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)

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 TƠT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chun ngành: Hóa học Vơ 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 TƠT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chun ngành: Hóa học Vơ Người hướng dẫn: 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 cô 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, giáo bạn Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng 05 năm 2019 Sinh viên MỤC LỤC Nguyễn Thị Thúy Hằng 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 cỏ hướng dẫn theo module 11 1.3.4 Phương pháp tự học cỏ 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 TIÊU MODULE 4.1: ĐẠI CƯƠNG VỀ TINH THÊ .13 TIÊU MODULE 4.2: TINH THÊ KIM LOẠI .30 TIÊU MODULE 4.3: TINH THÊ ION 40 TIÊU MODULE 4.4: TINH THÊ NGUYÊN TỬ - TINH THÊ 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 lớp1 23 Hình 6: Cách xếp cầu đồng lớp2 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: Ô 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 không định cư kim loại 35 Hình 15: Sự dẫn điện kim loại .37 Hình 16: cấu tạo ô 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 sôi, 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 thông 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 cẩu trúc hệ ngưng tụ”, học phần hóa học đại cương 1” 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 vỉ nghiền 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 nghiền cứu Phương pháp nghiên cứu lý thuyết (phân tích, so sánh, tổng hợp) Phương pháp chuyên gia: xin ý kiến đóng góp thầy (cơ) giáo để hồn thiện đề tài nghiên cứu Đóng góp đề tài Đóng góp vào hệ thống tài liệu tự học có hướng dẫn học phần Hóa học đại cương sử dụng hợp lý, có hiệu quả, nhằm nâng cao lực tự học, tự nghiên cứu cho sinh viên trường Đại học Sư phạm Hà Nội Đưa số biện pháp rèn luyện lực tự học cho sinh viên khoa Hóa học thơng qua hệ thống câu hỏi tập Hóa học c Hãy tính số nguyên tử c tế bào sơ đẳng khối lượng riêng kim cương KẾT LUẬN Sau thời gian tìm hiểu, nghiên cứu đề tài hoàn thành đạt kết sau: Đã tổng quan sở lí luận thực tiễn đề tài phương pháp dạy học theo module cách thiết kế module Thiết kế tài liệu tự học cho chương “Liên kết cấu trúc hệ ngưng tụ” có hướng dẫn theo module hệ thống câu hỏi tự kiểm tra đánh giá kết thúc module - Xác định mục tiêu kiến thức, kĩ cần đạt cho module - Xây dựng hệ thống câu hỏi sinh viên cần đọc chuẩn bị, có gợi ý tham khảo sách giáo trình - Hệ thống hóa nội dung lý thuyết cần đạt cho module - Xây dựng câu hỏi kiểm tra đánh giá sau module để sinh viên kiểm tra lực kiến thức sinh viên hiểu nắm Khuyến nghị giúp sinh viên tiếp cận thực việc tự học chương Liên kết cấu trúc hệ ngưng tụ có hướng dẫn theo module tiếp tục phát triển đề tài nghiên cứu, đồng thời áp dụng phương pháp tự học có hướng dẫn theo module chương khác học phần Hóa học đại cương TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Ngọc Chuyên (1994), “Cách soạn thảo đơn vị học thuật module ”, Viện nghiên cứu Đại học Giáo dục chuyên nghiệp Nguyễn Thị Cúc (2018), Khóa luận tốt nghiệp Đại học: “Thiết kế tài liệu tự học cỏ hướng dẫn theo module chương “Cân hỏa học ” “Cơ sở động hỏa học ” học phần Hỏa học đại cương ”, Khoa Hóa học, Trng Đại học Su phạm Hà Nội Nguyễn Cuơng (2007), “Phươngpháp dạy học hóa học trường phổ thơng đại học Một so vẩn đề ”, Nhà xuất Giáo dục Trần Thành Huế (2007), “Hỏa học đại cương - cấu tạo chất”, Nhà xuất Giáo dục Phạm Văn Lâm, “Module hỏa nội dung dạy học quản lỷ học tập theo học phần ”, Thông tin KHQS, Bộ Tổng tham muu (Tháng 5/1993) Nguyễn Ngọc Quang, Đặng Thị Oanh (1993), “Vận dụng tiếp cận module vào việc đào tạo sinh viên sư phạm Đại học sư phạm Hà Nội ”, Đại học Giáo dục chuyên nghiệp Nguyễn Thị Xuân Thủy (2012), “Rèn luyện kỹ tự học tập cho sinh viên đáp ứng yêu cầu đào tạo theo học chế tín chỉ”, Tạp chí Giáo dục, số đặc biệt 3/2/2012 Lâm Ngọc Thiềm, Trần Hiệp Hải (2007), “Bài tập hóa học đại cương”, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội Lâm Ngọc Thiềm, Lê Kim Long (2007), “Cẩu tạo chất đại cương”, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội 10 Đào Đình Thức (2004), “Hóa học đại cương tập 1- Từ lỷ thưyết đến ứng dụng”, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội 11 Nguyễn Cảnh Toàn (2001), “Tuyển tập tác phẩm tự giáo dục, tự học, tự nghiên cửu ” tập 2, Nhà xuất Đại học Su phạm Hà Nội, Trung tâm vãn hóa ngơn ngữ Đơng Tây 12 Nguyễn Cảnh Tồn, Vũ Văn Tào, Bùi Tường (1998), “Quả trình dạy tự học ”, Nhà xuất Giáo dục Hà Nội 13 Nguyễn Đức Vận (2000), “Hóa học vơ tập - Các kim loại điển hình ”, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật 14 Đe thi (năm học 2008 - 2009), “Kỳ thi giải toán mảy tính cầm tay mơn hỏa học THPT”, tỉnh Quảng Ngãi 15 Đe thi (năm học 2010 - 2011), “ Kỳ thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh giải toán máy tính cầm tay mơn hóa học lớp 12 THPT”, tỉnh Gia Lai PHỤ LỤC Hướng dẫn đáp số tập tiểu module 4.1 Câu 5: Chỉ số Miller (hkl) = (623) Câu 6: a Chỉ số Miller (hkl) = (010) b Chỉ số Miller (hkl) = (111) c Chỉ số Miller (hkl) = (012) Câu 8: a Số nguyên tử ô sở: 8.1/8 +6.1/2 =4 b Theo cơng thức tính khối lượng riêng tinh thể ta có: 35/2 TB = , 4.63,54 I _=4,71.10 cm “ 6,02.10 8,96 Mà VTB = a3 Vậy a= ^4,71.10” =3,61.10' cm c Ta có: 4r - a>/2 Vậy r = l,28.10’8 cm PL Câu 9: a Ta có: 4r - aV3 Vậy a = 2,86 A b Số nguyên tử ô sở: ỉ +1 = Áp dụng cơng thức tính khối lượng riêng tinh thể b Số nguyên tử ô sở: 24 Fe _ 2.56,2.1,6605.10 -8)3 “" (2,68.10 = 9,66 g/cm3 8.7 + 6.7 = Câu 10: Bán kính nguyên tử Au: a 4.r = aV2 r a V2 _ = —=1,435.10 scm PL2 c Thể tích bị chiếm nguyên tử: vnsoỵ6, tt= |.n.r’ = ±(1,435.10* )3 = l,24.10'23 cm3 Thể tích đơn vị: V1Ơ = a3 = (4,070.10'8 )3 = 6,742.10'23 cm3 Độ đặc khít tinh thể p = 74 % Phần trăm thể tích khơng gian trống bằng: 100% - 74% = 26% Câu 11: a Theo hình vẽ, số nguyên tử Cu là: tám đỉnh lập phuơng £= nguyên tử Cu o sáu mặt lập phuơng 6.1 = nguyên tử Cu Vậy tổng số nguyên tử Cu nguyên tử b a = “7= = —j=— = 3,63 Á V2 yÍ2 c d = 8,88 g/cm3 Câu 12: a Số nguyên tử tế bào: 8.1/8 + 6.1/2 = aV^ 6,62.5/2" Tính bán kính nguyên tử: r = —— =- - - -1,276.10 cm 4 PL3 Thể tích bị chiếm nguyên tử Vnguyêntử = 4Aĩr.r3 = 3,48.10'23 cm3 Thể tích mạng sở Vơ = a3 = 4,7.10'23 cm3 Phần trăm thể tích tế bào bị chiếm nguyên tử: p = 74% b Tù cơng thức tính khối luợng riêng tinh thể, ta có: Khối luợng 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 a với cấu trúc lập phương tâm khối Sô nguyên tử Fe ô sở lập phương tâm khôi là: 8,- + = Từ cơng thức tính khối lượng riêng tinh thể, ta có = 2,87.10'8 cm 2.55,847 a= 6,02.1023.7,874 Ta có: 4r = aV3 Vậy r = l,24.10'8 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 Khi đó: 4r = aV2 Vậy a = 3,52.10'8 cm Khối lượng riêng Fe 4.55,847 D = _23 _= 8,51 gam/cm & 6,02.10 (3,52.10“ ) Câu 7: a PL4 số nguyên tử ô sở: 8.7 +6.7 = Bán kính nguyên tử Au: Ị— 4.r = aV2 a-/2 r = —— = l,435.10'8 cm Thể tích bị chiếm ngun tử: vngun «= |.7t.r3 = 3.(1,435.10’8 Ỷ = 1,24.10* cm3 Thể tích ô đơn vị: VTB = a3 = (4,070.1O8 )3 = 6,742.10’23 cm3 Độ đặc khít tinh thể p = 74 % Phần trăm thể tích khơng gian trống bằng: 100% - 74% = 26% , , , _ N.M „ b Trị số số Avogadro: NA = = 6,02.10 Câu 8: a = nguyên tử Mg Ở 12 đỉnh mạng tinh thê cỏ 12.7 ,w1 mặt đáy chứa — = nguyên tử Mg Và nguyên tử Mg nằm mạng tỉnh thể Vậy, mạng tinh thể Mg chứa nguyên tử Mg b Thể tích ô mạng sở 6aự3 2aVó 3- /z V™ = a " = a 3V2 2 Mà a = 2r = 2.1,6 = 3,2 Ẳ Theo công thức tính khối lượng riêng tỉnh thể 24 ,3 D=^ = 6.24,31.1.6605.10’ 74 , ' _ " tỉ = l’ gam/cm V (1,6.10V-3V2 Câu 9: a Tương tự tinh thể Mg b r = 2,425.10'8cm Hướng dẫn đảp số tập tiểu module 4.3 Câu 6: a b Số ion Na+ ô mạng sở 12.- + = 4 Số ion cr ô mạng sở - + - =4 Vậy số nguyên tử NaCl ô mạng sở nguyên tử c Ta có rNa+ + rcl = a Khối lượng riêng NaCl là: D=—= 4.58,44 _ 2>615 => a = 29 10-S cm V 02,1023.a3 Vậy rNa* = 0,805.108 cm Câu 7: a Tương tự mạng tinh thể NaCl b Số ion Cu+ ô mạng sở 12 ỉ + = 4 Số ion cr ô mạng sở - + - =4 Vậy số nguyên tử CuCl ô mạng sở nguyên tử c 1^ = 0,86.10’8cm Câu 8: a Ta có aVã = 2.(rcs+ + rcr) => a = (169 + 181) = 404 pm Vĩ b Trong ô mạng sở chứa ion Cs+và ion cr ^.Jt.l693+^.ír.l813 Độ đặc khít p = — 404? .100% = 68,33%- c Khối lượng riêng tinh thể: D= m = (132,91 + 35 45)16605.1Q- = V (404.1012)3 Câu 9: a Thông số mạng a = 2.(íNa+ + rcr) = 556 pm b Độ đặc khít p = 66,7 % c Khối lượng riêng muối natriclorua D = 2254,7 kg/m3 Câu 10: Theo định luật Hess ta có: AH^-b Umi = Su + Iu + ỉ DC1, +Eci => Umi =- AHhj.IiC1+SLi + IL1 + DC12 +ECI = 402 +159 +520+ 121 - 370 = 832 kj/mol b Theo công thức kinh nghiệm gần Kaputỉnskỉ 0,345^ r+r u = 287,2.1 r+r■ +-\+-✓ 1u = 287,2 0,63 + _1,84 0,345 Ạ 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 Môi tê bào gôm - + 6.- +4 = nguyên tử Khoảng cách nguyên tử c với nguyên tử c láng giềng gần 2r = — với d đường chéo hình lập phương d = aVÌ = l,51.10-8 cm Vậy 2r = b Mỗi nguyên tử c bao quanh nguyên tử c bên cạnh c Khối lượng riêng kim cương: D- m 8.12,011 _ , _3 = _ _ = 3,72 (g/cm ) V (3,5.10 8)3.6,02.1023 Câu 5: a Từ công thức khối lượng riêng ta có: D=#^ NA.V Q 90 Vậyy V = 2,33.6,02.10 = 16,027cm3 a = 5,43.10’8 cm; d = aự3 = 9,39.108 cm Bán kính nguyên tử Si r = d = 1,17.108 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: 2r = =>r = = 3’56J^ =0,772 Ẳ 8 Độ đặc khít hình lập phương số 1: - 4+ = 1,5 nguyên tử 1,5.4.3,14 p = ^-.100% = 50,99% ljJ PL 11 ... 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. .. • 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 TƠT NGHIỆP ĐẠI 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