Thiết kế tài liệu tự học có hướng dẫn theo module nhằm tăng cường năng lực tự học chương “liên kết và cấu trúc trong các hệ ngưng tụ”, học phần hóa học đại cương 1 (KLTN k41)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA HÓA HỌC NGUYỄN THỊ THÚY HẰNG THIẾT KẾ TÀI LIỆU TỰ HỌC CÓ HƯỚNG DẪN THEO MODULE NHẰM TĂNG CƯỜNG NĂNG LỰC TỰ HỌC CHƯƠNG “LIÊN KẾT VÀ CẤU TRÚC TRONG CÁC HỆ NGƯNG TỤ”, HỌC PHẦN HÓA HỌC ĐẠI CƯƠNG KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chun ngành: Hóa học Vô Hà Nội, 05/2019 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA HÓA HỌC NGUYỄN THỊ THÚY HẰNG THIẾT KẾ TÀI LIỆU TỰ HỌC CÓ HƯỚNG DẪN THEO MODULE NHẰM TĂNG CƯỜNG NĂNG LỰC TỰ HỌC CHƯƠNG “LIÊN KẾT VÀ CẤU TRÚC TRONG CÁC HỆ NGƯNG TỤ”, HỌC PHẦN HÓA HỌC ĐẠI CƯƠNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chun ngành: Hóa học Vơ Người hướng dẫn: TS Đăng Thị Thu Huyền Hà Nội, 05/2019 LỜI CẢM ƠN Đối với sinh viên năm cuối làm khóa luận tốt nghiệp điều vơ vinh dự, để hồn thành khố luận địi hỏi cố gắng nhiều từ thân quan trọng bảo hướng dẫn thầy cô trường Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trường quý thầy khoa Hóa học trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2, thầy cô tổ Vô - Đại cương, tận tình giúp đỡ, bảo em suốt thời gian học trường thời gian làm khóa luận tốt nghiệp Đặc biệt, em xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới giáo TS Đăng Thị Thu Huyền – người trực tiếp hướng dẫn, bảo giúp đỡ em hồn thành khóa luận Tuy nhiên, với kiến thức kinh nghiệm thực tế thân hạn chế Do vậy, khóa luận khơng tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận góp ý thầy, cô giáo bạn Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng 05 năm 2019 Sinh viên Nguyễn Thị Thúy Hằng MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Khách thể đối tượng nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu Giả thiết khoa học Phương pháp nghiên cứu Đóng góp đề tài Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1.1 Cơ sở lí thuyết trình tự học 1.1.1 Khái niệm tự học 1.1.2 Các hình thức tự học 1.1.3 Quy trình tự học 1.1.4 Các lực bồi dưỡng cho sinh viên thông qua đường tự học 1.4.5 Tác dụng tự học 1.2 Biên soạn nội dung dạy học module 1.2.1 Khái niệm module dạy học 1.2.2.Những đặc trưng module dạy học 1.2.3 Cấu trúc module dạy học 1.3 Tài liệu tự học có hướng dẫn theo module 1.3.1 Khái niệm tài liệu tự học có hướng dẫn theo module 1.3.2 Cấu trúc nội dung tài liệu tự học 1.3.3 Nguyên tắc việc thiết kế tài liệu tự học có hướng dẫn theo module 11 1.3.4 Phương pháp tự học có hướng dẫn theo module 11 1.4 Hướng dẫn cách tự học theo module 11 Chương 2: THIẾT KẾ TÀI LIỆU TỰ HỌC CÓ HƯỚNG DẪN THEO MODULE CHƯƠNG “LIÊN KẾT VÀ CẤU TRÚC TRONG CÁC HỆ NGƯNG TỤ” 13 2.1 Cấu trúc học phần Hóa học đại cương 13 2.2 Thiết kế tài liệu tự học có hướng dẫn theo module chương “Liên kết cấu trúc hệ ngưng tụ” 13 TIỂU MODULE 4.1: ĐẠI CƯƠNG VỀ TINH THỂ 13 TIỂU MODULE 4.2: TINH THỂ KIM LOẠI 30 TIỂU MODULE 4.3: TINH THỂ ION 40 TIỂU MODULE 4.4: TINH THỂ NGUYÊN TỬ - TINH THỂ PHÂN TỬ 52 KẾT LUẬN 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1: Tịnh tiến điểm theo hướng 17 Hình 2: Tịnh tiến điểm theo hướng 17 Hình 3: Tịnh tiến điểm theo hướng 18 Hình 4: Các trục tọa độ, cạnh góc 19 Hình 5: Cách xếp cầu đồng lớp 23 Hình 6: Cách xếp cầu đồng lớp 24 Hình 7: Mạng lục phương đặc khít 25 Hình 8: Mạng lập phương tâm diện 25 Hình 9: Ơ mạng sở lập phương đơn giản 26 Hình 10: Ơ mạng lập phương tâm mặt 27 Hình 11: Cấu trúc tinh thể Wolfram (W) 33 Hình 12: Cấu trúc tinh thể đồng (Cu) 33 Hình 13: Cấu trúc tinh thể Magnesium (Mg) 34 Hình 14: Sự hình thành dải lượng MO khơng định cư kim loại 35 Hình 15: Sự dẫn điện kim loại 37 Hình 16: Cấu tạo mạng sở tinh thể CsCl 44 Hình 17: Cấu trúc mạng tinh thể NaCl 45 Hình 18: Cấu trúc tinh thể kim cương 55 Hình 19: Cấu trúc tinh thể than chì 56 Hình 20: Sự xếp phân tử nước phân tử nước đá 57 Hình 21: Tinh thể iodine 58 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1: Một số đặc điểm hệ tinh thể nguyên tử 19 Bảng 2: Ô mạng sở 14 mạng Bravais 21 Bảng 3: Một số mạng tinh thể ion chủ yếu 43 Bảng 4: Quan hệ lượng mạng lưới nhiệt độ sơi, nhiệt độ nóng chảy 50 Bảng 5: So sánh số tính chất kim cương than chì 58 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Ngày nay, học chế tín áp dụng rộng rãi hầu hết trường Đại học, Cao đẳng Phương thức đào tạo lấy người học làm trung tâm trình dạy học, phát huy tính chủ động, sáng tạo người học Trong đó, việc tự học, tự nghiên cứu sinh viên coi trọng tính vào nội dung thời lượng chương trình học tập Người học tự học, tự nghiên cứu đó, phát huy tính chủ động, sáng tạo người học Đào tạo theo hệ thống tín dựa phân chia chương trình học tập thành module đo lường, tích lũy lắp ghép để tiến tới hệ thống văn theo tiêu chí cách thức tổ hợp định; có tính mở, linh hoạt liên thơng; mang lại tiện ích tối đa cho sinh viên; mang tính dân chủ nhân văn; phát huy vai trò tự học, tự nghiên cứu, sáng tạo khả giải vấn đề, tính tự chủ tự chịu trách nhiệm sinh viên “Tổ chức dạy học theo module xu hướng tiên tiến phù hợp với phương thức đào tạo theo hệ thống tín Cấu trúc chương trình theo module cho phép sinh viên lựa chọn cách thức phù hợp với điều kiện, khả năng, kinh nghiệm nhịp độ học tập thân; phát triển tính sáng tạo kĩ giải vấn đề cho sinh viên; phát triển khả tự nghiên cứu, tự học, tự đánh giá kết học tập cho sinh viên tạo khả kết hợp liên thơng chương trình đào tạo trình độ đại học hệ thống giáo dục quốc dân” “Module dạy học hướng thiết kế tài liệu tổ chức dạy học phương pháp tự học có hướng dẫn, nhờ module mà sinh viên bước đạt kiến thức Sinh viên tự học kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức, kĩ thái độ module Phương pháp giúp sinh viên học tập lớp, nhà có hiệu học tập lúc đâu” Xuất phát từ lý trên, em lựa chọn đề tài “Thiết kế tài liệu tự học có hướng dẫn theo module nhằm tăng cường lực tự học chương “Liên kết cấu trúc hệ ngưng tụ”, học phần hóa học đại cương 1” 2 Mục đích nghiên cứu Thiết kế tài liệu tự học có hướng dẫn, bao gồm vấn đề lý thuyết tập, giúp tăng cường lực tự học cho sinh viên học chương “Liên kết cấu trúc hệ ngưng tụ” học phần Hóa học đại cương lực tự học học phần khác trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khách thể đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Mối quan hệ phương pháp tự học có hướng dẫn theo module với chất lượng học phần Hóa học đại cương (Chương 4) nghiên cứu cách sử dụng tài liệu để tăng cường lực tự học cho sinh viên Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học học phần Hóa học đại cương (Chương 4), khoa Hóa học, trường Đại học Sư phạm Hà Nội Nhiệm vụ nghiên cứu Tìm hiểu sở lý luận thực tiễn việc áp dụng phương pháp tự học có hướng dẫn theo module phần Hóa học đại cương (Chương 4) Tìm hiểu sở lý luận module dạy học nói chung, module dạy học học phần Hóa học đại cương nói riêng Xây dựng module, tiểu module kiến thức chương “Liên kết cấu trúc hệ ngưng tụ” học phần Hóa học đại cương Phạm vi nghiên cứu Quá trình dạy học chương “Liên kết cấu trúc hệ ngưng tụ” học phần Hóa học đại cương trường Đại học Sư phạm Hà Nội Giả thiết khoa học Xây dựng tài liệu tự học có hướng dẫn tốt sử dụng tài liệu cách hợp lý có hiệu quả, góp phần nâng cao lực tự đọc, tự học sinh viên, nâng cao chất lượng dạy học chương “Liên kết cấu trúc hệ ngưng tụ” học phần Hóa học đại cương trường Đại học Sư phạm Hà Nội Phương pháp nghiên cứu = o b a= c d = 8,88 g/cm √ = 3,63 A √ Câu 12: a Số nguyên tử tế bào: 8.1/8 + 6.1/2 = Tính bán kính nguyên tử: r = √ = √ -8 1,276.10 cm Thể tích bị chiếm nguyên tử Vnguyên tử = r = 3,48.10 Thể tích mạng sở Vô = a = 4,7.10 -23 -23 cm cm Phần trăm thể tích tế bào bị chiếm nguyên tử: P = 74% b Từ cơng thức tính khối lượng riêng tinh thể, ta có: Khối lượng mol phân tử: M = 63,1 g/mol Vậy X đồng Hướng dẫn đáp số tập tiểu module 4.2 Câu 6: a Ở 293K, sắt tồn dạng  với cấu trúc lập phương tâm khối Số nguyên tử Fe ô sở lập phương tâm khối là: + = Từ cơng thức tính khối lượng riêng tinh thể, ta có a= √ = -8 -8 2,87.10 cm Ta có: 4r = a√ Vậy r = 1,24.10 cm b Ở nhiệt độ 1250 sắt tồn dạng Feg với cấu trúc mạng lập phương tâm diện Số nguyên tử Fe mạng lập phương -8 Khi đó: 4r = a√ Vậy a = 3,52.10 cm Khối lượng riêng Fe D= Câu 7: a ( ) = 8,51 gam/cm Số nguyên tử ô sở: Bán kính nguyên tử Au: + = 4.r = a √  r= √ -8 = 1,435.10 cm Thể tích bị chiếm nguyên tử: -8 Vnguyên tử= .r = (1,435.10 ) = 1,24.10 -23 cm Thể tích đơn vị: -8 VTB = a = (4,070.10 ) = 6,742.10 -23 cm Độ đặc khít tinh thể P = 74 % Phần trăm thể tích khơng gian trống bằng: 100% - 74% = 26% b Trị số số Avogadro: NA = 23 = 6,02.10 Câu 8: a Ở 12 đỉnh mạng tinh thể có 12 Ở mặt đáy chứa = nguyên tử Mg = nguyên tử Mg Và nguyên tử Mg nằm mạng tinh thể Vậy, mạng tinh thể Mg chứa nguyên tử Mg b Thể tích mạng sở V = a TB Mà 6a 2a =a 2 o a = 2r = 2.1,6 = 3,2 A Theo công thức tính khối lượng riêng tinh thể D= m V 6.24,31.1,6605.10 -24 = = 1,74 gam/cm3 -8 (1,6.10 ) Câu 9: a Tương tự tinh thể Mg -8 b r = 2,425.10 cm Hướng dẫn đáp số tập tiểu module 4.3 Câu 6: a + b Số ion Na ô mạng sở 12 - Số ion Cl ô mạng sở +1=4 +6 =4 Vậy số nguyên tử NaCl ô mạng sở nguyên tử c Ta có rN + + rCl- = a a Khối lượng riêng NaCl là: D= -8 = = 2,615 => a = 5,29.10 cm Vậy rN + = 0,805.10-8 cm a Câu 7: a Tương tự mạng tinh thể NaCl + b Số ion Cu ô mạng sở 12 - Số ion Cl ô mạng sở + +1=4 =4 Vậy số nguyên tử CuCl ô mạng sở nguyên tử rCu = 0,86.10- cm c + Câu 8: a Ta có √ = 2.(rCs+ + rCl-) => a = √ (169 + 181) = 404 pm + b Trong ô mạng sở chứa ion Cs ion Cl - 3 π.169 + π.181 Độ đặc khít P = 100% = 68,33% 4043 c Khối lượng riêng tinh thể: m (132,91 + 35,45).1,6605.10 D= = V (404.10-12 )3 -27 = 4239,7 (kg/m ) Câu 9: a Thông số mạng a = 2.( rNa + rCl ) = 556 pm - + b Độ đặc khít P = 66,7 % c Khối lượng riêng muối natriclorua D = 2254,7 kg/m Câu 10: Chu trình Born - Haber: ΔHht, o a LiCl Theo định luật Hess ta có: Δ H  o ht, LiCl + Uml = SLi + ILi + DCl2 + ECl o Uml = - ΔH ht, LiCl + SLi + ILi + = 402 DCl2 + ECl + 159 + 520 + 121 – 370 = 832 kJ/mol b Theo công thức kinh nghiệm gần Kaputinski U = 287,2 Z + |Z - |. υ  0,345  1-   r+ + r-  r+ + r-  0,345  U = 287,2  1 0,63 + 1,84  0,63 + 1,84 = 200,07 kcal/mol = 836,293 kJ/mol Vậy, hai cách tính cho kết phù hợp Hướng dẫn đáp số tập tiểu module 4.4 Câu 4: a Các nguyên tử C chiếm vị trí đỉnh, tâm mặt nửa số hốc tứ diện Mỗi tế bào gồm + + = nguyên tử Khoảng cách nguyên tử C với nguyên tử C láng giềng gần 2r = Vậy 2r = với d đường chéo hình lập phương d = a √ -8 = 1,51.10 cm b Mỗi nguyên tử C bao quanh nguyên tử C bên cạnh c Khối lượng riêng kim cương: m 8.12,011 D= = 3,72 (g/cm3 ) = 8 23 V (3,5.10 ) 6,02.10 Câu 5: a Từ cơng thức khối lượng riêng ta có: D= N.M N A V Vậy V= 8.28,1 23 = 16,027cm 2,33.6,02.10 8 a = 5,43.10 cm; d = a = 9,39.10-8 cm Bán kính nguyên tử Si r= d -8 = 1,17.10 cm b Ta có : rSi = 0,117 nm > rC = 0,077 nm Diều phù hợp với quy luật biến đổi bán kính ngun tử phân nhóm Câu 6: Theo quy ước nguyên tử tâm hình lập phương phải tiếp xúc với nguyên tử đỉnh hình chúng coi có dạng hình cầu Xét ngun tử nằm đường chéo d hình lập phương ,ta có: o 3,567 2r = a => r = a = = 0,772 A 8 Độ đặc khít hình lập phương số 1: 4+ = 1,5 nguyên tử P = a 3 1,5 .3,14    a     100% = 50,99% Câu 7: Khối lượng riêng Si: 8.28,086 D = M3 Si = = 2,33 (g/cm ) -8 23 a N A (5,034.10 ) 6,02.10 Câu 8: b Khoảng cách ngắn nguyên tử C o d = 1,52A Một nguyên tử C bao quanh nguyên tử C khác c Trong tế bào sơ đẳng chưa nguyên tử C Khối lượng riêng kim cương D = 3,7 (g/cm ) ... 11 1. 4 Hướng dẫn cách tự học theo module 11 Chương 2: THIẾT KẾ TÀI LIỆU TỰ HỌC CÓ HƯỚNG DẪN THEO MODULE CHƯƠNG “LIÊN KẾT VÀ CẤU TRÚC TRONG CÁC HỆ NGƯNG TỤ” 13 2 .1 Cấu trúc học. .. ra, hướng dẫn sinh viên tự kiểm tra Chương THIẾT KẾ TÀI LIỆU TỰ HỌC CÓ HƯỚNG DẪN THEO MODULE CHƯƠNG “LIÊN KẾT VÀ CẤU TRÚC TRONG CÁC HỆ NGƯNG TỤ” 2 .1 Cấu trúc học phần Hóa học đại cương Học phần. .. người học 1. 3 Tài liệu tự học có hướng dẫn theo module 1. 3 .1 Khái niệm tài liệu tự học có hướng dẫn theo module ? ?Tài liệu tự học có hướng dẫn theo module tài liệu biên soạn theo đặc trưng cấu trúc