хімічний символ

Порядковий номер

Заряд ядра

np

nn

ne

Можливі валентності

Формула вищого оксиду

Силіцій

 

 

 

 

 

 

 

 

Калій

 

 

 

 

 

 

 

 

Цинк

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Варіант III



Назва елемента

Хімічний символ

Порядковий номер

Заряд ядра

np

nn

ne

Можливі валентності

Формула вищого оксиду

Сульфур

 

 

 

 

 

 

 

 

Рубідій

 

 

 

 

 

 

 

 

Купрум

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Варіант IV



Назва елемента

Хімічний символ

Порядковий номер

Заряд ядра

np

nn

ne

Можливі валентності

Формула вищого оксиду

Хлор

 

 

 

 

 

 

 

 

Стронцій

 

 

 

 

 

 

 

 

Титан

 

 

 

 

 

 

 

 

VI.Підбиття підсумків уроку.



  • До відкриття радіоактивності атом вважався неподільним. З відкриттям цього явища вдалося встановити складну будову атома.

  • Атом складається з позитивно зарядженого ядра та негативно заряджених електронів і в цілому є незарядженою (електронейтральною) частинкою.

  • До складу ядра, крім протонів, входять нейтрони. Нейтрон — це незаряджена частинка з масою, що приблизно дорівнює масі протона.

  • Абсолютні маси складових частинок атома дуже малі, тому користуються їх відносними масами: у протона і нейтрона вони приблизно однакові і прийняті за 1, в електрона маса у 1836 раз менша.

  • Ядро порівняно з атомом має дуже малі розміри, але в ньому зосереджена основна маса атома.

  • Відкриття на межі XIX і XX ст. будови атома та радіоактивності — визначне досягнення науки.

 

 VІI. Домашнє завдання.

Опрацювати відповідний параграф підручника і відповісти на запитання.

Модель будови атома Резерфорда та Томсона

i (4).jpgi (5).jpg

i (75).jpg i (73).jpg

П. Кюрі та М. Склодовська-Кюрі. Е. Резерфорд



0vfxhsmtmck.jpg

Радіоактивне випромінення

УРОК 10

Тема. Сучасне формулювання періодичного закону. Ізотопи

 

Мета уроку: розширити знання про періодичний закон і періодичну систему хімічних елементів Д. І. Менделєєва; формувати поняття про ізотопи (стабільні й нестабільні); дати уточнене визначення поняттю «хімічний елемент» виходячи зі знань періодичного закону — фундаментального закону природи; дати сучасне формулювання періодичного закону



Тип уроку: засвоєння нових знань, умінь і навичок.

Форми роботи: розповідь учителя, фронтальна робота з навчальною літературою.

Обладнання: Періодична система хімічних елементів Д. І. Менделєєва, таблиця розчинності.

ХІД УРОКУ

I. Організація класу

  Прийом «Подаруйте усмішку…» (тим, хто сьогодні від самого ранку поруч з вами).

II. Перевірка домашнього завдання, актуалізація опорних знань.

Завдання класу (фронтальна бесіда)

— Чому явище радіоактивності було сприйняте як катастрофа періодичного закону й періодичної системи?

III. Мотиваціянавчальної діяльності.

У результаті розпаду атомів радіоактивних елементів утворювалися атоми вже відомих елементів, але з іншими атомними масами. А періодична система була побудована на основному понятті «хімічний елемент» — це вид атомів з однаковою атомною масою. Але закон не можна знищити чи створити. Людина може лише відкрити закон! Система була вираженням закону природи.

 IV. Вивчення нового матеріалу.


У результаті експериментальних досліджень було встановлено, що, наприклад, у природному кисні, крім атомів Оксигену з масою 16, є також атоми Оксигену з масою 17 і 18. їх співвідношення таке:

image146

Виявилося, що інші елементи також складаються з атомів з різною масою. Так, у природній воді, крім атомів Гідрогену з масою 1, є також атоми Гідрогену з масою 2; співвідношення чисел цих атомів таке:



image147

В ядерних реакціях також одержано Гідроген з атомною масою 3: 31H. Причому «важка вода» шкідлива для живих організмів. Тож притчі про «живу» і «мертву» воду мають реальне наукове пояснення.

Учні розглядають таблицю «Ізотопи деяких елементів, виявлених у земній корі».

 


Назва елемента

Число ізотопів

Масові числа

Гідроген

3

1,2, 3

Оксиген

3

16, 17, 18

Хлор

2

35, 36

Кальцій

6

40,42,43,44,46,48

Ферум

4

54, 56, 57, 58

Уран

3

234, 235, 238

 

Різновиди атомів того самого хімічного елемента, що мають однакове число протонів у ядрі, але різну масу, називають ізотопами. «Ізотоп» означає «той, що займає те саме місце».

Розглянемо характеристики ізотопів Гідрогену й Оксигену.

 8160

8170

8180

p1 = p2 = p3

N = 8, 9, 10



p = 8

p = 8

p = 8

e = 8

e = 8

e = 8

 

n = 8

n = 9

n = 10

 

 

 

 

 

11H (Протій)

12H(Дейтерій)

13H(Тритій)

 

p = 1

p = 1

p = 1

 

e = 1

e = 1

e = 1

 

n = 1 – 1 =0

n = 2 – 1 = 1

n = 3 – 1 =2

 

 

У природі існують хімічні елементи ізобари — атоми, що мають однакове атомне число, але різні величини зарядів ядра, наприклад:



4018Аr і 4019К.

Атомні маси елементів у періодичній системі є середнім значенням масових чисел природних сумішей ізотопів. Тому вони не можуть, як пропонував Д. І. Менделєєв, служити головною характеристикою атома, а отже, й елемента. Такою характеристикою, як ми тепер знаємо, є заряд ядра. Він визначає число електронів у нейтральному атомі, які розподіляються цілком визначено навколо ядра. Характер же розподілу електронів визначає хімічні властивості атомів. Зазначені міркування дозволили дати нове визначення хімічного елемента:

Хімічний елемент — це сукупність атомів з однаковим зарядом ядра. А також уточнити формулювання періодичного закону:

Властивості елементів, а також властивості й форми їхніх сполук перебувають у періодичній залежності від заряду ядра атома елемента.

Чому ж атомні маси більшості елементів дробові? З'ясувалося, що слід розмежовувати поняття «відносна атомна маса» і «відносна атомна маса елемента». Значення відносних атомних мас ізотопів дуже близькі до цілих чисел. Відносні ж атомні маси елемента як сукупності ізотопів виражаються дробовими числами. Наприклад, відносна атомна маса елемента Хлору — 35,5. Відмінність цих понять неважко зрозуміти. Відносна атомна маса елемента розраховується з урахуванням масової частки ізотопів у природі.

Елемент Хлор складається з двох ізотопів з відносними атомними масами, дуже близькими до 35 і 37. Ізотопу1735Сl в природній суміші міститься 15%, а ізотопу 1737Сl— 25 %. Звідси середня відносна атомна маса елемента Хлору дорівнює

Ar = 35 · 0,75 + 37 · 0,25 = 35,5

Отже, атомна маса елемента тим більша, чим більше важких ізотопів входить до складу елемента.

Можна пояснити аномалію в положенні в періодичній системі Калію й Аргону, розрахувавши їх відносну атомну масу з урахуванням природних ізотопів:

image148

Ізотопи поділяються на стабільні й радіоактивні. Натрій, Алюміній, Флуор не мають стабільних ізотопів. У Стануму їх десять.

Якщо всі ізотопи елемента є радіоактивними, то його відносна атомна маса в періодичній системі зазначена у квадратних дужках. Розрізняють природні радіоактивні ізотопи (Уран) та ізотопи штучного походження — радіонукліди, що утворюються в результаті випробувань атомної зброї, під час роботи ядерних виробництв.

Небезпечні ізотопи: 3890Sr (заміщає в кістках Са), 35137Cs, 53113І. Радіоактивні ізотопи в процесі радіоактивного випромінювання розпадаються на атоми інших елементів, унаслідок чого відбувається ядерна реакція, що супроводжується шкідливим випромінюванням:



image149

Швидкість радіоактивного випромінювання характеризується періодом напіврозпаду й може тривати від частки секунди до мільярдів років. Більш докладно явище радіоактивності ви вивчатимете в курсі фізики. У хімічних реакціях радіоактивні перетворення атомів не відбуваються.




Поділіться з Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12


База даних захищена авторським правом ©divovo.in.ua 2017
звернутися до адміністрації

войти | регистрация
    Головна сторінка


загрузить материал