2.4.1. Giáo án bài 4. Cấu tạo vỏ nguyên tử
BÀI 4. CẤU TẠO VỎ NGUYÊN TỬ
I. Mục tiêu
Kiến thức
- Biết sự chuyển động của electron trong nguyên tử.
- Biết thế nào là lớp và phân lớp electron.
- Biết số electron tối đa trong một lớp, một phân lớp. Kĩ năng
Giải các bài tập có liên quan.
II. Chuẩn bị
- Phóng to hình 1.6, 1.7 và bảng 2 trong SGK.
- Mô phỏng mô hình nguyên tử của Rutherford, Born và Zumerphel.
- Học sinh được giao nhiệm vụ chuẩn bị, tìm kiếm các thông tin liên quan đến bài học qua SGK, tài liệu tham khảo, internet…
III.Thiết kế hoạt động dạy học
Hoạt động của GV và HS Nội dung bài học
Hoạt động 1. Nghiên cứu sự chuyển động của các electron trong nguyên tử
- GV: Em hãy cho biết vỏ nguyên tử được cấu tạo bởi hạt gì? Chúng có đặc điểm như thế nào?
- HS: trả lời: electron, qe=1-, khối lượng rất nhỏ bé
- GV diễn giảng và nêu vấn đề:
+ Các công trình nghiên cứu về sự chuyển động của electron từ trước tới nay như thế nào?
+ Những ưu điểm và khuyết điểm của các thuyết của Rutherford, Born và Zumerphel?
I.Sự chuyển động của các electron trong nguyên tử:
- Các electron chuyển động rất nhanh trong khu vực xung quanh hạt nhân nguyên tử không theo những quỹ đạo xác định tạo nên vỏ nguyên tử.
+ Hãy nêu sự chuyển động của electron mà khoa học hiện đại đã chứng minh.
- HS nghiên cứu SGK trả lời các vấn đề trên.
Hoạt động 2. Nghiên cứu về lớp electron và phân lớp electron
+ GV:
+ Electron càng gần hạt nhân càng bị hút mạnh, có năng lượng thấp. Những electron xa hạt nhân thì có mức năng lượng cao hơn.
→ Vậy các electron có mức năng lượng như thế nào? Ta có thể sắp xếp chúng dựa vào yếu tố nào?
+ Nếu được phân chia thành các lớp và phân lớp, thì chúng ta sắp xếp chúng như thế nào? Có bao nhiêu loại?
- GV:Giới thiệu cho HS khái niệm lớp electron
→ Những electron có mức năng lượng như thế nào thì được xếp vào một lớp?
- HS: có mức năng lượng gần bằng nhau.
- GV:chú ý HS tên lớp được viết bằng chữ in hoa
- GV: Mỗi lớp electron lại chia thành phân lớp. Em hãy nêu nhận xét về mức năng lượng của các electron được xếp trong cùng một phân lớp.
- GV thông báo một số quy ước.
- GV: Hãy cho biết lớp N (n=4) có mấy phân lớp? Đó là những phân lớp nào?
II.Lớp electron và phân lớp electron 1. Lớp electron
- Ở trạng thái cơ bản, các electron lần lượt chiếm các mức năng lượng từ thấp đến cao (từ gần hạt nhân ra xa hạt nhân) và xếp thành từng lớp.
- Các electron trên cùng một lớp có mức năng lương gần bằng nhau.
Thứ tự lớp 1 2 3 4 5 6 7 Tên lớp K L M N O P Q
2. Phân lớp electron
- Các e trên cùng một phân lớp có mức năng lượng bằng nhau.
- Các phân lớp được kí hiệu bằng chữ cái thường: s, p, d, f,… Ví dụ: +Lớp 1 (lớp K, n=1) có 1 phân lớp: s. +Lớp 2 (lớp L, n=2) có 2 phân lớp: s, p. +Lớp 3 (lớp M, n=3) có 3 phân lớp: s, p, d. +Lớp 4 (lớp N, n=4) có 4 phân lớp: s, p, d, f.
electron s, tương tự ep, ed,…
Hoạt động 3. Tìm hiểu số electron tối đa trong 1 phân lớp, 1 lớp
- GV : Giới thiệu cho HS số e tối đa trong 1 phân lớp.
→ Dựa vào số electron tối đa có trong mỗi phân lớp, hãy cho biết số electron tối đa có trong mỗi lớp.
- GV hướng dẫn HS dùng công thức tính số electron tối đa trong 1 lớp.
- GVcủng cố:
+ Lớp electron thứ n có n phân lớp electron.
+ Lớp electron thứ n có 2n2 electron
- GV: Ở trạng thái cơ bản, electron trong nguyên tử sắp xếp như thế nào?
- GV làm ví dụ minh họa sắp xếp electron vào các lớp của nguyên tử nitơ. → Hãy sắp xếp electron vào từng lớp của của các nguyên tử từ 1H cho đến 18Ar.
III. Số electron tối đa trong một phân lớp, một lớp
1.Số electron tối đa trong một phân lớp
s p d F
Số e tối đa 2 6 10 14 Cách ghi s2 p6 d10 f14 Phân lớp đã đủ số electron tối đa gọi là phân lớp electron bão hòa.
2.Số electron tối đa trong một lớp
Lớp Thứ tự K n=1 L n=2 M n=3 N n=4 Phân lớp 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f Số e tối đa(2n2 ) 2e 8e 18e 32e
- Lớp electron đã đủ số e tối đa gọi là lớp electron bão hòa.
Thí dụ : Xác định số lớp electron của nguyên tử 147𝑁
Lớp n = 1: 2e: 1s2
Lớp n = 2: 5e: 2s2 2p3
Hoạt động 4. Củng cố
- Trong nguyên tử electron chuyển động như thế nào?
-Cấu tạo lớp vỏ nguyên tử ra sao?Thế nào là lớp, phân lớp electron? Mỗi lớp, mỗi phân lớp có tối đa bao nhiêu electron?
-Chuẩn bị bài số 5: Cấu hình electron của nguyên tử. -Bài tập về nhà : 1→6 trang 22 SGK
IV. Thông tin bổ sung
Một số hạn chế của mô hình mẫu hành tinh nguyên tử của Rutherford, Born và Zumerphel.
Khái niệm về quỹ đạo (đường đi) của electron trong nguyên tử không phù hợp với thực nghiệm vì electron chuyển động rất nhanh, hàng nghìn km/s xung quanh hạt nhân thì theo vật lí cổ điển, electron sẽ liên tục bị mất năng lượng và cuối cùng sẽ “rơi” vào hạt nhân. Hay nói một cách khác là nguyên tử rất không bền. Tuy nhiên, điều này không được xác nhận bằng thực nghiệm.
Thứ hai là theo mô hình trên, quang phổ do nguyên tử phát ra là liên tục. Tuy nhiên, thực nghiệm cho biết quang phổ phát xạ là gián đoạn.
Như vậy là sự áp dụng mô hình hành tinh nguyên tử có tác dụng lớn trong sự phát triền của lí thuyết cấu tạo nguyên tử, song không đầy đủ để giải thích mọi tính chất của nguyên tử.
2.4.2. Giáo án bài 7. Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học
Bài 7. BẢNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC
I. Mục tiêu
- Hiểu được nguyên tắc sắp xếp các nguyên tố vào bảng tuần hoàn; Cấu tạo của bảng tuần hoàn: ô, chu kì, nhóm.
- Hiểu được mối quan hệ giữa vị trí, cấu tạo và tính chất của một nguyên tố với các nguyên tố cùng 1 nhóm A cùng 1 chu kì.
- Đọc được các thông tin về nguyên tố hóa học ghi trong một ô của bảng tuần hoàn. Vận dụng sắp xếp nguyên tố hóa học vào bảng tuần hoàn khi biết cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố đó và ngược lại.
II. Chuẩn bị
- Bảng hệ thống tuần hoàn dạng dài.
- Các clip video, bài hát hài hước, sinh động về bảng tuần hoàn.
- Bài trình diễn powerpoint.
III. Kiểm tra bài cũ
1. Viết cấu hình electron của các nguyên tử sau: 1H, 7N, 8O, 9F, 11Na, 13Al,
16S, , 19K.
2. Dựa vào cấu hình electron của nguyên tử các nguyên tố trên hãy cho biết: a. Những nguyên tố nào có cùng số lớp eletron? Mấy lớp?
b. Những nguyên tố nào có cùng số electron ở lớp ngoài cùng? Bao nhiêu electron?
IV. Hoạt động dạy học
HOẠT ĐỘNG CỦA GV và HS NỘI DUNG
Hoạt động 1. Tìm hiểu về lịch sử phát minh ra BTH
Ở tiêt trước GV yêu cầu HS về tìm hiểu về lịch sử phát minh ra BTH.
HS hoạt động theo nhóm. Cử đại diện 1 bạn lên trình bày trước lớp về lịch sử phát minh ra BTH.
1. Lịch sử tìm ra bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học?
2. Trước Mendeleev, đã có những loại bảng tuần hoàn nào được phát minh bởi những nhà Hóa học khác?
3. Sự ra đời của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học có vai trò gì đối với cơ sở lí thuyết môn hóa học?
Hoạt động 2. Tìm hiểu về nguyên tắc sắp xếp các nguyên tố trong BTH
- GV treo bảng tuần hoàn,HS nhìn vào bảng.
→ Dựa vào bảng hệ thống tuần hoàn ta nhận xét gì về STT của các nguyên tố? biết rằng STT này là Z, hãy rút ra nguyên tắc sắp xếp đầu tiên.
- GV yêu cầu HS viết cấu hình electron của các nguyên tố (3Li, 11Na,
19K) và (12Mg, 14Si, 15P). Hãy nhận xét sự giống nhau giữa chúng.
→ Dựa vào bảng tuần hoàn, quan sát vị trí của những nguyên tố trên, hãy rút ra
I. Nguyên tắc sắp xếp các nguyên tố trong bảng tuần hoàn
Có 3 nguyên tắc:
1. Các nguyên tố được sắp xếp theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân nguyên tử.
2. Các nguyên tố có cùng số lớp electron trong nguyên tử được xếp thành 1 hàng gọi là chu kì.
3. Các nguyên tố có số electron hóa trị trong nguyên tử như nhau được xếp thành 1 cột gọi là nhóm.
2 quy tắc sắp xếp còn lại.
- GV yêu cầu HS viết cấu hình electron của 26Fe, 30Zn, 13Al và 18Ar. Từ vị trí cột của chúng, nhận xét gì về số electron ngoài cùng, số electron kế bên và STT cột?
→ Từ đó rút ra khái niệm electron hóa trị.
- HS theo dõi và ghi nhớ 3 nguyên tắc.
(electron hóa trị: là những electron có
khả năng hình thành liên kết hóa học. Chúng thường nằm ở lớp ngoài cùng,
hoặc ở cả phân lớp sát ngoài cùng nếu
phân lớp đó chưa bão hòa)
Hoạt động 3. Tìm hiểu về cấu tạo BTH các nguyên tố hóa học
- GV: Dựa vào bảng tuần hoàn, một nguyên tố nằm trong 1 ô gọi là ô nguyên tố. Hãy đọc các thông tin của nguyên tố có trong đó?
- GV giới thiệu cho HS biết các dữ liệu được ghi trong ô như: số hiệu nguyên tử, kí hiệu hóa học, tên nguyên tố, nguyên tử khối, độ âm điện, cấu hình electron, số oxi hóa.
→ Từ những chỉ số đó, hãy cho biết các thông tin về số Z, cấu hình electron, số lớp và số electron hóa trị.
- HS biết cách sử dụng các dữ liệu mà GV hướng dẫn để phục vụ cho việc tìm hiểu cấu tạo, tính chất của nguyên tử.
- GV yêu cầu HS nhận xét cấu hình electron của các nguyên tố từ hàng 1 đến hàng 4. Nhận xét về tính lặp lại của chúng, từ đó rút ra khái niệm chu kì.
- GV:
II. Cấu tạo của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học
1.Ô nguyên tố
-Mỗi nguyên tố hóa học được xếp vào 1 ô của bảng, gọi là ô nguyên tố.
-STT của ô nguyên tố = số hiệu nguyên tử của nguyên tố đó.
VD: P chiếm ô 15 trong bảng tuần hoàn suy ra:
- Số hiệu nguyên tử của P là 15
- Trong hạt nhân nguyên tử P có 15 proton và vỏ có 15 electron.
15P 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3
→ có 3 lớp electron, có 5 electron hóa trị.
2. Chu kì
-Chu kì là dãy các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cùng số lớp electron, được xếp theo chiều điện tích hạt nhân tăng dần.
+ Dựa vào cấu hình electron, hãy nhận xét mối liên hệ STT chu kì với số lớp electron.
+ Có bao nhiêu chu kì trong bảng tuần hoàn? Tại sao có sự khác nhau về số nguyên tố giữa các chu kì với nhau.
- GV giới thiệu Li, Na, K là những nguyên tố có tính chất hóa học gần giống nhau, đều nằm nhóm IA.
→ Vậy hãy khái quát rằng, các nguyên tố cùng 1 nhóm thì tính chất hóa học của chúng như thế nào? - GV hướng dẫn HS nhận xét về các nhóm A và nhóm B trong bảng tuần hoàn. Và rút ra quy tắc sắp xếp các nguyên tố theo nhóm. + GV chỉ vào vị trí từng nhóm A và nêu đặc điểm chú ý Hidro được xếp vào cột 1, Heli được xếp vào cột thứ 18.
+ GV chỉ vào vị trí từng nhóm B và nêu đặc điểm.
số từ 1 đến 7. STT của chu kì bằng số lớp electron trong nguyên tử.
-Chu kì thường bắt đầu bằng một kim loại kiềm và kết thúc bằng một khí hiếm (trừ chu kì 1,chu kì 7)
- Các chu kì 1,2,3 được gọi là các chu kì nhỏ; các chu kì 4,5,6,7 được gọi là các chu kì lớn.
3. Nhóm nguyên tố
- Nhóm nguyên tố là tập hợp các nguyên tố mà nguyên tử có cấu hình electron tương tự nhau, do đó có tính chất hóa học gần giống nhau và được xếp thành 1 cột.
- Bảng tuần hoàn có 18 cột được chia thành 8 nhóm A(từ IA đến VIIIA) và 8 nhóm B (từ IB đến VIIIB).
- Nguyên tử các nguyên tố trong cùng một nhóm có số electron hóa trị bằng nhau và bằng STT của nhóm (trừ 2 cột cuối của nhóm VIIIB).
+ Nhóm A bao gồm các nguyên tố s và nguyên tố p. + Nhóm B bao gồm các nguyên tố d và nguyên tố f. Hoạt động 4. Củng cố Phiếu học tập
BẢNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC
Phương án cơ bản
Nội dung 1. Tìm hiều về ô nguyên tố
... ... ...
- Những dữ liệu nào được ghi trong mỗi ô?
... ... ...
- 3 nguyên tố có số hiệu nguyên tử là 11, 13, 17. Hãy cho biết từng nguyên tố đó thuộc ô nào và cho biết các dữ liệu về nguyên tố đó.
... ... ...
Nội dung 2. Tìm hiểu về chu kì
- Hãy nêu các đặc điểm của chu kì.
...
- Có bao nhiêu chu kì trong BTH và số hàng của mỗi chu kì.
...
- Liên hệ số thứ tự của chu kì với cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố. ...
- Hãy trình bày số lượng nguyên tố cụ thể trong mỗi chu kì, cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố đầu và nguyên tố cuối cùa mỗi chu kì.
...
- Cho biết tại sao lại có sự khác nhau về số nguyên tố trong các chu kì.
...
- Nguyên tố A có cấu hình electron là……….. Hãy cho biết số thứ tự ô và cho biết nguyên tố A thuộc chu kì nào.
...
Nội dung 3. Tìm hiểu về nhóm A
- Có bao nhiêu nhóm A trong BTH? Liên hệ STT của nhóm A với cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố.
...
- Nhóm A bao gồm các nguyên tố……….
- Nguyên tố nhóm A có cấu hình e là…… Hãy cho biết STT ô nguyên tố A và cho biết nguyên tố A thuộc nhóm nguyên tố nào? Giải thích.
...
Nội dung 4. Tìm hiểu về nhóm B
- Có bao nhiêu nhóm B trong BTH? Liên hệ STt nhóm B và cấu hình electron của nguyên tử. Các nguyên tố nhóm B là nguyên tố s, p, d hay f?
...
- Nguyên tố X có cấu hình e là 1s2
2s22p53s23p63d64s2. Hãy cho biết STT ô nguyên tố X và cho biết nguyên tố X thuộc nhóm nguyên tố nào. Giải thích. ...
Phương pháp nâng cao
Hoạt động 1. Tổ chức tình huống học tập (như phương án cơ bản)
Hoạt động 2. Thảo luận theo nhóm – Xây dựng bài trình diễn Powerpoint.
Nhóm 1. Thảo luận các nguyên tắc sắp xếp các nguyên tố của BTH. Nhóm 2. Thảo luận về quy luật biến thiên tính chất trong một chu kì. Nhóm 3. Thảo luận về quy luật biến thiên tính chất trong một nhóm A.
Nhóm 4. Thảo luận về sự biến thiên tuần hoàn tính kim loại, phi kim, độ âm điện và hóa trị cao nhất với oxi, hóa trị trong hợp chất khí với hidro ở các nguyên tố của chu kì 2, 3 theo chiều điện tích hạt nhân tăng dần.
Hoạt động 3. Thảo luận chung theo lớp
Đại diện các nhóm lên trình bày nội dung thảo luận. Các nhóm khác nhận xét, bổ sung, GV tổng kết.
Hoạt động 4. HS giải các bài tập 2, 4, 5 và 8 theo bốn nhóm
Hoạt động 5. Đại diện các nhóm lên chữa bài tập, thảo luận chung toàn lớp. GV nhận xét và kết luận.
Hoạt động 5. Dặn dò
- Soạn trước bài 8
2.4.3. Giáo án bài 9. Sự biến đổi tuần hoàn tính chất của các nguyên tố hóa học. Định luật tuần hoàn.
BÀI 9. SỰ BIẾN ĐỔI TUẦN HOÀN TÍNH CHẤT CỦA