Строение атома физический смысл порядкового номера элемента массовые числа атомов изотопы конспект

Обновлено: 22.07.2024

Урок "Состав атомных ядер. Изотопы. Радиоактивность" проводился на семинаре завучей в ходе продуктивно-управленческой игры. Использованы здоровьесберегающие технологии. Урок сопровождается мультимедийной презентацией.

Вложение	Размер
konspekt_uroka_sostav_atomnykh_yader_radioaktivnost.doc	87 КБ
_prilozhenie_1_opornyy_konspekt_po_teme.doc	44.5 КБ
prilozhenie_2_kartochka_.doc	33.5 КБ
prilozhenie3_urok_sostav_atomnykh_yader.ppt	1.45 МБ

Предварительный просмотр:

Кузнецова Наталья Георгиевна,

высшая квалификационная категория

1*Тема урока: Состав атомных ядер. Изотопы. Радиоактивность .

Урок изучения и первичного закрепления нового материала в 8 классе,

рассмотреть физический смысл порядкового номера элемента, научить школьников описывать состав атомных ядер, разъяснить понятие изотопов, явление радиоактивности.

сформировать у учащихся личностную мотивацию, познавательный интерес к данной теме; развить интеллектуальные и творческие способности учащихся, диалектическое мышление; углубить знания о взаимосвязи строения атома и структурой ПСХЭ;
отработать навыки работы с опорным конспектом и ПСХЭ.

развить познавательный интерес к устройству окружающего мира

Использовать методические приемы, позволяющие предотвратить переутомление учащихся, повысить их внимание.

Познакомить учащихся с историей установления сложного строения атома, с частицами, составляющими атом и их характеристиками.

Отработать умение записывать массовое число, порядковый номер элемента рядом с его символом, определять число протонов, нейтронов и электронов атомов любых химических элементов.

Показать, что этимологическое начало понятия "атом" ("неделимый") не соответствует действительности - атом делим. Дать понятие о составе атома и атомного ядра. Раскрыть взаимосвязь понятий: протон, нейтрон, электрон, массовое число.

Показать биологическое влияние радиации на организм человека.

Воспитывать в учениках уверенность в своих силах.

Межпредметные связи: физика, биология

Основные понятия (впервые вводимые):

1. Заряд ядра атома. 2. Электрон, протон, нейтрон. 3.Изотопы

Планируемые результаты обучения:

Знать строение атома, значение порядкового номера (физический смысл), состав атомного ядра, определение изотопов.

Знать 3 вида излучений.

Уметь описывать химический элемент с точки зрения положения в ПСХЭ и составе ядра.

Тип урока: изучения и первичного закрепления нового материала.

ПСХЭ Д.И.Менделеева, опорный конспект (на каждый стол) (приложение 1), карточки с заданиями (приложение 2), мультимедиа проектор, экран , презентация по теме урока(приложение 3).

Девизом нашего урока могут служить слова небезызвестного Козьмы Пруткова:

Целью нашего урока является расширение ваших знаний по строению атома, полученных на уроках физики, знакомство с составом ядра, понятиями: протон, нейтрон, изотоп. Вы получите представление о явлении радиоактивности и о биологическом влиянии радиоактивности на организм человека.

Прежде чем перейти к новой теме мы напишем Х/д (Химический диктант)

- Найди элемент по адресу, укажи его порядковый номер

(использовать ПСХЭ Д.И.Менделеева),

2период, 5группа главная(азот)
2период, 3группа главная(бор)
3период, 2группа главная(магний)
5период, 2группа побочная(кадмий)
2период, 7группа главная(фтор)
4период, 3группа побочная(скандий)
4период, 6группа побочная(хром)
4 период,4группа главная(германий)
4период, 4группа побочная(титан)
7период, 1группа главная(франций)

Оценить себя по следующему эталону:

-одна ошибка – оценка 4

-две ошибки – оценка 3

-более трех ошибок – тема не усвоена, посетить дополнительное занятие.

По ходу объяснения делайте записи в опорном конспекте, или выделяйте цветом, то что необходимо запомнить.

2*В 1879 году английский ученый Уильям Крукс открыл катодные лучи – поток быстролетящих отрицательно заряженных частиц, размеры которых были меньше самого маленького атома водорода, по вызываемой ими люминесценции. В 1891 году Д.Стонэй предложил назвать открытые частицы электронами.

3*В 1895 году немецкий ученый Уильям Конрад Рентген обнаружил новый вид излучения, обладающего большой проникающей способностью, и назвал их Х-лучами. Таинственные лучи засвечивали фотопластинку, завернутую в черную бумагу. Несколько позднее было установлено, что Х-лучи представляют собой электромагнитные колебания с очень малой длиной волны. В настоящее время рентгеновские лучи широко используются в различных областях науки и техники.

В 1896 году французский ученый Анри Беккерель открыл явление естественной радиоактивности – самопроизвольного распада ядер атомов тяжелых элементов .

В 1898 году Мария и Пьер Кюри, изучавшие явление радиоактивности, открыли новый радиоактивный элемент, названный полонием.

4*Антуан Анри Беккерель, а также Мария Склодовская-Кюри и Пьер Кюри обнаружили, что при распаде атомы испускают три типа лучей, которые получили свои названия по трем первым буквам греческого алфавита : α, β, γ.

Эти три вида излучения очень сильно отличаются друг от друга по проникающей способности, т.е. по тому, насколько интенсивно они поглощаются различными веществами .

5*Главным итогом совершенных открытий было ясное осознание того, что атом не является мельчайшей частицей вещества, он имеет сложное строение. Было предложено несколько гипотез – моделей строения атома. Большинство из них основывалось на предположениях, что атом, оставаясь в целом электронейтральным, представляет собой совокупность положительно и отрицательно заряженных частиц.

В 1911 г Э.Резерфорд на основе своих исследований (известных вам из курса физики) предложил планетарную модель атома. Исследователь привел неоспоримые доказательства того, что атомы состоят из трех типов элементарных частиц: протонов, нейтронов и электронов.

6* (планетарная модель атома) Мы видим, что протоны и нейтроны составляют ядро, которое находится в центре атома. Ядро занимает очень небольшую часть объема атома, но в нем сосредоточена практически вся масса атома. Протоны имеют положительный заряд, а нейтроны не имеют заряда, они - нейтральны.

Вокруг ядра движутся электроны - частицы с отрицательным зарядом. Их движение ограничено сферическим пространством вокруг ядра.

Английский ученый доказал, что порядковый номер элемента в ПСХЭ Д.И.Менделеева совпадает:

Дж. Дж. Томсон в 1898 году предложил модель атома в виде положительно заряженного шара радиусом 10 -10 м, в котором плавают электроны, нейтрализующие положительный заряд.

В 1895 году немецкий учёный Уильям Конрад Рентген обнаружил новый вид невидимых лучей, способных беспрепятственно проходить через твердые тела и вызывать почернение фотоплёнки. Рентген назвал их Х-лучами .

В 1898 году Пьер Кюри и Мария Склодовская – Кюри , изучавшие явление радиоактивности, открыли новые элементы – полоний и радий.

Английский физик Эрнест Резерфорд в 1909 г. открыл ядро атома

Опыт Резерфорда : поток ά-частиц, излучаемый радиоактивным источником, через узкую щель направлялся на тонкую золотую фольгу; при помощи флюоресцирующего экрана проводилась регистрация ά-частиц, которые в отсутствии фольги двигались узким пучком, вызывая на экране яркую вспышку

ά-частицы, пролетая вблизи атомного ядра, отклоняются на разные углы

Э. Резерфорд предложил планетарную модель атома : в центре находится положительно заряженное ядро, которое имеет достаточно малые размеры, но в нём заключена почти вся масса атома; вокруг ядра по круговым орбитам движутся отрицательно заряженные электроны, подобно движению планет вокруг солнца.

1. В центре атома находится положительно заряженное ядро, занимающее ничтожную часть пространства внутри атома.

2. Весь положительный заряд и почти вся масса атома сосредоточены в его ядре.

3. Ядра атомов состоят из протонов и нейтронов ( нуклонов).

4. Вокруг ядра по замкнутым орбитам вращаются электроны .

Электрон е –

Протон р +

Нейтрон n 0

Во атомах одного химического элемента число протонов Z всегда одинаково (равно заряду ядра), а число нейтронов N бывает разным.

Химический элемент – это вид атомов с одинаковым зарядом ядра.

Порядковый номер элемента в ПС

Число протонов в ядре (Z)

Число электронов

Атом – электронейтральная частица

Число протонов (заряд ядра)

Число электронов

Атомный номер (Z)

Число нейтронов

Число протонов

Массовое число (А)

Периодическая система и строение атома

номер элемента

Число нейтронов

Современная формулировка Периодического закона

Свойства химических элементов, а также образованных ими веществ находятся в периодической зависимости от зарядов атомных ядер

В 1913 г. английский физик Г. Мозли установил, что положительный заряд ядра атома равен порядковому номеру элемента в периодической системе Д. И. Менделеева.

Каждый протон имеет заряд +1, поэтому заряд ядра равен числу протонов. Атом является электронейтральной частицей, поэтому число протонов равно числу электронов. Следовательно:

Например, элемент железо имеет порядковый номер 26. Следовательно, заряд ядра атома железа равен +26, т.е. ядро содержит 26 протонов, а вокруг ядра движутся 26 электронов.

Данные этой таблицы показывают, что масса протона, как и масса нейтрона, приблизительно в 1840 раз больше массы электрона. Протоны и нейтроны находятся в ядре, поэтому масса атома почти равна массе ядра. Масса ядра, как и масса атома, определяется суммой числа протонов и числа нейтронов. Эта сумма называется массовым числом атома.

Атомы изотопов одного элемента имеют одинаковое число протонов ( Z ) и отличаются друг от друга числом нейтронов ( N ).

Изотопы обозначаются символами соответствующих элементов, слева от которых вверху записывают массовое число изотопа, а внизу – порядковый номер (заряд ядра атома) элемента. Например:

Относительная атомная масса элемента Аr, которая приводится в периодической системе, - это средняя величина массовых чисел природных изотопов этого элемента с учетом процентного содержания каждого изопота.

Химические свойства всех изотопов одного элемента одинаковы. Следовательно, химические свойства элемента зависят не от атомной массы, а от заряда ядра.

Свойства элементов и их соединений находятся в периодической зависимости от заряда ядра атома, или порядкового номера элемента.

1. Каково процентное содержание изотопов 35 С1 и 37 С1 в природном хлоре, имеющем относительную молекулярную массу 70,90? Предложите способы выделения чистых веществ 35 С1₂ и 37 С1₂ из природного хлора и его соединений.

Решение : Примем за х процентное содержание изотопа 35 Сl:
35x +37(100-x) =35,45; x=77,5. Тогда 77,5% 35 Сl и 22,5% 37 Сl.
Способы разделения изотопов:
- основанные на различии в массе (центрифугирование и т. п.);
- основанные на различном отношении массы к заряду (для ионов, по типу масс-спектрометрии и т. п.);
- основанные на изотопном эффекте в химических процессах (кинетические).

2. Медь имеет два изотопа с массовыми числами 63 и 65. Массовая доля их в природной меди составляет соответственно 73% и 27%. На основании этих данных рассчитайте среднюю относительную атомную массу природной меди.

1. Чему равен заряд ядра и число электронов в атомах следующих элементов: углерод, сера, медь, барий, серебро.

6. Чему равен порядковый номер элемента, массовое число одного из изотопов которого равно 31, а число нейтронов равно 16.

7. Сколько электронов и протонов входит в состав атома элемента, который находится в 5-м периоде и в побочной подгруппе VI группы.

8. Сколько электронов и протонов входит в состав атома элемента, который находится в 4-м периоде и в главной подгруппе III группы.

9. Медь имеет два изотопа: 63 Cu и 65 Cu . Молярные доли их в природной меди составляют 73 и 27% соответственно. Определите среднюю относительную атомную массу меди.

10. Определите относительную атомную массу элемента кремния, если он состоит из трех изотопов: 28 Si (молярная доля 92,3%), 29 Si (4,7%), 30 Si (3,0%).

Ключевые слова конспекта: строение атома, элементарные частицы, протоны и электроны в атомах, атомный номер, массовой число, число нейтронов, нуклид, изотопы, ионы, катионы, заряд иона.

Согласно модели Резерфорда каждый атом состоит из находящегося в его центре ядра и электронной оболочки. Весь положительный заряд и почти вся масса атома сосредоточены в его ядре. Электроны движутся вокруг ядра. Число электронов атома равно положительному заряду ядра.

Диаметр атома 10 -10 м, диаметр ядра 10 -14 – 10 -15 м. Масса атома водорода равна 1,67 • 10 -24 г, атома углерода — 1,99 • 10 -23 г, атома железа — 9,29 • 10 -23 г.

Элементарные частицы — это протоны, электроны и нейтроны, из них состоят все атомы.

Число протонов разное у атомов различных видов, оно определяет заряд ядра атома и равно атомному номеру элемента в таблице Менделеева. Поскольку атом — электро-нейтральная частица, число электронов в нем равно числу протонов.

Атомный номер указывают слева внизу от символа элемента, например: ₁Н, ₂₆Fe. Обозначение атомного номера — прописная латинская буква Z.

Массовое число атома А — это сумма чисел его протонов и нейтронов в ядре. Массовое число указывают слева вверху от символа элемента или добавляют к названию элемента через дефис, например: 23 Na или натрий-23.

Массовое число кислорода, А( 16 О) = 16 = (8р + 8n).

Число нейтронов N в ядре атома определяют по формуле: N = A — Z. Например, для атома натрия с массовым числом 23, 23 Na: А = 23, Z = 11, N = А – Z = 23 — 11 = 12.

Нуклид — это вид атомов с определенным числом протонов и нейтронов в ядре. Например, в природе встречается три вида нуклидов кислорода: 16 О, 17 О и 18 О.

Изотопы — это атомы одного вида с одинаковым числом протонов, но разным числом нейтронов. Так, атомы 16 О, 17 О и 18 О — это изотопы. Природные изотопы урана — 234 U, 235 U и 238 U.

Ионы — заряженные частицы, образующиеся при отщеплении от нейтральных атомов или присоединении к ним электронов. Ионы образуются также из молекул в результате присоединения протона Н + (NH₃ → NH₄ + ) или отщепления Н + (HNO₃ -> NO₃ – ).

Катионы — это положительно заряженные ионы (Na + , Аl 3+ ), анионы — отрицательно заряженные ионы (Cl – , NO₃ – ).

Заряд иона указывают в виде индекса справа вверху от символа химического элемента: Li + , Са 2+ . На первом месте пишут цифру, на втором — знак заряда. Цифру 1 не пишут.

Читайте также: