Chơng 1. Nguyên tử Lớp 10 - Ban nâng cao Trờng Đại học S phạm Hà Nội Khoa Hóa học Bộ môn Phơng pháp giảng dạy Giáo án bài 1: Thành phần nguyên tử (1 tiết) Giáo viên: Hoàng Thị Bắc I. Mục tiêu bài học 1. Về kiến thức Học sinh biết: - Nguyên tử là phần tử nhỏ nhất của nguyên tố. - Nguyên tử có cấu tạo phức tạp. Nguyên tử có cấu tạo rỗng. 2. Về kỹ năng - Rèn luyện phơng pháp t duy trừu tợng. - Làm quen với phán đoán, suy luận khoa học. - Rèn luyện kĩ năng tính toán: tính khối lợng, kích thớc nguyên tử. II. chuẩn bị Giáo viên: - Phần mềm mô phỏng thí nghiệm tìm ra electron của J.J.Thomson. - Phần mềm mô phỏng thí nghiệm chứng minh sự tồn tại của hạt nhân nguyên tử. - Phần mềm mô tả thành phần cấu tạo nguyên tử và cấu tạo rỗng của nguyên tử. Học sinh: - Đọc lại sách giáo khoa Hóa học lớp 8 phần cấu tạo nguyên tử. III. Giảng BàI mới Ta biết mọi vật thể đều đợc tạo ra từ chất này hay chất khác. Thế còn các chất đợc tạo ra từ đâu? Câu hỏi đó đã đợc đặt ra từ cách đây mấy nghìn năm. Ngày nay, khoa học đã có câu trả lời rõ ràng và các em sẽ đợc biết trong bài này. Hoạt động của GV Hoạt động HS Ghi bảng Chơng 1. Nguyên tử Lớp 10 - Ban nâng cao Hoạt động 1 Cho HS quan sát thí nghiệm mô phỏng tìm ra electron của Thomson và mô tả thí nghiệm. Hỏi: Tại sao tia đi từ cực âm sang cực dơng lại lệch về phía bản mang điện tích dơng và bị đẩy ra xa bản mang điện tích âm? KL: Tia đó gọi là tia âm cực. Bản chất của tia âm cực là chùm các hạt nhỏ bé mang điện tích âm, gọi là các electron. Mô tả thí nghiệm và nhận xét. Vì tia đó mang điện tích âm. I. Thành phần cấu tạo nguyên tử 1. Sự tìm ra electron Năm 1897, Thomson đã phát hiện ta tia âm cực, mà bản chất là các chùm hạt nhỏ bé mang điện tích âm, gọi là các electron (e). m e = 9,1095.10 31 kg q e = 1,602.10 19 C (qui ớc q e = 1) Hoạt động 2 Cho HS quan sát thí nghiệm mô phỏng chứng minh sự tồn tại của hạt nhân nguyên tử và mô tả thí nghiệm. Hỏi: Các em quan sát thí nghiệm và hãy nêu nhận xét về đ- ờng đi của các hạt khi nó đi qua lá vàng? Giải thích: Chùm hạt mang điện tích dơng khi đi gần đến hoặc va phải hạt cũng mang điện tích dơng, có khối lợng lớn nên nó bị đẩy và chuyển động chệch hớng hoặc bị bật ngợc trở lại. Hạt mang điện tích dơng đó chính là hạt nhân nguyên tử. Hầu hết các hạt đều xuyên thẳng qua lá vàng nhng có một số rất ít đi lệch hớng ban đầu hoặc bị bật lại phía sau khi gặp lá vàng. 2. Sự tìm ra hạt nhân nguyên tử Nguyên tử có cấu tạo rỗng, gồm: - Hạt nhân mang điện tích dơng nằm ở tâm của nguyên tử, và có kích thớc rất nhỏ so với kích thớc của nguyên tử. - Vỏ electron của nguyên tử gồm các electron chuyển động xung quanh hạt nhân. Hoạt động 3 Năm 1918 khi nghiên cứu sự phóng điện trong khí loãng, Rơ- dơ-pho thấy rằng, ngoài tia âm cực còn có một dòng các hạt khác có điện tích bằng điện tích của electron nhng trái dấu. Nếu khí trong ống phóng điện là hiđro thì tạo ra ion dơng nhẹ nhất, gọi là proton (kí hiệu là p). 3. Cấu tạo của hạt nhân nguyên tử a) Sự tìm ra proton H H + + e Hạt ion H + là hạt proton. m p = 1,6726.10 -27 kg q p = +1,602.10 -19 C = -q e (qui ớc q p = 1+) - Các hạt electron (e) và proton (p) có trong thành phần của mọi nguyên tử. Chơng 1. Nguyên tử Lớp 10 - Ban nâng cao Hoạt động 4 Năm 1932, Chatwick (cộng tác viên của Rơ-dơ-pho) dùng hạt bắn phá một tấm kim loại beri mỏng đã phát hiện ra một loại hạt mới có khối lợng xấp xỉ proton, nhng không mang điện, đợc gọi là hạt nơtron (kí hiệu là n). b) Sự tìm ra nơtron Năm 1932, Chat-uých đã phát hiện ra hạt nơtron (n). m n =1,6748.10 -27 kg m p q n = 0 Kết luận: Thành phần cấu tạo của nguyên tử gồm: - Hạt nhân nằm ở tâm của nguyên tử gồm các hạt proton và nơtron. - Vỏ nguyên tử gồm các electron chuyển động xung quanh hạt nhân. Đặc tính của các hạt cấu tạo nên nguyên tử Đặc tính hạt nhân Vỏ nguyên tử Hạt nhân Electron (e) Proton (p) Nơtron (n) Điện tích (q) Cu-lông q e = 1,602.10 19 C q p = +1,602.10 19 C q n = 0 Qui ớc 1 1+ 0 Khối lợng (m) m e = 9,1095.10 31 kg 0,549.10 3 u m p = 1,6726.10 27 kg 1 u m n = 1,6748.10 27 kg 1 u Chú ý: - Khối lợng của nguyên tử tập trung hầu hết ở hạt nhân. - Khối lợng của các electron không đáng kể so với khối lợng của nguyênt tử. - Trong nguyên tử số electron bằng số proton cho nên nguyên tử trung hòa về điện. Hoạt động 5 Cho HS quan sát phần mô phỏng cấu tạo nguyên tử. Đờng kính của nguyên tử khoảng 10 10 m còn đờng kính của hạt nhân nguyên tử khoảng 10 14 m. Nh vậy đờng kính của nguyên tử lớn hơn đờng kính của hạt nhân khoảng 10 4 lần, tức là nguyên tử có cấu tạo rỗng, ở giữa là hạt nhân nguyên tử còn xung quanh là các electron chuyển động. II. Kích thớc và khối lợng của nguyên tử 1. Kích thớc nguyên tử - Để biểu thị kích thớc của nguyên tử ngời ta thờng dùng đơn vị nanomet (nm) hay angstrom (). 1nm = 10 9 m; 1 = 10 10 m; 1nm = 10 - Đờng kính nguyên tử 10 10 m. - Đờng kính hạt nhân nguyên tử 10 14 m. Hoạt động 6 Chơng 1. Nguyên tử Lớp 10 - Ban nâng cao VD: Tính khối lợng nguyên tử oxi, biết hạt nhân nguyên tử oxi có 8p và 8n. Giải: Có 8p có 8e m p = 8 ì 1,6726.10 27 = 13,3808.10 27 kg m n = 8 ì 1,6748.10 27 = 13,3984.10 27 kg m e = 8 ì 9,1095.10 31 = 72,876.10 31 kg m hn = m p + m n = 26,7792.10 27 kg m nt = m hn + m e = 26,7865.10 27 kg 1 HS lên bảng còn lại tự làm vào vở. 2. Khối lợng nguyên tử Vì nguyên tử đợc tạo nên từ 3 loại hạt: p, n, e mà m e << m p m nt m p + m n m nt m hn tức là khối lợng của nguyên tử tập trung hầu hết ở hạt nhân. Hoạt động 7 Đối với nguyên tử ngời ta ít dùng đơn vị gam (khối lợng tuyệt đối: KLTĐ) mà dùng khối lợng u (khối lợng tơng đối: KLtđ). Đơn vị này đợc định nghĩa nh sau: u = 3 C A 1 1 12.10 m . 12 12 N = 27 1,66055.10 kg. = Mối liên hệ giữa KLtđ với KLTĐ và khối lợng mol nguyên tử (M): - KLtđ = KLTĐ ì N A - Khối lợng mol nguyyên tử (g/mol) có giá trị đúng bằng KLtđ của nguyên tử. VD: Tính khối l- ợng nguyên tử hiđro theo u, biết khối l- ợng nguyên tử tuyệt đối của nó là 1,6725.10 27 kg. 1 HS lên bảng còn lại tự làm vào vở. Giải: M H = 27 27 1,6725.10 1,66055.10 = 1,08 u. Đơn vị khối lợng nguyên tử u = 3 C A 1 1 12.10 m . 12 12 N = 27 1,66055.10 kg. = KLTĐ (kg) KLtđ (u) u (kg) = Hoạt động 8 Bài tập củng cố 1 nguyên tử R có tổng số hạt các loại bằng 115. Số hạt mang điện tích nhiều hơn số hạt không mang điện tích là 25 hạt. Tìm nguyên tử khối của nguyên tử R? Bài giải: Ch¬ng 1. Nguyªn tö Líp 10 - Ban n©ng cao p n e 115 p e 35 (p e) n 25 n 45 p e + + = = = + − = ⇒ = = C¸ch 1: m nt = 1,3406.10 − 25 kg M = 25 27 1,3406.10 1,6605.10 − − = 80,7 u. C¸ch 2: M = 35×0,549.10 − 3 + 35×1 + 45×1 = 80,02 u. Bµi tËp vÒ nhµ: 1, 2, 3, 4, 5 (SGK trang 8) --------------- / --------------- . nguyên tử. - Phần mềm mô tả thành phần cấu tạo nguyên tử và cấu tạo rỗng của nguyên tử. Học sinh: - Đọc lại sách giáo khoa Hóa học lớp 8 phần cấu tạo nguyên. 1. Về kiến thức Học sinh biết: - Nguyên tử là phần tử nhỏ nhất của nguyên tố. - Nguyên tử có cấu tạo phức tạp. Nguyên tử có cấu tạo rỗng. 2. Về kỹ năng