Bài “Thành phần nguyên tử” là bài học Hóa học đầu tiên, mở đầu cho chương trình Hóa học cấp THPT. Việc tạo sức hấp dẫn, say mê môn Hóa học cho các em thông qua bài học đầu tiên này rất quan trọng. Ở bài này, các kiến thức như : cấu tạo nguyên tử gồm các loại hạt cơ bản là electron, proton, nơtron, các em đã biết ở chương trình Hóa học cấp THCS. Tuy nhiên các em không được giới thiệu vì sao người ta lại biết các nguyên tử được cấu tạo như vậy. Vì nguyên tử vô cùng nhỏ bé, việc các nhà khoa học có quan sát được nguyên tử hay không cũng chưa được giới thiệu với các em. Mời quý thầy cô tham khảo sáng kiến “Giảng dạy bài Thành phần nguyên tử”.
Sở Giáo Dục và Đào Tạo Kiên Giang Trường Trung Học Phổ Thông Nguyễn Trung Trực SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM GIẢNG DẠY BÀI “THÀNH PHẦN NGUYÊN TỬ” Người viết : Bùi Thị Chi Chức vụ : Giáo viên Năm học 2011 – 2012 Muïc luïc Trang PHẦN I : Mở đầu 3 PHẦN II : Nội dung 5 A/ Cơ sở lý luận 5 B/ Thực trạng vấn đề 6 C/ Giải pháp 7 1. Các Slide trình chiếu 7 2. Giáo án 16 D/ Hiệu quả 21 PHẦN III : Kết luận 22 1. Bài học kinh nghiệm 22 2. Ý nghĩa đối với việc giảng dạy 22 3. Khả năng ứng dụng 22 4. Các kiến nghị, đề xuất 22 TÀI LIỆU THAM KHẢO 23 Phần I : MỞ ĐẦU Mục tiêu hàng đầu của ngành giáo dục hiện nay là “nâng cao chất lượng giáo dục”. Tuy nhiên, hiện nay giới trẻ nói chung và học sinh nói riêng có rất nhiều vấn đề chi phối. Vì vậy, muốn đạt được kết quả giáo dục tốt, người thầy phải tạo cho học sinh niềm say mê, yêu thích môn học. Có như thế học sinh mới chủ động, tích cực trong học tập. Bài “Thành phần nguyên tử” là bài học Hóa Học đầu tiên, mở đầu cho chương trình Hóa học cấp THPT. Việc tạo sức hấp dẫn, say mê môn Hóa Học cho các em thông qua bài học đầu tiên này rất quan trọng. Ở bài này, các kiến thức như : cấu tạo nguyên tử gồm các loại hạt cơ bản là electron, proton, nơtron, các em đã biết ở chương trình Hóa học cấp THCS. Tuy nhiên các em không được giới thiệu vì sao người ta lại biết các nguyên tử được cấu tạo như vậy. Vì nguyên tử vô cùng nhỏ bé, việc các nhà khoa học có quan sát được nguyên tử hay không cũng chưa được giới thiệu với các em. Đây là một bài học khó, kiến thức rất trừu tượng, nếu chỉ đưa ra các kiến thức, các con số rất khó nhớ sẽ làm cho học sinh trong giờ học Hóa đầu tiên của cấp học, cảm thấy môn học khô khan, khó nhớ, thiếu sự hấp dẫn. Vì vậy bài giảng này, theo tôi, không nặng về việc truyền tải các kiến thức, số liệu, mà nên dạy dưới dạng kể chuyện. Kể cho các em nghe các nhà Hóa học đã làm như thế nào để có thể chứng minh, kết luận về thành phần cấu tạo nguyên tử. Kể cho các em nghe trong cuộc sống, dù ở vị trí nào cũng có thể có những công trình khoa học nổi tiếng góp phần vào kho tàng kiến thức của nhân loại. Ví dụ như Chadwick chỉ là một cộng sự của Rutherford, nhưng trong công việc, ông đã tìm ra, nói đúng hơn là đã chứng minh sự tồn tại của nơtron. Và đến nay mọi người vẫn nhớ mãi đến ông. Qua bài học này giúp các em thấy được chân lý của cuộc sống, thấy được kiến thức là vô cùng. Sau này dù các em làm công việc nào đi nữa, thì cũng cố gắng làm thật tốt công việc của mình, luôn tìm tòi, sáng tạo để có được những thành tích ngày một tốt hơn. Bài học này còn cho các em thấy được bản chất của môn Hóa Học. Môn Hóa Học là một môn khoa học thực nghiệm, dùng lý thuyết để giải thích các hiện tượng thực tế, các suy luận lý thuyết cần phải được chứng minh bằng thực nghiệm. Ví dụ như : Kim loại sắt tác dụng với dung dịch HCl tạo ra muối FeCl 2 . Theo lý thuyết có thể suy luận : tạo ra FeCl 2 vì H + có tính oxi hóa yếu, nhưng để chứng minh FeCl 2 được tạo ra, người ta cho dung dịch NaOH vào để nhận biết bằng kết tủa màu xanh nhạt của Fe(OH) 2 . Biết được bản chất của môn học, học sinh sẽ có phương pháp học tập đúng đắn, sẽ có kết quả học tập tốt hơn. Giảng dạy một bài học theo lối kể một câu chuyện là cách cung cấp kiến thức cho học sinh một cách tự nhiên nhất. Giống như ngày còn nhỏ, được nghe truyện cổ tích vậy, không ai phải học thuộc lòng truyện cổ tích cả, nhưng vẫn nhớ được nội dung của từng câu chuyện được nghe. Do đó giảng dạy bài “Thành phần nguyên tử” theo cách kể một câu chuyện về quá trình nghiên cứu nguyên tử của các nhà bác học, điều này tạo nên không khí nhẹ nhàng, vui vẻ cho tiết học. Dẫn dắt học sinh đi từ quá trình này đến quá trình khác một cách tự nhiên. Do đó, kiến thức cũng được giới thiệu đến các em tự nhiên, không gò bó. Trong bài học được dạy theo lối kể chuyện này, các em còn được chứng minh cho thấy một chân lý của cuộc sống, mọi con người đều có khả năng trở thành vĩ đại. Công việc của người giáo viên là vừa truyền thụ kiến thức, vừa dạy dỗ các em các chuẩn mực đạo đức, lối sống, mục đích cuộc sống, nuôi dưỡng ước mơ. Công việc này rất khó khăn, nhất là trong hoàn cảnh hiện nay, tôi đưa ra vấn đề này mong chia sẻ kinh nghiệm với đồng nghiệp để cùng nhau hoàn thành tốt mục tiêu giáo dục. Phần II : NỘI DUNG A/ Cơ sở lý luận : Trước đây, việc dạy học là thầy truyền đạt kiến thức, trò nghe thầy giải thích, hiểu, ghi nhớ. Tuy nhiên hiện nay việc trò tiếp thu kiến thức một cách thụ động từ thầy đã không còn phù hợp. Học sinh có rất nhiều câu hỏi tại sao mà việc trả lời không hề dễ dàng. Ví dụ như : Thầy nói rằng nguyên tử gồm các hạt electron, proton, nơtron, nguyên tử vô cùng nhỏ bé, trò có thể hỏi : Thầy đã từng thấy nguyên tử chưa ? Làm sao thầy biết trong nguyên tử có các hạt electron, proton, nơtron ? Hóa học là khoa học lí thuyết và thực nghiệm, trong hóa học có nhiều khái niệm khó và trừu tượng, nhiều phản ứng diễn ra quá nhanh hoặc quá chậm, diễn tiến của các quá trình và hiện tượng rất khó hoặc không thể quan sát, gây nhiều khó khăn trong quá trình dạy và học Hóa học. Hiện nay với sự hỗ trợ của Công nghệ thông tin thầy giáo có thể cho học sinh xem các mô phỏng, chiếu chậm các quá trình giúp học sinh dễ dàng quan sát. Điều quan trọng đặt ra là làm sao để học sinh quan tâm, chú ý tìm hiểu môn học. Hiểu được bản chất của môn Hóa Học để có phương pháp học tập đúng đắn. Do đó ở bài học này, tôi đề nghị dạy học theo lối kể chuyện, có áp dụng công nghệ thông tin để mô phỏng, cụ thể hóa các thí nghiệm về cấu tạo nguyên tử. Vì đây là những thí nghiệm không có thiết bị để biểu diễn ở trường phổ thông. Thông qua các mô phỏng được xem, các em có thể hình dung ra công việc nghiên cứu của các nhà bác học về thành phần nguyên tử. B/ Thực trạng vấn đề : Trong quá trình giảng dạy, tôi có nghe học sinh than thở : “Cô ơi sao môn Hóa khó quá, làm sao mà nhớ được hết các phản ứng Hóa Học của các chất ?”. Tôi thấy mình phải tìm cách làm sao cho một bài dạy Hóa Học phải dễ hiểu, có sức hấp dẫn, tạo ấn tượng để học sinh nhớ kiến thức. Chương trình Hóa Học THPT bắt đầu từ lớp 10 với phần Hóa đại cương. Đây là phần kiến thức rất trừu tượng, khó hiểu, các con số dài và khó nhớ. Nếu ngay từ bài học đầu tiên của cấp học, mà đã phải nghe một bài học lý thuyết nặng nề, khó tưởng tượng, khó nhớ, sẽ làm học sinh không có hứng thú với bài học tiếp theo, với môn Hóa Học. Vì vậy tôi đưa ra cách giải quyết vấn đề bằng cách dạy bài học dưới dạng kể chuyện, dẫn dắt các em vào câu chuyện các nhà bác học đã chứng minh như thế nào về sự tồn tại của các thành phần cấu tạo nên nguyên tử. Dưới đây là các slide trình chiếu và giáo án của bài giảng. C/ Giải pháp : I/ Các slide trình chiếu Slide 1 THÀNH PHẦN NGUYÊN TỬ I/ Thành phần cấu tạo của nguyên tử : Cấu tạo nguyên tử : lớp vỏ electron hạt nhân có chứa proton, nơtron. Phiếu học tập số 1 : Nguyên tử là gì ? Nguyên tử được cấu tạo từ những hạt nào ? Phiếu học tập số 2 : Đặt vấn đề : Vào thế kỷ XVIII, chưa có kính hiển vi điện tử, chưa ai quan sát được nguyên tử vì nó rất nhỏ bé, không quan sát được thì làm sao biết được nguyên tử được cấu tạo ra sao, gồm những thành phần gì ? Vậy tại sao các nhà Hóa học lại biết các hạt cấu tạo nên nguyên tử? Chúng ta sẽ tìm hiểu xem các nhà Hóa học đã làm như thế nào ? Slide 2 1/ Electron : a) Sự tìm ra electron Thí nghiệm : * Các em hãy quan sát thí nghiệm của Thomson và trả lời các câu hỏi : 1) Tại sao chong chóng quay ? 2) Tại sao tia sáng lại lệch về phía cực dương ? hai điều trên chứng minh được gì ? Năm 1897 nhà bác học người Anh, Thomson nghiên cứu sự phóng điện giữa hai điện cực có hiệu điện thế 15kV trong ống gần như chân không (0,001mmHg) Slide 3 Phiếu học tập số 3 : Đặc tính của tia âm cực là gì ? Đặc tính của tia âm cực : tia âm cực là chùm hạt vật chất có khối lượng, mang điện âm, và chuyển động với vận tốc lớn. 1) Chong chóng quay chứng tỏ tia sáng là chùm hạt vật chất có khối lượng và chuyển động với vận tốc lớn. 2) Tia sáng lệch về phía cực dương chứng tỏ các hạt vật chất này mang điện âm Tia sáng này được gọi là tia âm cực b) Khối lượng và điện tích của electron : + Electron là hạt mang điện tích nhỏ nhất được được dùng làm điện tích đơn vị, kí hiệu e o . + Điện tích của electron được kí hiệu là -e o và qui ước là 1– m e = 9,1094.10 -31 kg 0,00055u q e = - 1,602.10 -19 C Những hạt tạo thành tia âm cực gọi là electron, kí hiệu e Slide 4 2/ Sự tìm ra hạt nhân nguyên tử : Thí nghiệm * Thomson đã chứng minh được sự tồn tại của các electron, phá vỡ thuyết nguyên tử vốn xem nguyên tử là hạt nhỏ nhất cấu tạo nên vật chất. Tuy nhiên, vấn đề được đặt ra là trong nguyên tử ngoài electron thì còn những thành phần nào khác ? Năm 1911 nhà vật lí người Anh, Rutherford và các cộng sự cho các hạt bắn phá qua lá vàng mỏng, dùng màn huỳnh quang theo dõi đường đi của các hạt . + Hạt anpha có điện tích 2+, khối lượng gấp 4 lần khối lượng H. Slide 5 Xem mô phỏng chi tiết Slide 6 1) Quan sát các điểm sáng trên màn huỳnh quang : tập trung nhiều trên đường thẳng, chỉ một vài điểm sáng lệch ra ngoài và ngược trở lại phía sau lá vàng 2) Hạt xuyên thẳng qua lá vàng chứng tỏ nguyên tử có cấu tạo rỗng. 3) một số rất ít hạt va chạm vào thì bật trở lại, chuyển động gần thì bị lệch hướng, chứng tỏ trong nguyên tử có một phần có khối lượng lớn, mang điện tích dương, kích thước nhỏ. Các em xem mô phỏng thí nghiệm của Rutherford và trả lời các câu hỏi : 1) Quan sát nào chứng minh được hầu hết các hạt đều xuyên thẳng qua lá vàng, một số rất ít đi lệch hướng ban đầu hoặc bị bật trở ngược về phía sau ? 2) Hầu hết hạt xuyên thẳng qua lá vàng chứng tỏ được điều gì ? 3) Tại sao lại có một số rất ít hạt đi lệch hướng ban đầu hoặc bị bật trở ngược về phía sau ? các hiện tượng thí nghiệm chứng minh được điều gì về cấu tạo nguyên tử ? Slide 7 Nguyên tử có cấu tạo rỗng + Nguyên tử có phần mang điện dương có kích thước rất nhỏ, khối lượng lớn, gọi là hạt nhân nguyên tử Từ các nghiên cứu trên ta đã biết nguyên tử được cấu tạo bởi electron, hạt nhân mang điện dương có khối lượng lớn, kích thước nhỏ, nguyên tử có cấu tạo rỗng. Nguyên tử trung hòa về điện nên số đơn vị điện tích dương của hạt nhân bằng số electron xung quanh nó. Vấn đề đặt ra tiếp theo là : hạt nhân nguyên tử được cấu tạo như thế nào? Năm 1918 Rutherford dùng hạt bắn phá hạt nhân nguyên tử nitơ, ông đã quan sát thấy sự xuất hiện hạt nhân nguyên tử oxi và một loại hạt mới, đó là hạt proton 3/ Cấu tạo của hạt nhân nguyên tử : a) Sự tìm ra proton Thí nghiệm của Rutherford Slide 8 Hạt proton (kí hiệu p) là một thành phần cấu tạo của hạt nhân nguyên tử. Proton mang một đơn vị điện tích dương, kí hiệu e o và qui ước là 1+ m p = 1,6726.10 -27 kg 1u q p = + 1,602.10 -19 C Vấn đề tiếp tục được đặt ra : nếu hạt nhân nguyên tử chỉ gồm các proton mang điện dương thì không thể xếp trong một thể tích rất nhỏ vì điện tích cùng dấu chúng sẽ đẩy nhau. Vậy trong hạt nhân nguyên tử còn thành phần nào nữa ? b) Sự tìm ra nơtron Thí nghiệm của Chadwick Năm 1932, Chadwick (một cộng tác viên của Rutherford) : Dùng hạt bắn phá hạt nhân nguyên tử beri, ông đã quan sát thấy xuất hiện một loại hạt mới có khối lượng xấp xỉ proton, nhưng không mang điện, đó là hạt nơtron. Slide 9 [...]... riêng của hạt nhân nguyên tử kẽm r = 22.10-6nm = 22.10-13 cm 4 4 V r 3 3,14(22.10 13 )3 44579,627.10 39 cm 3 3 3 m 109,9325 10 24 D 2,466.1012 g / cm 3 39 V 44579,627.10 II/ Giáo án Tiết theo ppct: 3 Ngày soạn : 1/8/2011 Ngày dạy: 10/8/2012 Chương 1 : Nguyên tử Bài 1 : THÀNH PHẦN NGUYÊN TỬ I/ Mục tiêu : 1/ Kiến thức : Học sinh biết các thành phần cấu tạo của nguyên tử, điện tích,... hạt nhân nguyên tử Phiếu học tập III/ Phương pháp dạy học chủ yếu : Đặt vấn đề, đàm thoại, sử dụng thiết bị dạy học IV/ Thiết kế các hoạt động dạy học : Hoạt động của thầy Hoạt động của trò Hoạt động 1 : Ở lớp 8 đã học khái I/ Thành phần cấu tạo : niệm nguyên tử, hãy nhắc lại các kiến thức đã học + Nguyên tử là hạt vô cùng nhỏ trung hòa về điện, nguyên tử gồm hạt nhân Phiếu học tập số 1 : Nguyên tử... 2009 tôi chưa áp dụng cách giảng dạy bài này Tỉ lệ bài kiểm tra của các lớp 10 ban cơ bản mà tôi giảng dạy là : LỚP Giỏi Khá Trung bình Yếu, kém Trên TB 10B1 6,7% 26,7% 42,2% 24,4% 75,6% 10C2 5% 27,5% 46,7% 20,8% 79,2% Tổng cộng 5,9% 27,1% 44,5% 22,6% 77,4% Năm học 2009 – 2010 tôi không dạy khối 10 Năm học 2010 – 2011 và năm học 2011 – 2012 tôi đã áp dụng cách giảng dạy bài này, số học sinh yêu thích... bán kính r = 1,35.10-1 nm, khối lượng nguyên tử là 65u a) Tìm khối lượng riêng của nguyên tử kẽm b) Thực tế hầu như toàn bộ khối lượng nguyên tử tập trung ở hạt nhân có bán kính r = 22.10-6nm Tính khối lượng riêng của hạt nhân nguyên tử kẽm Slide 17 BÀI GIẢI Câu 8 : Nguyên tử kẽm có bán kính r = 1,35.10-1 nm, khối lượng nguyên tử là 65u a) Khối lượng riêng của nguyên tử kẽm mZn = 65.1,6605.10-24 gam... một nguyên tử đến đường nguyên tử : kính là 1 cm Hỏi nguyên tử đó có đường kính là bao nhiêu ? 1 Kích thước : + Rất nhỏ dùng đơn vị Angxtrom Khẳng định thêm về cấu tạo Å rỗng của nguyên tử 1 (Å) = 10-10m ; 1m = 10 -6m ; 1nm = 10-9m + Các nguyên tử có đường kính khoảng 1Å Ví dụ : Nguyên tử H có bán kính khoảng 0,53Å = 0,053 nm + Hạt nhân nguyên tử có đường kính khoảng 10-4Å Nhỏ hơn đường kính nguyên. .. kính hạt nhân 1000 lần Ví dụ : Nguyên tử H có bán kính khoảng 0,053 nm Slide 11 Ví dụ : Nếu phóng đại hạt nhân nguyên tử thành hình cầu có đường kính 1cm, tính đường kính của nguyên tử Đường kính của nguyên tử : 10 000 cm = 100 m Đường kính của electron : 10-3 cm = 0,01 mm Từ các số liệu trên em hãy hình dung ra cấu tạo nguyên tử + Đường kính nguyên tử 100 m : quả cầu nguyên tử lớn gần bằng ngôi trường... Hạt nơtron (kí hiệu n) cũng là một thành phần cấu tạo của hạt nhân nguyên tử mn = 1,6748.10-27 kg 1u qn = 0 c) Cấu tạo của hạt nhân nguyên tử : Phiếu học tập số 4 : Nêu kết luận về cấu tạo của hạt nhân nguyên tử + Hạt nhân nguyên tử được tạo thành bởi các proton và nơtron + Vì nơtron không mang điện, số proton trong hạt nhân phải bằng số... vỏ nguyên tử, các thích tại sao ? Đưa ra kết luận về electron có khối lượng rất nhỏ nên hầu cấu tạo của nguyên tử) hết khối lượng nguyên tử tập trung ở Hoạt động 4 : hạt nhân nguyên tử * Nêu thí nghiệm của Rutherford 3/ Cấu tạo của hạt nhân nguyên tử : : Dùng hạt bắn phá hạt nhân a) Sự tìm ra proton nguyên tử nitơ xuất hiện một Thí nghiệm : loại hạt mới là proton Hạt proton (kí hiệu p) là một thành. .. vỏ tạo bởi gì ? Nguyên tử được cấu tạo từ 1 hay nhiều electron mang điện tích những hạt nào ? âm Hoạt động 2 : + Nguyên tử được tạo thành từ ba loại Đặt vấn đề : Nguyên tử rất nhỏ bé, hạt : proton, nơtron, electron không thế cắt đôi nguyên tử ra để 1/ Electron : xem bên trong nó có những gì ? a) Sự tìm ra electron Vậy tại sao các nhà Hóa học lại Thí nghiệm : biết các hạt cấu tạo nên nguyên tử? + Tia... electron chuyển động xung quanh hạt nhân nguyên tử có cấu tạo rỗng 2 Khối lượng : Rất nhỏ khối lượng nguyên tử Qui ước : 1u = 1 khối lượng của đồng vị 12 C–12 Ví dụ : Khối lượng của 1 nguyên tử C là 19,9265.10-27 kg Khối lượng của 1 nguyên tử H là 1,6736.10-27kg Người ta dùng đơn vị khối lượng nguyên tử, kí hiệu u (còn gọi là đvC) 1u = Hoạt động 7: Củng cố Làm bài tập 1 – 5, SGK tr 9 1u = 1 khối lượng . 1 ,35 .10 -8 cm 32 438 3 10 .30 1,10)10 .35 ,1(14 ,3 3 4 3 4 cmrV b) Khối lượng riêng của hạt nhân nguyên tử kẽm. r = 22.10 -6 nm = 22.10 - 13 cm 3 24 24 /67 23, 10 10 .30 077,10 10. 932 5,109 cmg V m D 31 2 39 24 /10.466,2 10.627,44579 10. 932 5,109 cmg V m D. 31 2 39 24 /10.466,2 10.627,44579 10. 932 5,109 cmg V m D 33 931 33 10.627,44579)10.22(14 ,3 3 4 3 4 cmrV II/ Giáo án Tiết theo ppct: 3 Ngày soạn : 1/8/2011 Ngày dạy: 10/8/2012. 1 ,35 .10 -1 nm, khối lượng nguyên tử là 65u. a) Khối lượng riêng của nguyên tử kẽm. m Zn = 65.1,6605.10 -24 gam = 109, 932 5.10 -24 gam r = 1 ,35 .10 -1 nm = 1 ,35 .10 -8 cm 32 438 3 10 .30 1,10)10 .35 ,1(14 ,3 3 4 3 4 cmrV b)