1. Clo tự nhiên gồm 2 đồng vị 35Cl và 37Cl Silic gồm 2 loại đồng vị 38Si và
2.4. Sử dụng HTBT theo các mức độ tư duy trong dạy học phần CTNT và
LKHH ở lớp 10 chuyên Hoá
Trên cơ sở hệ thống các BTHH đã được lựa chọn thì có thể sử dụng một số bài tập để đưa vào khâu dạy học nhằm mục đích sau:
- Sử dụng HTBT theo các mức độ tư duy trong việc xây dựng kiến thức mới, kĩ năng mới: Trong một số bài lên lớp GV nên chuẩn bị một hệ thống các bài tập theo các mức độ tư duy của HS. Tuy nhiên, để hình thành kiến thức mới, kĩ năng mới GV nên chọn nhiều bài tập ở dạng 1, dạng 2 sẽ có hiệu quả hơn. Việc chọn nhiều bài tập dạng 3 và dạng 4 khiến học sinh lung túng, GV phải gợi mở nhiều, kết quả là vấn đề đặt ra khó giải quyết, mất nhiều thời gian tạo ra những khó khăn không cần thiết cho GV và HS. Thông thường trong một bài học GV cần chuẩn bị các câu hỏi ở các dạng sau ứng với các giai đoạn dạy học:
Giai đoạn một: câu hỏi vấn đáp gồm các bài tập lý thuyết hoặc thực hành ở mức độ biết, hiểu và vận dụng các kiến thức cũ.
Giai đoạn hai: giải quyết các vấn đề thuộc bài mới bằng các bài tập ở mức độ
biết và hiểu.
Giai đoạn ba: tổng kết, tìm ra các logic, các mối liên hệ. Thông thường sử dụng các bài tập vận dụng và vận dụng sáng tạo.
- Sử dụng HTBT theo các mức độ tư duy trong việc vận dụng, củng cố kiến thức, kĩ năng: BTHH được trình bày sau khi học xong kiến thức lý thuyết trong một bài hoặc trong các tiết luyện tập, ôn tập. Kiến thức và kĩ năng chỉ trở thành của mỗi HS khi HS biết vận dụng các kiến thức lý thuyết để giải quyết các tình huống cụ thể,
tình huống mới. Nó sẽ giúp HS vận dụng những kiến thức đã học để củng cố và khắc sâu kiến thức, kĩ năng thông qua các bài tập dạng 3, 4.
Đặc biệt đối với những HS chuyên thì cần phải có được mức nhận thức vận dụng và vận dụng sáng tạo, các thao tác tư duy như phân tích, tổng hợp, so sánh, …các năng lực tư duy như tư duy trừu tượng, tư duy sáng tạo, … để tìm ra các mối liên hệ giữa các kiến thức đã học.
- Sử dụng HTBT theo các mức độ tư duy trong các tiết luyện tập, hoặc dùng cho HS để có thể tự học, tự nghiên cứu.
- Sử dụng HTBT vào việc kiểm tra, đánh giá kiến thức, kĩ năng của HS. Việc kiểm tra, đánh giá có thể áp dụng trong mọi khâu của quá trình dạy học, với nhiều hình thức khác nhau như: kiểm tra miệng, kiểm tra vấn đáp, kiểm tra viết, trắc nghiệm, … hoặc phối hợp các hình thức kiểm tra với nhau.
Sau đây là một số ví dụ về tổ chức dạy học cho HS đã sử dụng HTBT trên để phát triển tư duy thông qua việc tạo các phiếu học tập trong dạy học kiến thức mới, củng cố các kiến thức vừa học kết hợp với sự chia nhóm để HS có thể làm việc hợp tác cùng nhau và có thể tự kiểm tra, đánh giá lẫn nhau:
Ví dụ 1: Bài: SƠ LƯỢC VỀ HOÁ HỌC HẠT NHÂN
I. Mục tiêu 1. Kiến thức
Biết được:
- Độ hụt khối. Năng lượng liên kết của hạt nhân.
- Khái niệm về hiện tượng phóng xạ, họ phóng xạ, độ phóng xạ, định luật chuyển dịch phóng xạ, định luật phân rã phóng xạ, chu kỳ phân rã của đồng vị phóng xạ, ứng dụng của đồng vị phóng xạ.
- Khái niệm về phản ứng hạt nhân.
2. Kĩ năng
- Biết cách tính độ hụt khối và năng lượng liên kết hạt nhân.
- Biết viết phương trình phân rã phóng xạ và phản ứng hạt nhân dựa vào các định luật.
- Biết cách tính cường độ phóng xạ, thời gian phân rã phóng xạ (tuổi), lượng chất còn lại sau khi phân rã phóng xạ, thời gian bán rã, ...
II. Chuẩn bị
GV: chuẩn bị các phiếu học tập
Phiếu học tập số 1
Câu 1. Tính khối lượng của hạt nhân 4
2He. Biết mp = 1,0073u, mn = 1,0087u.
Câu 2. Cho biết khối lượng của đơteri: mD = 2,0135u.
Tính năng lượng liên kết quy về mỗi nucleon của đơteri và của heli. Hạt nhân nào bền hơn? (Biết rằng 1u = 931,5MeV/c2)
Câu 3. Trong tự nhiên oxi có 3 đồng vị: 16
8O = 99,76%; 17
8O = 0,04%; 18
8O = 0,2% Giải thích vì sao khối lượng nguyên tử trung bình của oxi lại bằng 15,9994đvC.
Câu 4. Cho nguyên tử 20
9F. Cho mp = 1,007582u; mn = 1,00987u; m(F) = 20,0063u. Thành phần hạt nhân của nguyên tử trên và năng lượng đối với F là:
A. 10p, 11n và 7,47MeV. B. 9p, 11n và 7,47MeV. C. 9p, 12n và 74,7 MeV. D. 9p, 11n và 149,55 MeV.
Phiếu học tập số 2
Câu 1. Sản phẩm của sự phóng xạ tự nhiên không bị lệch hướng khi đi qua điện
trường là
A. tia anpha. B. nơtron. C. tia gama. D. tia beta.
Câu 2. 232
90Th chuyển hóa thành 208
82Pb sau một loạt phân rã α và β. Hỏi có bao nhiêu phân rã α, β?
A B C D
Số hạt α 3 4 5 6
Số hạt β 2 8 2 4
Câu 3. Một mẫu radon phóng xạ α có độ phóng xạ là 7.104Bq. Sau 6,6 ngày, độ phóng xạ chỉ còn 2,1. 104Bq. Xác định chu kì bán huỷ của đồng vị đó.
Câu 4. Urani phân rã phóng xạ thành radi theo chuỗi sau:
U
238
92 →α Th→β− Pa →β− U→α Th→α Ra Viết đầy đủ các phản ứng của chuỗi trên.
Phiếu học tập số 3
Câu 1. Một mẫu Radon (Rn) ở thời điểm t = 0 phóng ra 7.104 hạt α trong 1 giây, sau 6,6 ngày mẫu đó phóng ra 2,1.104 hạt α /s. Hãy tính chu kỳ bán hủy của Rn.
Câu 2. Chu kỳ bán hủy t1/2 của Poloni(Po) bằng 138 ngày. Hỏi khối lượng Po mà
người ta phải sử dụng để có một cường độ phóng xạ bằng 1Ci (1Ci = 3,7.1010 phân rã/s), Po = 210.
Câu 3. Có một loại rác phóng xạ có chu kì bán huỷ là 200 năm được chứa trong
một congtainer và chôn sâu dưới lòng đất.
Hỏi phải qua thời gian bao nhiêu năm để độ phóng xạ của chất thải phóng xạ đó giảm từ 6,5.1012 phân rã trong 1 phút xuống còn 3,0.10-3 phân rã trong 1 phút để không còn tác hại nữa?
Câu 4. Hoàn thành các phản ứng hạt nhân sau: a. 206 4 82 2 ?→ Pb+ He b. 17 17 9F→ 8O+? c. 239 4 94Pu→ +? 2He d. 1 4 1H+ →? 2He e. 2 4 1D+ →? 22He HS: chuẩn bị bài mới.
III. Phương pháp dạy học:
- Phương pháp đàm thoại (tái hiện và gợi mở). - Phương pháp hoạt động nhóm.
- Phương pháp trực quan.
IV. Thiết kế hoạt động dạy học
Hoạt động giữa thầy - trò Nội dung
Hoạt động 1:
GV yêu cầu HS nhắc lại: - Số điện tích hạt nhân là gì? - Số khối là gì?
- Kí hiệu hạt nhân X?
Hoạt động 2: Sử dụng phiếu học tập 1:
GV chia lớp thành nhóm, mỗi nhóm gồm 4 – 5 HS và yêu cầu nhóm làm câu 1: GV bổ sung: mHe = 4,0015u.
I. Các số đặc trưng của hạt nhân
- Số điện tích hạt nhân Z. - Số khối A.
II. Khối lượng hạt nhân – sự hụt khối – năng lượng liên kết hạt nhân
Hạt nhân có Z proton và N nơtron thì khối lượng hạt nhân đó bằng Zmp +
- HS hãy so sánh với kết quả thu được? - Xác định tỉ lệ độ hụt khối?
GV nêu câu hỏi: Vì sao lại có sự hao hụt khối lượng?
HS: Đó là do các hạt nucleon ở trạng thái riêng rẽ thì không bền, khi kết hợp lại để thành hạt nhân nguyên tử bền thì giải phóng năng lượng ra bên ngoài.
GV: độ hụt khối của He: Δm = 0,0305u = 0,0305.932,5 = 28,41(MeV/c2)
→ Từ đơn vị của độ hụt khối lượng GV yêu cầu HS đưa ra công thức tính năng lượng liên kết hạt nhân
GV yêu cầu HS làm các câu 2, 3, 4 trong phiếu học tập 1. Cho các nhóm HS nhận xét lẫn nhau.
Hoạt động 3: Sử dụng phiếu học tập 2
GV giới thiệu về các kiểu phóng xạ chính, sau đó yêu cầu nhóm HS làm câu 4 trong phiếu học tập dựa vào kiến thức về cân bằng điện tích hạt nhân và số khối. Từ kết quả thu được yêu cầu HS viết các sơ đồ cho các quá trình phóng xạ phát ra tia α, β.
GV bổ sung về sự phân rã phát ra tia γ. GV cho HS làm các câu 1, 2, 3 trong phiếu học tập số 2 để củng cố lại kiến thức về các hiện tượng phóng xạ.
Nmn. Khối lượng của hạt nhân đo được là mhn .
Ta luôn có Zmp + Nmn > mhn và ∆m = (Zmp + Nmn) - mhn
∆E = ∆m.c2
(∆m : độ hụt khối lượng;
c: tốc độ ánh sáng trong chân không, c = 3.108m/s).
III. Sơ lược về hiện tượng phóng xạ
1. Các kiểu phóng xạ chính + Phóng xạ kiểu α: Phóng ra những hạt α (hạt nhân heli 4 2He ). + Phóng xạ kiểu β: Phóng ra những hạt β (là chùm electron). + Phóng xạ kiểu γ: Phóng ra những hạt γ (các hạt trung hòa); thực chất đó là dòng các photon, các lượng tử, cùng bản chất với ánh sáng. 2. Định luật chuyển dịch phóng xạ
+ Quá trình phóng xạ phát ra tia α. Sơ đồ quá trình đó như sau:
Hoạt động 4: Sử dụng phiếu học tập 3
GV: nêu định luật phân rã phóng xạ. Quá trình phân huỷ phóng xạ là phản ứng một chiều đơn phân tử, tốc độ phân huỷ tại một thời điểm nào đó tỉ lệ với khối lượng tại thời điểm đó. Thực nghiệm xác nhận về mặt động hóa học tất cả các quá trình phân rã phóng xạ đều tuân theo qui luật phản ứng một chiều bậc nhất.
GV bổ sung: Chu kì bán huỷ là thời gian chất có ban đầu (N0) mất đi một nửa (N0/2), được gọi là thời gian bán hủy hay chu kì bán hủy. Nó đặc trưng quan trọng cho từng nguyên tố phóng xạ. Từ đó yêu cầu HS đưa ra công thức tính chu kì bán huỷ.
GV bổ sung về độ phóng xạ, từ đó đưa ra biểu thức liên hệ giữa độ phóng xạ và tốc độ phân rã, chu kì bán huỷ.
GV yêu cầu HS làm các bài tập củng cố 1, 2, 3 trong phiếu học tập số 3 Hoạt động 5: 4 4 2 2 A A ZX α Z−Y He − → + (hạt α)
+ Trong sự phóng xạ phát ra tia β. Sơ đồ quá trình đó như sau:
0 1 1
A A
ZX →β Z+Y+− e ( hạt β)
+ Trong sự phân rã phát ra tia γ không kèm theo sự biến đổi nguyên tố mẹ về mặt hoá học nhưng có sự thay đổi trạng thái năng lượng hạt nhân.
3. Định luật phân rã phóng xạ 1 0 lnN k t N = (1) N = N0 e-kt Trong đó: k là hằng số phân rã (hoặc hằng số phóng xạ);
N0 là số hạt nhân phóng xạ có thời điểm đầu (tức t = 0);
N là số hạt nhân đó còn lại ở thời điểm t đang xét.
Chu kì bán hủy: kí hiệu t1/2 hay τ . Thay N = N0/2 vào (1) ta được:
1/ 2 1/ 2 1 0,693 ln 2 k t t k = ⇒ = Độ phóng xạ (A) là số phân rã phóng xạ trong một đơn vị thời gian; tỉ lệ với số hạt nhân phóng xạ N: A = kN.
GV nêu một số ứng dụng của phóng xạ: - Tia γ phát ra từ đồng vị phóng xạ Co-60 điều trị các khối u ở sâu trong cơ thể, có tác dụng diệt khuẩn - bảo quản lương thực, thực phẩm.
- Tia phóng xạ từ P-32 theo dõi sự chuyển hoá P trong cây cối.
- Tia phóng xạ từ I-131 để chuẩn đoán và chữa bệnh bướu cổ.
- Xác định niên đại các vật cổ, hoá thạch, …: Nếu tại thời điểm nghiên cứu, bằng phương pháp khối phổ chẳng hạn, ta thu được 238U và 206Pb trong một mẫu đá. - Xác định niên đại vật cổ bằng đồng vị phóng xạ 14C
Hoạt động 6:
GV sử dụng các hình ảnh về phản ứng dây chuyền xảy ra trong lò phản ứng hạt nhân hay trong bom nguyên tử khi hạt nhân 235U bắt 1 nơtron. Từ đó, HS rút ra khái niệm về phản ứng hạt nhân.
Yêu cầu HS dựa vào ví dụ để rút ra hai định luật để viết phương trình hạt nhân. GV bổ sung về sự phân hạch hạt nhân, phản ứng nhiệt hạch
Từ đó, làm bài tập 4 trong phiếu học tập số 3.
- Chữa bệnh ung thư.
- Nghiên cứu con đường chuyển hoá trong cơ thể.
- Dùng đồng vị phóng xạ tạo giống mới, bảo quản lương thực, thực phẩm. - Sử dụng tia phóng xạ trong khảo cổ địa chất.
Phương trình xác định thời gian tồn tại của cổ vật chứa 14C là: 3 5730 15,3 15,3 ln 8, 27.10 ln 0,693 t R R = = năm V. Phản ứng hạt nhân: Sự tương tác của hai hay nhiều hạt dẫn đến tạo thành nguyên tố mới (và có thể thêm các phần khác) được gọi là phản ứng hạt nhân.
Kí hiệu: Bia + Đạn → [Hạt nhân trung gian] → sản phẩm.
Viết phương trình hạt nhân phải tuân theo hai định luật bảo toàn:
- Bảo toàn số nucleon; - Bảo toàn điện tích.
Ví dụ 2: Bài: CÁC TINH THỂ
1. Kiến thức
Biết được:
- Khái niệm tinh thể nguyên tử, tinh thể phân tử, tinh thể ion, mạng lưới tinh thể ion.
- Tính chất chung của hợp chất có tinh thể nguyên tử, tinh thể phân tử và hợp chất ion. - Cách xác định số nguyên tử trong một ô mạng cơ bản, độ đặc khít, số hốc trong một đơn vị mạng.
2. Kĩ năng
- Dựa vào cấu tạo loại mạng tinh thể, dự đoán tính chất vật lý của chất.
- Xác định số nguyên tử trong một ô mạng cơ bản, số hốc trong một đơn vị mạng.
II. Chuẩn bị
GV: - Chuẩn bị các mô hình mạng tinh thể; - Chuẩn bị phiếu học tập.
Phiếu học tập số 1
Câu 1. Câu nào sai khi nói về tinh thể kim loại?
A. Trong mạng tinh thể kim loại, các nguyên tử được phân bố luân phiên đều đặn theo một trật tự nhất định.
B. Ở điều kiện thường, hầu hết các kim loại tồn tại dưới dạng tinh thể. C. Ở thể rắn, liên kết giữa các nguyên tử kim loại là liên kết ion.
D. Kim loại có 3 dạng tinh thể phổ biến là: lập phương tâm diện, lập phương tâm khối, lục phương.
Câu 2. Xác định hệ thức liên hệ giữa bán kính nguyên tử và các cạnh của tế bào sơ
đẳng trong các mạng tinh thể kim loại: lập phương tâm diện, lục phương đặt khít, lập phương tâm khối?
Câu 3. Tính độ đặc khít của các cấu trúc tinh thể kim loại? (Lập luận trên một tế
bào cơ bản).
Phiếu học tập số 2
Câu 1. Mạng tinh thể ion có đặc tính nào dưới đây?
A. Bền vững, nhiệt độ nóng chảy cao và nhiệt độ sôi thấp. B. Bền vững, nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi khá cao.
C. Bền vững, nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi thấp. D. Dễ bay hơi.
Câu 2. Mạng lưới tinh thể của KCl giống như mạng lưới tinh thể của NaCl. Ở 18oC, khối lượng riêng của KCl bằng 1,9893g/cm3, độ dài cạnh ô mạng cơ sở (xác định bằng thực nghiệm) là 6,29082A . Dùng các giá trị của nguyên tử khối để xác định0 số Avogadro. Cho biết K = 39,098; Cl = 35,453.
Phiếu học tập số 3
Câu 1. Câu nào sai khi nói về tinh thể nguyên tử?
A. Kim cương là một dạng thù hình của cacbon, thuộc loại tinh thể nguyên tử. B. Trong mạng tinh thể nguyên tử, các nguyên tử được phân bố luân phiên đều đặn theo một trật tự nhất định.
C. Lực liên kết giữa các nguyên tử trong tinh thể nguyên tử là liên kết yếu Vanđecvan.
D. Tinh thể nguyên tử bền vững, rất cứng, nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi