Lý thuyết khoa học tự nhiên 7 – chân trời sáng tạo full

Bài 3: Nguyên tố hóa học I Nguyên tố hóa học Khái niệm nguyên tố hóa học - Tập hợp nguyên tử loại, có số proton hạt nhân gọi nguyên tố hóa học - Các nguyên tử nguyên tố hóa học có tính chất hóa học giống - Như vậy, số proton đặc trưng cho nguyên tố hóa học Ví dụ: ngun tử có proton hạt nhân, thuộc nguyên tố hydrogen Chú ý: Các nguyên tử loại có số neutron khác Số lượng nguyên tố hóa học - Hiện nay, có 118 nguyên tố hóa học xác định Trong có 98 ngun tố tìm thấy tự nhiên, nguyên tố lại sản phẩm người tạo từ phản ứng hạt nhân - Các ngun tố hóa học có vai trị quan trọng cho sống phát triển người Chú ý: - Nguyên tố phổ biến lớp vỏ Trái Đất oxygen - Nguyên tố phổ biến vũ trụ hydrogen, thứ hai helium - Nguyên tố calcium chiếm khoảng 2% khối lượng thể người, đóng vai trị quan trọng q trình đơng máu, hoạt động hệ thần kinh nói chung; có vai trị quan trọng cấu tạo hệ xương - Nguyên tố phosphorus chiếm khoảng 1% khối lượng thể người Nguyên tố có chức sinh lý như: calcium cấu tạo nên xương, răng, hóa hợp với protein, lipid glucid để tham gia cấu tạo nên tế bào đặc biệt màng tế bào - Iodine nguyên tố vi lượng cần thiết cho phát triển thể chất, tinh thần giúp điều hòa chuyển hóa lượng, ngăn ngừa bệnh bướu cổ người II Kí hiệu hóa học - Để thuận lợi cho việc học tập nghiên cứu, IUPAC thống tên gọi kí hiệu hóa học ngun tố - Kí hiệu hóa học sử dụng để biểu diễn nguyên tố hóa học ngun tử ngun tố - Kí hiệu hóa học biểu diễn hay hai chữ (chữ viết in hoa có chữ thứ hai viết thường) Mở rộng: Một số kí hiệu hóa học có nguồn gốc từ tên gọi nguyên tố theo hướng Latin Bài 4: Sơ lược bảng tuần hoàn nguyên tố hóa học I Nguyên tắc xây dựng bảng tuần hồn ngun tố hóa học - Cơ sở để xếp nguyên tố hóa học vào bảng tuần hồn ngun tố hóa học (gọi tắt bảng tuần hồn) dựa vào điện tích hạt nhân nguyên tử - Nguyên tắc xếp nguyên tố hóa học bảng tuần hồn: + Các ngun tố hóa học xếp theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân nguyên tử + Các nguyên tố hóa học có số lớp electron nguyên tử xếp thành hàng + Các nguyên tố có tính chất hóa học tương tự xếp thành cột II Cấu tạo bảng tuần hoàn nguyên tố hóa học Mơ tả cấu tạo bảng tuần hồn ngun tố hóa học - Bảng tuần hồn gồm ngun tố hóa học mà vị trí đặc trưng ngun tố, chu kì nhóm - Các nguyên tố họ lanthanide họ actinide xếp riêng thành hàng cuối bảng tuần hồn Ơ ngun tố - Trong bảng tuần hồn, ngun tố cho biết thơng tin cần thiết nguyên tố hóa học - Số hiệu nguyên tử số đơn vị điện tích hạt nhân (bằng số proton hạt nhân) số electron nguyên tử - Số hiệu nguyên tử số thứ tự nguyên tố bảng tuần hồn Ví dụ: Dựa vào ngun tố số bảng tuần hoàn ta biết được: + Số hiệu ngun tử: + Kí hiệu hóa học: O + Tên nguyên tố: oxygen + Khối lượng nguyên tử: 16 amu + Ngồi ra: Điện tích hạt nhân = +8 Số đơn vị điện tích hạt nhân = số proton = số electron = Chu kì bảng tuần hồn ngun tố hóa học - Các ngun tố hóa học có số lớp electron nguyên tử xếp vào hàng ngang bảng tuần hồn gọi chu kì - Hiện nay, bảng tuần hồn gồm có chu kì, xét số lượng nguyên tố chu kì chu kì chia thành: + Chu kì nhỏ gồm chu kì 1, 2, + Chu kì lớn gồm chu kì 4, 5, 6, - Số thứ tự chu kì = số lớp electron Nhóm bảng tuần hồn ngun tố hóa học - Nhóm tập hợp nguyên tố có tính chất hóa học tương tự xếp thành cột, theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân - Số thứ tự nhóm kí hiệu chữ số La Mã từ I đến VIII Ví dụ: + Nhóm IA gồm nguyên tố kim loại hoạt động mạnh (trừ H) Nguyên tử chúng có electron lớp ngồi Điện tích hạt nhân tăng từ Li (+3) đên Fr (+87) + Nhóm VIIA gồm nguyên tố phi kim hoạt động mạnh (trừ At, Ts) Nguyên tử chúng có electron lớp ngồi Điện tích hạt nhân tăng từ F (+9) đến Ts (+117) III Các nguyên tố kim loại Các nguyên tố kim loại nhóm A - Các nguyên tố kim loại nhóm A gồm nhóm IA (trừ nguyên tố hydrogen); nhóm IIA, nhóm IIIA (trừ nguyên tố boron), … - Các nguyên tố kim loại thuộc nhóm IA gọi nhóm kim loại kiềm - Các nguyên tố kim loại thuộc nhóm IIA gọi nhóm kim loại kiềm thổ Các nguyên tố kim loại nhóm B - Các nguyên tố nhóm B kim loại, nhóm B tương ứng với cột bảng tuần hồn (trừ nhóm VIIIB có cột) - Một số kim loại nhóm B có ứng dụng rộng rãi đời sống hàng ngày như: + Iron: Làm vật liệu xây dựng, đồ dùng gia đình dao, kéo, búa, kệ sắt, cửa sắt, bàn ghế, … Làm khung cho loại máy móc, phương tiện giao thơng, + Copper: Làm dây dẫn điện, đúc tượng, làm xoong nồi, … + Silver: làm đồ trang sức, linh kiện điện tử, sử dụng nha khoa để bọc răng, sản xuất loại thuốc, chất giặt rửa ứng dụng công nghệ nano bạc, … Chú ý: Hơn 80% nguyên tố hóa học bảng tuần hoàn kim loại, bao gồm số nguyên tố nhóm A tất nguyên tố nhóm B IV Các nguyên tố phi kim Vị trí - Nhóm ngun tố phi kim chủ yếu tập trung góc bên phải bảng tuần hồn nguyên tố hóa học - Các nguyên tố phi kim bao gồm: + Nguyên tố hydrogen nhóm IA + Một số nguyên tố nhóm IIIA IVA + Hầu hết nguyên tố thuộc nhóm VA, VIA VIIA Tính chất - Ở điều kiện thường, phi kim thể rắn, thể lỏng thể khí - Nhóm ngun tố phi kim VIIA gọi nhóm nguyên tố halogen Các đơn chất thuộc nhóm halogen có số đặc điểm như: + Có màu sắc đậm dần từ fluorine tới iodine, thể thay đổi từ khí – lỏng – rắn + Độc hại sinh vật V Nhóm nguyên tố khí Vị trí bảng tuần hồn - Nhóm VIIIA gồm ngun tố khí hiếm: Helium (He); Neon (Ne); Argon (Ar); Krypton (Kr); Xenon (Xe); Radon (Rn) Oganesson (Og – nguyên tố nhân tạo) Tính chất Ở điều kiện thường, nguyên tố khí có đặc điểm giống như: + Chất khí, khơng màu, tồn tự nhiên với hàm lượng thấp + Tồn dạng đơn nguyên tử + Các ngun tố nhóm khí hoạt động, không phản ứng với với chất khác Ứng dụng Bài 17 Ảnh vật tạo gương phẳng Tính chất ảnh tạo gương phẳng Ảnh vật tạo gương phẳng ảnh ảo, không hứng chắn, có độ lớn vật, khoảng cách từ ảnh đến gương phẳng khoảng cách từ vật đến gương phẳng Dựng ảnh vật tạo gương phẳng - Dựng ảnh điểm sáng S: + Bước 1: Từ S, kẻ hai tia sáng tới SI SK đến gặp mặt gương I K + Bước 2: Vẽ pháp tuyến IN KN’ Từ đó, vẽ hai tia phản xạ tương ứng IR KR’ cho góc phản xạ góc tới tương ứng (theo định luật phản xạ ánh sáng) + Bước 3: Kéo dài IR KR’ cắt S’; S’ ảnh ảo S - Dựng ảnh vật sáng: Ta có cách dựng + Cách 1: Vận dụng bước tương tự dựng ảnh điểm sáng S, ta dựng cho ảnh điểm A ảnh điểm B A’ B’ + Cách 2: Dựa vào tính chất đối xứng ảnh vật tạo gương phẳng Ta dựng ảnh A, B A’ B’ Sau nối hai điểm A’, B’ lại ta ảnh vật AB Bài 18 Nam châm Nam châm - Nam châm vật có từ tính hút vật sắt, thép, … Nếu bảo quản sử dụng nam châm khơng cách nam châm từ tính - Nam châm vĩnh cửu nam châm có từ tính tồn lâu dài - Ngày nay, người ta thường chế tạo nam châm từ vật liệu sắt, ferrite, thép, đất hiếm, … Chúng có hình dạng kích thước khác nhau, tùy thuộc vào công dụng chúng Thông thường nam châm có kí hiệu N, S có hai màu khác Tác dụng nam châm lên vật liệu khác Vật liệu có tương tác với nam châm gọi vật liệu có tính chất từ (vật liệu từ) vật liệu không tương tác với nam châm vật liệu khơng có tính chất từ Người ta cịn chế tạo vật liệu có từ tính mạnh nam châm neodymium, ferrite, alnico, … thường sử dụng rộng rãi kĩ thuật động điện, máy phát điện, thiết bị điện tử, … Sự định hướng nam châm - Khi để nam châm tự do, nam châm định hướng Bắc – Nam Đầu hướng Bắc gọi cực Bắc (kí hiệu N – North), cịn đầu ln hướng Nam gọi cực Nam (kí hiệu S – South) - Khi đưa từ cực hai nam châm lại gần nhau, từ cực tên đẩy nhau, từ cực khác tên hút Bài 19 Từ trường Từ trường (trường từ) Từ trường tác dụng lực từ lên vật liệu từ đặt - Thí nghiệm chứng tỏ vùng khơng gian bao quanh nam châm có khả tác dụng lực từ lên kim nam châm đặt Ta nói vùng khơng gian xung quanh nam châm có (từ trường) - Thí nghiệm chứng tỏ vùng khơng gian bao quanh dây dẫn mang dịng điện có từ trường Từ phổ Từ phổ hình ảnh đường mạt sắt xếp xung quanh nam châm Từ phổ cho ta hình ảnh trực quan từ trường Đường sức từ Ngoài cách dùng mạt sắt trên, người ta dùng đường sức từ hình ảnh trực quan từ trường Chiều đường sức từ chiều theo hướng nam - bắc kim nam châm đặt dọc theo đường sức từ Bài 20 Từ trường Trái Đất – Sử dụng la bàn Từ trường Trái Đất Trái Đất có từ trường Ta thấy số tượng liên quan đến từ trường Trái Đất tượng cực quang Khi nghiên cứu từ trường Trái Đất, nhà khoa học vẽ đồ mô tả độ mạnh từ trường Trái Đất theo vùng: Từ trường mạnh phía địa cực yếu vùng Xích đạo Cực Bắc địa từ cực Bắc địa lí Cực Bắc địa từ cực Bắc địa lí khơng trùng Cực Bắc địa từ nằm trục từ, cực Bắc địa lí nằm trục quay Trái Đất Sử dụng la bàn để tìm hướng địa lí - Cấu tạo la bàn thơng thường gồm: vỏ hộp có mặt kính bảo vệ, kim nam châm quay tự trục cố định mặt số quay độc lập với kim nam châm - Xác định hướng địa lí đối tượng: + Chọn đối tượng mà ta cần xác định hướng địa lí + Đặt la bàn mặt phẳng ngang Chờ cho kim la bàn đứng yên, xoay la bàn cho vạch trùng với cực Bắc kim nam châm + Đọc giá trị góc hợp hướng đối tượng cần xác định hướng Bắc la bàn Bài 21 Nam châm điện Nam châm điện Nam châm điện gồm ống dây dẫn có dịng điện chạy qua bên ống dây có lõi sắt Khi có dòng điện qua ống dây, lõi sắt trở thành nam châm có khả hút vật sắt, thép, … Ảnh hưởng dòng điện đến từ trường nam châm điện - Ảnh hưởng độ lớn dòng điện đến từ trường nam châm điện: Khi tăng (giảm) độ lớn dịng điện, độ lớn lực từ nam châm điện tăng (giảm) - Ảnh hưởng chiều dòng điện đến từ trường nam châm điện: Khi đổi chiều dịng điện từ trường nam châm điện đổi chiều độ lớn lực từ không đổi - Một biện pháp khác để tăng lực từ nam châm điện tăng số vòng dây quấn quanh lõi sắt Bài 1: Mở đầu: Phương pháp kĩ học tập môn Khoa học tự nhiên I Phương pháp tìm hiểu tự nhiên Phương pháp tìm hiểu tự nhiên cách thức tìm hiểu vật tượng tự nhiên đời sống, thực qua bước: (1) Quan sát đặt câu hỏi nghiên cứu (2) Hình thành giải thuyết (3) Lập kế hoạch kiểm tra giả thuyết (4) Thực kế hoạch (5) Kết luận II Kĩ học tập môn Khoa học tự nhiên Để học tập tốt môn Khoa học tự nhiên, cần thực rèn luyện số kĩ năng: quan sát, phân loại, liên kết, đo, dự báo, viết báo cáo, thuyết trình Kĩ quan sát Quan sát khoa học quan sát vật, tượng hay trình diễn tự nhiên để đặt câu hỏi cần tìm hiều hay khám phá, từ có câu trả lời Kĩ phân loại Sau thu thập mẫu vật, liệu để nghiên cứu, nhà khoa học lựa chọn mẫu vật, liệu có đặc điểm chung giống để xếp thành nhóm Kĩ liên kết Từ thông tin thu được, nhà nghiên cứu tiếp tục liên kết tri thức khoa học, liên kết liệu thu Kĩ liên kết thực thông qua việc sử dụng kiến thức khoa học liên quan, sử dụng cơng cụ tốn học, phần mềm máy tính, … để thu thập xử lý liệu nhằm tìm mối liên hệ vật, tượng tự nhiên Kĩ đo Kĩ đo gồm: ước lượng giá trị cần đo; lựa chọn dụng cụ đo thích hợp; tiến hành đo; đọc kết đo, ghi lại kết đo Kĩ dự báo Dự báo nhận định đánh giá xảy tương lai dựa biết trước đó, đặc biệt liên quan đến tình cụ thể Kĩ viết báo cáo Quá trình nghiên cứu, tìm hiểu tự nhiên trình bày thành báo cáo khoa học Cấu trúc báo cáo thường có đề mục: tên đề tài nghiên cứu, câu hỏi nghiên cứu, giả thuyết khoa học, kế hoạch thực hiện, triển khai kế hoạch, rút kết luận, nghiên cứu Kĩ thuyết trình Sau hồn thành báo cáo, cần trình bày kết nghiên cứu thuyết trình Một số yêu cầu cần đảm bảo để thuyết trình đạt hiệu cao: + Trước thuyết trình: Chuẩn bị báo cáo, cơng cụ hỗ trợ có + Trong trình thuyết trình: Chú ý hình thức; ngôn ngữ cần rõ ràng, rành mạch, ngắn gọn, logic; ngữ điệu, nhịp điệu, kết hợp với ngôn ngữ thể, … + Sau kết thúc thuyết trình: Lắng nghe câu hỏi, ghi chép chuẩn bị câu trả lời theo nhóm vấn đề Trong trao đổi, thảo luận, cần tập trung vào vấn đề cốt lõi thái độ nhiệt tình, ơn hòa, cởi mở III Một số dụng cụ đo Dao động kí - Chức năng: Hiển thị đồ thị tín hiệu điện theo thời gian (giúp biết dạng đồ thị tín hiệu theo thời gian) - Nguyên lý hoạt động: Mắc hai đầu micro với chốt tín hiệu vào dao động kí Micro biến đổi tín hiệu âm truyền tới thành tín hiệu điện có quy luật với quy luật tín hiệu âm Trên hình dao động kí xuất đường cong sáng biểu diễn biến đổi tín hiệu điện theo thời gian Căn vào đó, ta biết quy luật biến đổi tín hiệu âm truyền tới theo thời gian - Một số nút mặt trước dao động kí (1) POWER: Bật/ Tắt nguồn (2) CH1 INPUT: Ngõ kết nối micro (3) INTEN: Điều chỉnh độ sáng tín hiệu hình (4) FOCUS: Điều chỉnh độ nét tín hiệu hình (5) MODE: Chọn mode (6) VOLTS/ DIV: Chọn tỉ lệ điện áp ô theo trục dọc (7) TIME/ DIV: Chọn tỉ lệ thời gian ô theo trục ngang (8) TRIGGER: Điều chỉnh độ trigger Sử dụng dao động kí: - Gắn tín hiệu vào kênh 1, chọn mode CH1 - Xoay hai nút INTEN, FOCUS vị trí giữa; - Điểu chỉnh nút VOLTS/ DIV, TIME/ DIV mức trung bình; - Trong chế độ AC/ GND/ DC, chọn chế độ AC, nhấn ALT/ CHOP nhả - Đặt TRIGGER MODE chế độ AUTO; - Bật nút POWER, điều chỉnh nút VOLTS/ DIV, TIME/ DIV để chọn tỉ lệ điện áp tỉ lệ thời gian phù hợp, kết hợp với xoay TRIGGER LEVEL đồ thị tín hiệu ổn định hình Đồng hồ đo thời gian số dùng cổng quang điện - Chức năng: Đo thời gian chuyển động vật quãng đường vật chuyển động với vận tốc lớn Ví dụ: đo thời gian viên bi sắt chuyển động máng nghiêng - Cấu tạo đồng hồ đo thời gian dùng cổng quang điện gồm hai phận chính: đồng hồ đo thời gian số cổng quang điện - Đồng hồ đo thời gian số: Mặt trước mặt sau đồng hồ đo thời gian số gồm nút: (1) Thang đo: Nút thang đo thể giới hạn đo độ chia nhỏ (2) Mode: Thể chế độ làm việc đồng hồ, cụ thể chọn chế độ làm việc A ↔ B ta đo thời gian chuyển động vật quãng đường từ cổng quang thứ đến cổng quang thứ hai Cổng C để kết nối với nam châm điện (3) Reset: Nút sử dụng để quay trạng thái ban đầu Mặt sau đồng hồ đo thời gian số gồm nút: (4) Cơng tắc điện: Nút đóng ngắt điện (5) Các nút cắm cổng quang điện - Cổng quang điện + Cổng quang điện hay gọi mắt thần, thiết bị cảm biến gồm hai phận phát thu tia hồng ngoại + Khi tia hồng ngoại chiếu đến phận thu bị chặn lại cổng quang phát tín hiệu điều khiển thiết bị nối với Khi nối cổng quang điện với đồng hồ số, tùy theo cách chọn chế độ đồng hồ mà tín hiệu điều khiển đồng hồ bắt đầu đo dừng + Hiện nay, cổng quang điện có thiết bị như: hệ thống đếm sản phẩm; hệ thống phát người, vật chuyển động ... Do Lý thuyết Khoa học tự nhiên Bài 15: Ánh sáng, tia sáng Năng lượng ánh sáng - Ánh sáng dạng lượng Ta thu lượng ánh sáng nhiều cách khác Ví dụ: Sử dụng số gương để tập trung ánh sáng mặt trời. .. tới - Vùng tối tạo nguồn sáng rộng bao gồm vùng tối vùng nửa tối Vùng nửa tối vùng khơng gian phía sau vật cản, nhận phần ánh sáng từ nguồn sáng truyền tới Lý thuyết Khoa học tự nhiên Bài 16 Sự... tuabin 2 Chùm sáng tia sáng - Chùm sáng hẹp song song sát mặt tờ giấy tạo vết sáng tờ giấy coi tia sáng - Người ta quy ước biểu diễn tia sáng đường thẳng có mũi tên hướng truyền ánh sáng - Trong