Строение атома

Строение атома

doc
09.02.2020

150.000₽ призовой фонд • 11 почетных документов • Свидетельство публикации в СМИ

Опубликовать материал

Урок по химии_Современные представления о строении атома (11 класс).doc

Тип урока:  систематизация и обобщение знаний.

 

Цели урока:

1.      Деятельностная: структурирование в виде таблиц и схем информации о строение атома.

2.      Предметно-дидактическая:  повторение, систематизация и обобщение знаний учащихся о  строении атома.

 

Задачи урока:

1.      Познавательные:  кратко вспомнить историю изучения строения атома; вспомнить понятия "атом", "изотоп", "химический элемент", характеристики электрона  и других элементарных частиц, входящих в состав атома, строение электронной оболочки атома и закономерности её заполнения; познакомиться с правилом Клечковского и в соответствии с ним обосновать закономерность заполнения электронной оболочки атомов химических элементов.

2.      Развивающие:  научиться составлять электронные конфигурации любых химических элементов; уметь научно обосновать закономерность заполнения электронной оболочки атомов химических элементов; развивать логическое мышление, умение анализировать информацию, делать выводы.

3.      Воспитательные:  укрепить убеждения в сложности строения материи на примере строения атома и бесконечности познания.

 

Планируемые результаты:

1.      Предметные: знают основные этапы истории изучения строения атома; знают и понимают значение понятий "химический элемент", "изотопы", "электронное облако", атомная орбиталь"; знают орбитальные характеристики электрона; знают закономерности заполнения электронной оболочки атома электронами (принцип Паули, правила Хунда и Клечковского) и исключение из них ("провал электрона"); умеют составлять электронную конфигурацию атома практически любого химического элемента.

2.      Метапредметные:

а.      познавательные: умеют работать с текстом учебника; анализируют информацию (табл. №4); структурируют информацию в виде таблиц и схем; выявляют и решают проблемы; составляют схему порядка заполнения электронных уровней и подуровней.

б.      регулятивные:  ставят цель урока; корректируют свои знания о строение атома.

в.       коммуникативные: работают в парах; обосновывают свою точку зрения.

3.      Личностные: в очередной раз убеждаются в правильности словах Сократа "Я знаю только то, что ничего не знаю, но другие не знают и этого" (познание бесконечно);  убеждены в сложности строения атома; проявляют интерес к умению составлять электронные конфигурации атомов.

 

Метод обучения:  частично-поисковый (эвристический) (по Лернеру и Скаткину).

Средства урока:  компьютер, проектор,  экран, презентация, учебник "Химия : 11 класс : базовый уровень : учебник для учащихся общеобразовательных учреждений / Н.Е. Кузнецова, А.Н. Лёвкин, М.А. Шаталов; под ред. проф. Н.Е. Кузнецовой.- М.: Вентана-Граф, 2011".

 

ХОД УРОКА.

 

I. Организационный  момент.

II. Актуализация опорных знаний.

Тема урока "Современные представления о строении атома".

 

Вспомним основные понятия (слайд №1):

1.   Что такое атом?

2.   Каковы состав и строение атома?

3.   Какие сведения о строении атома вы почерпнули на уроках физики и химии?

4.   Приведите примеры взаимосвязи между строением атома  и свойствами химического элемента?

           

III. Изучение новой темы.

 

Постановка цели (слайд №2). Сравните название темы урока и вопросы, на которые мы сейчас ответили и сформулируйте цель урока ("Систематизация и обобщение знаний о  строении атома").

 

Проблема.  Первоначальное определение периодического закона звучит так: "Свойства химических элементов, а также свойства и формы их соединений находятся в периодической зависимости от их атомных весов". Нет ли здесь противоречия? И в связи с этим ответьте на вопрос: "Почему важно было понять внутреннюю структуру атома?"  (Противоречие в том, что причина периодичности (по Менделееву) - линейное возрастание относительных атомных масс - не соответствовала периодическому изменению свойств химических элементов и соединений ими образуемых. Это понимал и сам Менделеев. О чем говорят его слова "Периодическому закону будущее не грозит разрушением, а только надстройка и развитие обещаются". Поэтому важно было знать строение атома, чтобы понять причину периодичности.) (слайд №3).

 

Далее ученики, используя учебник, заполняют таблицу (слайд №4):

 

Таблица №1 (красным цветом выделен текст, отсутствующий в листе  ученика:)

Части атома

Элемен-тарные частицы

Услов-ный заряд

Округленная масса, а.е.м

Ученый-первооткрыватель (год открытия)

Определяет характеристику атома или явление

 

Ядро

Протон

+1

1

Э. Резерфорд (1920)

Заряд ядра

Нейтрон

0

1

Дж.Чедвик (1932)

Существование изотопов

 

Электронная оболоч-ка

 

 

Электрон

 

 

-1

 

 

1/1837

 

 

Д. Томсон (1897)

Валентные (внешнего и предвнешнего уровней) электроны определяют валентность химического элемента

 

Именно открытие изотопов в 1906-1907 гг. изменило первоначальное значение понятия "химический элемент" как определенный вид атомов с одинаковой атомной массой как главной характеристикой. 

Изотопы – это разновидности атомов одного химического элемента с разным числом нейтронов (слайд №5). А значит и с разной атомной массой при одинаковом заряде ядра. Например, водород существует в виде трех изотопов - 1Н,  2Н, и 3Н.

Современная формулировка понятия "химический элемент" звучит так:

"Химический элемент – это совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра"(слайд №5).

 

А теперь вспомним строение электронной оболочки.

1.      Как узнать количество электронов в атоме конкретного химического элемента? (по формуле N=Z,  слайд №6).

 

2.      Электроны в атоме обладают разной энергией. По какому принципу расположены электроны в атоме? (по принципу энергетической выгоды: "слабые" электроны расположены ближе к ядру, "сильные" – подальше").           

3.      Электроны с одинаковой энергией образуют электронный уровень (или по-другому электронный слой), который определяется главным квантовым числом n. Сколько таких уровней может быть в атоме? (Семь). Как определить количество энергетических уровней в атоме конкретного химического элемента? (по номеру периода в периодической системе).  

4.      Электроны движутся вокруг ядра в определенном пространстве. Как называется это пространство (электронное облако,  слайд №6).       
Вопрос (слайд №7).
Тождественны ли понятия "электронное облако" и "атомная орбиталь?". Обратитесь к тексту параграфа.          

 

Заполните таблицу №2, используя рисунок презентации (слайд №8):

Таблица №2.

Название орбитали или энергетического подуровня (орбитальное квантовое число l )

Форма

(схематично нарисовать)

Количество возможных положений в пространстве (магнитное квантовое число m)

Максимальное количество электронов на подуровне (согласно формуле 2m)

 

s-орбиталь

(s-подуровень)

 

1

 

2

 

p-орбиталь

(p-подуровень)

 

3

 

6

 

d-орбиталь

(d-подуровень)

 

5

 

10

 

 

f-орбиталь

(f-подуровень)

 

 

7

 

 

14

 

5.      Последняя характеристика электрона – спин – отражает его вращение вокруг собственной оси, которое может быть по часовой и против часовой стрелки. Важно, что на любой орбитали не может больше 2-х электронов, причем с противоположными спинами.  

↑↓

Все орбитальные характеристики электрона можно отразить в следующей таблице (слайд №9):  

Таблица №3.

Квантовое число

Символ

Возможные значения

Главное (энергия и размер орбиталей)

n

1,2,3,4,5,6,7

Орбитальное (форма орбиталей)

l

0 (s),1(p),2(d),3(f)

Магнитное (положение орбиталей в пространстве)

m

x, y, z

Спиновое (вращение вокруг оси)

ms

P,Q

 

Проблема. Как распределены электроны по уровням и подуровням у атома брома Br? Записать электронную конфигурацию.

 

Решение. При записи электронной конфигурации пользуются 3-мя правилами:

 

1.      Принцип Паули: "В атоме нет двух абсолютно одинаковых атомов. Хотя бы одной их четырех характеристик своего состояния они отличаются друг от друга: либо энергией, либо формой электронного облака, либо положением его в пространстве, либо спиновым вращением". Или гораздо проще: "На одной орбитали не может быть более 2-х электронов".          

и

↑↓

но не

↑↓↑

 

2.      Правило Хунда: "В пределах подуровня (s, p, d и f) электроны сначала заполняют по одному свободные орбитали и лишь после этого образуют пары".           

 

np5

1.

 

 

 

 

2.

↑↓

 

 

 

 

3.

↑↓

↑↓

 

3.      Правило Клечковского: "Заполнение электронами орбиталей в атоме происходит в порядке возрастания суммы главного и орбитального квантовых чисел n + l. При одинаковой сумме раньше заполняется орбиталь с меньшим значением n".     

Заполните таблицу: 
Таблица №4 (слайд №10):

Расположение уровней и подуровней (от ядра)

1s

2s

2p

3s

3p

3d

4s

4p

4d

4f

5s

5p

5d

5f

6s

6p

6d

6f

7s

7p

7d

7f

n

1

2

2

3

3

3

4

4

4

4

5

5

5

5

6

6

6

6

7

7

7

7

l

0

0

1

0

1

2

0

1

2

3

0

1

2

3

0

1

2

3

0

1

2

3

n+l

1

2

3

3

4

5

4

5

6

7

5

6

7

8

6

7

8

9

7

8

9

10

4.      Запишите порядок заполнения электронных орбиталей в атоме согласно заполненной таблицы и правилу Клечковского:

1
s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p → 5s → 4d → 5p → 6s → 4f  → 5d → 6p → 7s

→ 5
f → 6d → 7p → 6f → 7d → 7f.      

5.     Алгоритм написания электронной конфигурации атома (слайд №11).

1)      Написать порядок расположения электронных уровней и подуровней в атоме с учетом положения химического элемента в периодической системе ("количество электронных слоев = номер периода"), отсекая "лишние" слои:

            1s | 2s 2p | 3s 3p 3d | 4s 4p 4d 4f | 5s 5p 5d 5f | 6s 6p 6d 6f | 7s 7p 7d 7f.  Например, для атома брома этот порядок выглядеть так:

+35 Br 1s | 2s 2p | 3s 3p 3d | 4s 4p 4d 4f, всего 4 слоя, т.к. бром находится  в 4-м периоде.

2)      Согласно выведенной вами схеме и учитывая максимальное количество электронов на подуровне, заполняем электронами уровни и подуровни, не забывая подсчитывать общее количество электронов:      
+35
Br 1s2 | 2s2 2p6 | 3s2 3p6 3d10 | 4s2 4p5 4d0 4f0, или      
+35 Br 1s2 | 2s2 2p6 | 3s2 3p6 3d10 | 4s2 4p5.  

3)      Записываем графическое представление электронной конфигурации:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4f

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4p

↑↓

↑↓

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4s

↑↓

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3d

↑↓

↑↓

↑↓

↑↓

↑↓

 

 

 

 

 

 

 

 

3p

↑↓

↑↓

↑↓

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3s

↑↓

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2p

↑↓

↑↓

↑↓

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2s

↑↓

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1s

↑↓

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Или "плоская" запись:

 

 

1s2

2s2

2p6

3s2

3p6

3d10

4s2

4p5

+35 Br

↑↓

↑↓

↑↓

↑↓

↑↓

↑↓

↑↓

↑↓

↑↓

↑↓

↑↓

↑↓

↑↓

↑↓

↑↓

↑↓

↑↓

 

 

 

 

 

 

 

4d0

4f0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 



IV. Закрепление.

 

Проблема.  Напишите электронную конфигурацию атомов Cr, Mo, Cu, Ag, Au.

А теперь сверим ваши записи с авторитетными источниками информации. Далее учитель открывает следующие веб-страницы и показывает на экране проектора истинные конфигурации этих элементов, подводя учеников к эффекту "провала" электрона:

1.      http://www.hemi.nsu.ru/econf1.htm  (А. В. Мануйлов,  В. И. Родионов. "Основы химии. Интернет-учебник");

2.      https://goo.gl/jpt43C  (Википедия. Список химических элементов по электронной конфигурации);

3.      http://www.alhimikov.net/electron/01.html (Электронные формулы атомов химических элементов).


Скачано с www.znanio.ru

скачать по прямой ссылке
Друзья! Добро пожаловать на обновленный сайт «Знанио»!

Если у вас уже есть кабинет, вы можете войти в него, используя обычные данные.

Что-то не получается или не работает? Мы всегда на связи ;)