2.5.1. Giáo án bài “Thành phần nguyên tử”
Bài 1: THÀNH PHẦN NGUYÊN TỬ
I. MỤC TIÊU BÀI HỌC •Kiến thức
- Biết nguyên tử là phần tử nhỏ nhất của nguyên tố, khơng phân chia được trong các phản ứng hĩa học.
- Nguyên tử cĩ cấu tạo gồm hạt nhân và vỏ electron. Nguyên tử cĩ cấu tạo rỗng. •Kĩ năng
- Biết hoạt động độc lập và hợp tác để hồn thành nhiệm vụ học tập.
- Cĩ kĩ năng tìm kiếm thơng tin về nguyên tử trên mạng internet, lưu giữ và xử lí thơng tin. II. CHUẨN B Ị
- Tranh vẽ về một số nhà bác học nghiên cứu, phát hiện thành phần cấu tạo nguyên tử.
- Sơ đồ tìm ra tia âm cực.
- Mơ hình thí nghiệm khám phá hạt nhân nguyên tử.
- Mơ phỏng thí nghiệm bắn phá lá vàng của Thomson.
- Mơ phỏng ống Katot.
- Các câu chuyện tìm ra electron, proton, nơtron. III. PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC
Phương pháp thuyết trình kết hợp với phương pháp đàm thoại gợi mở. IV. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
1. Ổn định lớp và kiểm tra bài cũ 2. Giảng bài mới
Hoạt động của thầy Hoạt động của trị Nội dung
Hoạt động 1: Tại sao trong hàng ngàn năm sau khi cĩ quan niệm về nguyên tử của Democrite đã khơng cĩ
Vì chưa cĩ các thiết bị và thực nghiệm khoa học phù hợp để kiểm chứng giả thuyết của Democrite. Mãi
một tiến bộ nào trong nghiên cứu về nguyên tử?
Hoạt động 2: Nghiên cứu thí nghiệm tìm ra electron - Giới thiệu thiết bị, hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm của Thomson, rút ra kết luận.
- Nếu trên đường đi của tia âm cực đặt một chong chĩng nhẹ, chong chĩng quay. Tia âm cực bị lệch về phía cực dương trong điện trường. - Tia âm cực là gì ? Tia âm cực được hình thành trong những điều kiện nào ? Khối lượng và điện tích của electron ?
- Trong nguyên tử, electron mang điện tích âm. Nhưng nguyên tử trung hịa về điện, vậy phần mang điện dương được phân bố như thế nào trong nguyên tử ?
Hoạt động 3: Nghiên cứu thí nghiệm tìm ra hạt nhân nguyên tử
- Giới thiệu các thiết bị thí nghiệm của Rutherford hỏi:
đến cuối thế kỉ XIX, đầu thế kỉ XX mới cĩ các thí nghiệm của Thomson, Rutherford.
Quan sát thí nghiệm của Thomson, từ đĩ suy ra: - Sự phát hiện tia âm cực
chứng tỏ nguyên tử là cĩ thật, nguyên tử cĩ cấu tạo phức tạp.
- Tia âm cực gồm các electron mang điện tích âm chuyển động rất nhanh. - Electron chỉ thốt ra khỏi nguyên tử trong những điều kiện đặc biệt. - Quan sát thí nghiệm bắn lá vàng của Rutherford I. THÀNH PHẦN CẤU TẠO NGUYÊN TỬ 1. Electron - Khối lượng me = 9,1094.10-31kg - Điện tích qe = -1,602.10-19 C = 1- 2. Sự tìm ra hạt nhân nguyên tử
- Nguyên tử cĩ cấu tạo rỗng.
Tại sao hầu hết hạt α xuyên thẳng qua lá vàng, trong khi chỉ cĩ một số ít hạt α bị lệch hướng và một số ít hơn nữa hạt αbị bật trở lại ? - GV tổng kết: Phần mang điện dương khơng nằm phân tán như Thomson đã nghĩ, mà tập trung ở tâm nguyên tử, gọi là hạt nhân nguyên tử. Vậy hạt nhân nguyên tử đã là phần nhỏ nhất của nguyên tử chưa ?
Hoạt động 4: Tìm hiểu cấu tạo hạt nhân.
- GV kể ngắn gọn việc tìm ra proton và nơtron.
- Proton là gì ? Khối lượng và điện tích của proton ? Nơtron là gì ? Khối lượng và điện tích của nơtron ?
GV : Các thí nghiệm đã xác nhận nguyên tử là cĩ thật, cĩ cấu tạo rất phức tạp. Vậy kích thước và khối lượng của nguyên tử như thế nào ?
Hoạt động 5: Tìm hiểu kích thước và khối lượng của nguyên tử
1. Kích thước
GV giúp HS hình dung nguyên tử cĩ kích thước rất
- Chỉ cĩ thể giải thích hiện tượng trên là do nguyên tử cĩ cấu tạo rỗng. Phần mang điện tích dương chỉ chiếm một thể tích rất nhỏ bé so với kích thước của cả nguyên tử.
HS đọc SGK và nhận xét : + Hạt nhân chưa phải là phần nhỏ nhất của nguyên tử.
+ Hạt nhân gồm các proton và nơtron.
+ Khối lượng và điện tích của proton và nơtron (SGK). - HS kết luận: hạt nhân được tạo nên từ các hạt proton và nơtron
dương chỉ chiếm một thể tích rất nhỏ bé so với kích thước của cả nguyên tử gọi là hạt nhân nguyên tử.
3. Cấu tạo của hạt nhân nguyên tử a. Sự tìm ra proton - Khối lượng mp = 1,6726.10- 27 kg - Điện tích qp = -1,602.10-19 C = 1+ b. Sự tìm ra nơtron - Khối lượng mn = 1,6748.10- 27kg - Điện tích : qn = 0 II. KÍCH THƯỚC VÀ KHỐI LƯỢNG NGUYÊN TỬ 1. Kích thước
nhỏ, nếu coi nguyên tử là một khối cầu thì đường kính của nĩ ~10–10 m. Hạt nhân cĩ kích thước rất nhỏ so với nguyên tử, đường kính của hạt nhân ~10–5 nm (nhỏ hơn nguyên tử ~ 10000 lần). 2. Khối lượng
GV cĩ thể dùng đơn vị gam hay kg để đo khối lượng nguyên tử được khơng? Tại sao người ta sử dụng đơn vị u (đvC) bằng 1/12 khối lượng nguyên tử cacbon làm đơn vị ? Hoạt động 6: Củng cố và vận dụng HS giải các bài tập 1, 2, 3, 4 trong SGK. - HS đọc SGK rút ra các nhận xét : + Nguyên tử các nguyên tố khác nhau cĩ kích thước khác nhau.
+ Đơn vị đo kích thước nguyên tử là Å, nm.
1 Å = 10–10m, 1nm = 10 Å - HS dùng các đơn vị như gam hay kg để đo khối lượng nguyên tử rất bất tiện do số lẻ và cĩ số mũ âm rất lớn, như 19,9264.10–27kg là khối lượng nguyên tử cacbon. Do đĩ, để thuận tiện hơn trong tính tốn, người ta dùng đơn vị u (đvC). nguyên tử là Å, nm. 1 Å = 10–10m 1nm = 10 Å 2. Khối lượng
Để biểu thị khối lượng nguyên tử người ta dùng đơn vị khối lượng ngyên tử. Kí hiệu u. ( hay đvC). 1u =1,6605.10-19kg
1u = 1/12 khối lượng nguyên tử C
2.5.2. Giáo án bài “Năng lượng của các electron trong nguyên tử - cấu hình electron của nguyên tử’’ của nguyên tử’’
BÀI 7: NĂNG LƯỢNG CỦA CÁC ELECTRON TRONG NGUYÊN TỬ - CẤU
HÌNH ELECTRON CỦA NGUYÊN TỬ
•Kiến thức
- HS biết thứ tự các mức năng lượng của các electron trong nguyên tử.
- Việc phân bố các electron trong nguyên tử tuân theo những nguyên lí và quy tắc nào.
- Cấu hình electron của nguyên tử biểu diễn sự phân bố electron trên các phân lớp thuộc các lớp khác nhau.
•Kĩ năng
- Cĩ kĩ năng viết cấu hình electron của nguyên tử.
- Biết cách tìm kiếm thơng tin về sự sắp xếp các electron trong nguyên tử trên mạng internet, lưu giữ và xử lí thơng tin.
II . CHUẨN BỊ
- Máy tính, máy chiếu ở nơi cĩ điều kiện. III . PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC
Phương pháp thuyết trình kết hợp với phương pháp đàm thoại gợi mở. IV. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
1. Ổn định lớp và kiểm tra bài cũ 2. Giảng bài mới
Hoạt động của thầy Hoạt động của trị Nội dung
Hoạt động 1: Trong bài học trước các em đã được nghiên cứu sự phân bố các electron theo các lớp và phân lớp. Vậy cơ sở để xếp các electron vào các lớp và phân lớp là gì? Hoạt động 2: Tìm hiểu trật tự mức năng lượng GV : Năng lượng kể từ gần nhân nhất của các lớp n tăng theo thứ tự từ 1 đến 7 và năng lượng của các phân lớp tăng theo thứ tự s, p, d, f. HS đọc SGK : electron gần hạt nhân cĩ mức năng lượng thấp nhất, electron xa hạt nhân cĩ mức năng lượng cao hơn.
I. NĂNG LƯỢNG CỦA CÁC
ELECTRON TRONG
NGUYÊN TỬ
1. Mức năng lượng obitan nguyên tử (AO)
Năng lượng kể từ gần nhân nhất của các lớp n tăng theo thứ tự từ 1 đến 7 và năng lượng của
Người ta đã xác định thứ tự sắp xếp các phân lớp theo chiều tăng của mức năng lượng : 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s…
Hoạt động 3: Tìm hiểu ơ lượng tử, nguyên lí Pau-li, số electron tối đa trong một phân lớp và một lớp. Nguyên lí vững bền, quy tắc Hun.
Thực nghiệm xác định mức năng lượng của phân lớp 3d cao hơn phân lớp 4s. HS đọc SGK, tĩm tắt các ý chính về : - Ơ lượng tử. - Nguyên lí Pau-li, nguyên lí vững bền, quy tắc Hun.
các phân lớp tăng theo thứ tự s, p, d, f.
2. Trật tự các mức năng lượng
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s…
II. CÁC NGUYÊN LÍ VÀ QUY TẮC PHÂN BỐ electron
TRONG NGUYÊN TỬ
1. Nguyên lí Pau-li a. Ơ lưọng tử
- Dùng ơ vuơng nhỏ để biểu diễn obitan, gọi là ơ lưọng tử. - Một ơ lưọng tử ứng với một AO.
b. Nguyên lí Pau-li
Trên một obitan chỉ cĩ thể cĩ nhiều nhất là hai electron và hai electron này chuyển động tự quay khác chiều nhau xung quanh trục riêng của mỗi electron .
c. Số electron tối đa trong một phân lớp và một lớp
- Phân lớp bão hịa : s2, p6, d10, f14.
- Phân lớp bán bão hịa : s1, p3, d5,f7.
2. Nguyên lí vững bền
Ở trạng thái cơ bản, trong nguyên tử các electron chiếm lần lượt những obitan cĩ mức năng lượng từ thấp đến cao.
Hoạt động 4: Tìm hiểu cấu
hình electron nguyên tử
- Cách viết cấu hình electron .
- GV nêu quy ước và cách viết cấu hình.
Hoạt động 5: Viết cấu hình electron của 20 nguyên tố đầu - GV lấy thí dụ cấu hình electron nguyên tử Na làm mẫu: 1s2 2s22p63s1. - GV hướng dẫn HS kiểm tra kết quả dựa vào bảng cấu hình electron của nguyên tử 20 nguyên tố đầu (SGK).
- GV mở rộng : Lớp vỏ nguyên tử cĩ cấu tạo lớp như vậy thì các hạt trong
HS nghiên cứu SGK
3. Quy tắc Hun
Trong cùng một phân lớp, các electron sẽ phân bố trên các obitan sao cho số electron độc thân là tối đa và các electron này phải cĩ chiều tự quay giống nhau .
V í d ụ : C (Z=6)
1s2 2s2 2p2
II. CẤU HÌNH electron NGUYÊN TỬ
1. Cấu hình electron nguyên tử.
Quy ước cách viết cấu hình electron nguyên tử
- Số thứ tự lớp electron được viết bằng các chữ số (1, 2, 3…). - Phân lớp được kí hiệu bằng chữ cái thường (s, p, d, f). - Số electron được ghi bằng chỉ số phía trên, bên phải kí hiệu của phân lớp (s2, p2…).
Cách viết cấu hình electron nguyên tử
- Xác định số electron của nguyên tử.
- Các electron được phân bố theo thứ tự tăng dần mức năng lượng AO.
hạt nhân nguyên tử cĩ sắp xếp theo các lớp khơng? GV hạt nhân nguyên tử cũng cĩ cấu tạo lớp và theo sự nghiên cứu của các nhà khoa học thì các hạt proton, nơtron cịn bị phân chia thành những loại hạt khác nhau nữa chứ khơng phải chúng là loại hạt nhỏ nhất trong nguyên tử.
Hoạt động 6 : Tìm hiểu đặc điểm của electron lớp ngồi cùng.
GV: Dựa vào bảng cấu hình electron của 20 nguyên tố đầu, cho biết nhận xét về số lượng electron lớp ngồi cùng? GV: Dựa vào lớp electron ngồi cùng cho biết những nguyên tố nào là phi kim, kim loại, khí hiếm.
Hoạt động 7 : Tổng kết tồn bộ bài học
-Bài tập về nhà từ bài 1 đến bài 7 SGK trang 32.
- Viết cấu hình electron: Z=21, Z=7, Z=19, Z=35.
HS : Đối với nguyên tử của tất cả các nguyên tố, lớp ngồi cùng cĩ nhiều nhất là 8e trừ nguyên tử He (cĩ 2e) hầu như khơng tham gia vào phản ứng hĩa học (trừ trong một số điều kiện đặc biệt).
- Viết cấu hình electron theo thứ tự các phân lớp trong một lớp và theo thứ tự của các lớp electron . Ví dụ : cấu hình electron nguyên tử Na (Z=11) : 1s22s22p63s1.
2. Đặc điểm của electron lớp ngồi cùng
- Lớp ngồi cùng chứa tối đa 8 electron
- Nguyên tử chứa 8 electron ngồi cùng đều rất bền vững.là nguyên tử của các nguyên tố khí hiếm.
- Nguyên tử cĩ 1, 2, 3 electron ở lớp electron ngồi cùng là nguyên tố kim loại.
- Nguyên tử cĩ 5, 6, 7 electron ở lớp electron ngồi cùng là nguyên tố phi kim. -guyên tử cĩ 4 electron ở lớp electron ngồi cùng là nguyên tố phi kim (nếu ở chu kì nhỏ) và là nguyên tố kim loại (nếu ở chu kì lớn).
2.5.3. Giáo án bài “Bảng tuần hồn các nguyên tố hĩa học”
BÀI 9: BẢNG TUẦN HỒN CÁC NGUYÊN TỐ HĨA HỌC
I . MỤC TIÊU BÀI HỌC •Kiến thức
- Nguyên tắc sắp xếp các nguyên tố hĩa học vào BTH. Hiểu được cấu tạo của BTH : ơ, chu kì, nhĩm A, nhĩm B.
- Đọc được các thơng tin về nguyên tố hĩa học ghi trong một ơ của bảng. Vận dụng sắp xếp một nguyên tố hĩa học vào BTH khi biết cấu hình electron của nguyên tử nguyên tố đĩ và ngược lại.
- HS cĩ thể trình bày được nguyên tắc sắp xếp các nguyên tố HH trong BTH. •Kĩ năng
Từ vị trí trong BTH của nguyên tố (ơ, nhĩm, chu kì) suy ra cấu hình electron nguyên tử và ngược lại.
II . CHUẨN BỊ
- BTH dạng dài.
- Cĩ thể sử dụng BTH mơ phỏng. III. PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC
Phương pháp thuyết trình, phương pháp đàm thoại kết hợp với phương pháp trực quan. IV. THIẾT KẾ CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
1. Ổn định lớp và kiểm tra bài cũ. 2. Giảng bài mới
Hoạt động của thầy Hoạt động của trị Nội dung
Hoạt động 1: Menđeleev đã dựa trên khối lượng tăng dần của nguyên tử để sắp xếp các nguyên tố hĩa học. Theo nguyên tắc này, để đảm bảo quy luật biến đổi tuần hồn, ơng đã phải chấp nhận một
số ngoại lệ. thí dụ 60Co xếp trước 59
Ni. Vì sao cĩ những ngoại lệ này ? Để tránh ngoại lệ cần xếp các nguyên tố hĩa học theo những quy tắc nào ? Hoạt động 2: GV cho HS quan sát BTH. Hướng dẫn HS quan sát để HS tìm ra các nguyên tắc xây dựng BTH. - Quan sát điện tích - Quan sát số lớp electron trong một hàng ngang. - Quan sát số electron lớp ngồi cùng trong hàng dọc.
Hoạt động 3: Tìm hiểu cấu tạo của BTH
1. Ơ nguyên tố
- Cho HS quan sát ơ nguyên tố trong BTH điện tử, yêu cầu nhận xét về ơ nguyên tố. GV: nhấn mạnh những thành phần khơng thể thiếu của ơ nguyên tố như kí hiệu hĩa học, điện tích hạt nhân, nguyên tử khối trung
HS phát biểu ba nguyên tắc xây dựng BTH. - Điện tích hạt nhân tăng dần. - Các nguyên tố trong cùng một hàng thì cĩ số lớp electron bằng nhau. - Các nguyên tố trong một hàng thì cĩ số electron lớp ngồi cùng bằng nhau. HS trong một ơ nguyên tố bao gồm : kí hiệu hĩa học, số hiệu nguyên tử, nguyên tử khối trung bình, cấu hình electron, độ âm điện, số oxi hĩa.
I. NGUYÊN TẮC SẮP XẾP
CÁC NGUYÊN TỐ
TRONG BTH
- Các nguyên tố hĩa học được xếp theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân. - Các nguyên tố cĩ cùng số lớp được xếp thành một hàng.
- Các nguyên tố cĩ cùng electron hĩa trị (e lớp ngồi cùng) được xếp thành một cột.
II. CẤU TẠO BTH 1. Ơ nguyên tố
Mỗi một nguyên tố hĩa học được xếp vào 1 ơ của BTH gọi là ơ nguyên tố. Số thứ tự ơ = số hiệu nguyên tử
bình, tên nguyên tố. 2.Chu kì
GV: trong BTH mỗi hàng ngang là một chu kì, dựa vào nguyên tắc sắp xếp hãy định nghĩa chu kì.
GV: trong BTH cĩ bao nhiêu chu kì?
GV: hãy xét số lượng nguyên tố trong mỗi chu kì.
3. Nhĩm nguyên tố. - Nhĩm nguyên tố là gì? - Các nhĩm nguyên tố