A. Mục tiờu
1. Về kiến thức:
- Thảo luận theo nhúm để hiểu chớnh xỏc về mẫu nguyờn tử Bo - Tham gia vào phỏt biểu hai tiờn đề của Bo về cấu tạo nguyờn tử.
- Tham gia vận dung cỏc tiờn đề của Bo về cấu tạo nguyờn tử để giải thớch sự hỡnh thành của quang phổ Hiđrụ.
- Tham gia xõy dựng kiến thức mới. - Trỡnh bày được mẫu nguyờn tử Bo
- Phỏt biểu được hai tiờn đề của Bo về cấu tạo nguyờn tử
- Giải thớch được tại sao quang phổ phỏt xạ và hấp thụ của nguyờn tử hiđrụ lại là quang phổ vạch
2 . Về kĩ năng : Rốn và hỡnh thành cỏc kĩ năng sau:
-Vận dụng được lớ thuyết để trả lời cỏc cõu hỏi SGK, làm một số bài tập liờn quan
- Rốn luyờn khả năng tư duy trừu tượng, tưởng tượng khi hỡnh dung về cỏc mẫu nguyờn tử
3. Về thỏi độ
- Chủ động tớch cực sử dụng những kinh nghiệm kiến thức sẵn cú vào quỏ trỡnh tiếp thu kiến thức cho bản thõn.
- Say mờ, trung thực, hợp tỏc cú trỏch nhiệm trong quỏ trỡnh học tập.
B. Chuẩn bị
1. Xỏc định mục tiờu nghiờn cứu
Trờn cơ sở kết quả điều tra hiểu biết, QN của HS, chỳng tụi xỏc định ở bài này cú ba trọng tõm nghiờn cứu: Một là phỏt triển những hiểu biết ban đầu của HS
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
về cấu tạo nguyờn tử ( như mẫu nguyờn tử Rơ-dơ-pho) để xõy dựng nội dung mới đú là mẫu nguyờn tử của Bo (gồm hai tiờn đề). Hai là phõn tớch và khắc sõu nội dung hai tiờn đề của Bo về mẫu nguyờn tử cho học sinh để học sinh phỏt biểu , và hiểu rừ về mẫu nguyờn tử của Bo. Ba là để học sinh phải vận dụng được hai tiờn đề của Bo về cấu tạo nguyờn tử vào việc giải thớch sư hỡnh thành quang phổ vạch của nguyờn tử Hiđrụ.
2. Dự kiến xõy dựng phương ỏn dạy học
* Về nội dung: - Kiến thức chỉ thụng bỏo và làm rừ cho HS: Hai tiờn đề của Bo về cấu tạo nguyờn tử
- Vận dụng nội dung hai tiờn đề của Bo về cấu tạo nguyờn tử vào việc giải thớch sư hỡnh thành quang phổ vạch của nguyờn tử Hiđrụ
- Kiến thức sẽ được tổ chức cho HS tự tỡm hiểu xõy dựng dựa trờn cơ sở " Lựa chọn và phối hợp cỏc PPDH tớch cực " kết hợp với việc sử dụng CNTT để quan sỏt cỏc mụ hỡnh về mẫu nguyờn tử, mụ hỡnh về chuyển mức năng lượng trong nguyờn tử Hiđrụ
* Về phương phỏp: - Quỏ trỡnh DH được tiến hành thụng qua 4 hoạt động của GV và HS, trong đú cú 3 hoạt động sử dụng CNTT.
- Tổ chức cho HS thảo luận, đỏnh giỏ cỏc ý kiến:
3. Chuẩn bị thiết bị dạy học
* Đối với GV: - Hỡnh vẽ cỏc quỹ đạo của electron trong nguyờn tử hiđụ , cỏc mụ hỡnh về mẫu nguyờn tử .
- Giỏo ỏn điện tử; Mỏy vi tớnh, mỏy chiếu. - Đề KT kết quả học tập. ( xin xem phụ lục)
* Đối với HS: - ễn lại cấu tạo nguyờn tử đó học trong Hoỏ học lớp 10
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
C . Sơ đồ logic tiến trỡnh xõy dựng kiến thức 1. Mẫu nguyờn tử Bo Nờu vấn đề PP dạy học Quan sỏt thực tế, mụ hỡnh Yờu cầu HS nhớ và nhắc lại về cấu tạo nguyờn tử. HS
quan sỏt mẫu nguyờn tử Rơ-dơ-pho, hỡnh ảnh quang phổ vạch của nguyờn tử Hiđrụ. Mõu thuẫn ở đõy mẫu nguyờn tử này khụng giải thớch được sự hỡnh thành quang phổ vạch của nguyờn tử Tiờn đề về cỏc trạng thỏi dừng Tiờn đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lƣợng của nguyờn tử MẪU NGUYấN TỬ BO
Mẫu nguyờn tử Bo (dựa vào mẫu hành tinh nguyờn tử của Rơ-dơ-pho và vận dụng thuyết lượng tử ỏnh sỏnh vào hệ thống nguyờn tử) , đó giải thớch được sự tạo thành quang phổ vạch của cỏc nguyờn tử đặc biệt là nguyờn tử Hiđrụ Mụ hỡnh Thảo luận nhúm, phỏt biểu Giải quyết vấn đề PP dạy học Quan sỏt thực tế, mụ hỡnh
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
2. Vận dụng mẫu nguyờn tử Bo giải thớch sự tạo thành quang phổ vạch của nguyờn tử Hiđrụ Mụ hỡnh cỏc quỹ đạo dừng của nguyờn tử Hiđrụ
Yờu cầu HS nhắc lại mẫu nguyờn tử Bo về cấu tạo nguyờn tử. HS quan sỏt mẫu nguyờn tử Bo, hỡnh ảnh quang phổ vạch của nguyờn tử Hiđrụ.
Tiờn đề về cỏc trạng thỏi dừng Tiờn đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng của nguyờntử
Hóy vận dụng mẫu nguyờn tử Bo để giải thớch được sự tạo thành quang phổ vạch của cỏc nguyờn tử đặc biệt là nguyờn tử Hiđrụ?
Nờu vấn đề Mụ hỡnh Thảo luận nhúm, phỏt biểu Giải quyết vấn đề Quan sỏt thực tế, mụ hỡnh
Giải thớch sự tạo thành quang phổ vạch của nguyờn tử Hiđrụ
- electron (e) chuyển từ mức năng lương cao (Ecao) xuống mức năng lượng thấp (Ethấp) , phỏt ra photon cú năng lương hf=Ecao- Ethấp , cú bước súng
f c
, ứng với vạch phổ cú màu sắc, vị trớ nhất định (điều này giải thớch được tại sao quang phổ phỏt xạ của nguyờn tử Hiđrụ là quang phổ vạch.
- Ngược lại e đang ở mức Ethấp hấp thụ photon cú năng lương hf=Ecao- Ethấp thỡ e sẽ chuyển lờn mức Ecao. Vậy nếu nguyờn tử H đang ở mức Ethấp nằm trong chựm sỏng trắng thỡ lập tức hấp thụ một photon cú năng lương hf=Ecao- Ethấp để chuyển lờn mức Ecao khi đú quang phổ liờn tục xuất hiện vạch tối. Do đú quang phổ hấp thụ của nguyờn tử Hiđrụ cũng là quang phổ vạch
Hỡnh ảnh quang phổ vạch của nguyờn tử Hiđrụ
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
D . Tiến trỡnh dạy học cụ thể
Hoạt động của HS Hỗ trợ của GV
Giới thiệu về mụ hỡnh hành tinh nguyờn tử.
I – Mễ HèNH HÀNH TINH NGUYấN TỬ
HS: Nguyờn tử bao gồm cú : một hạt nhõn mang điện tớch dương nằm ở tõm của nguyờn tử ; xung quanh hạt nhõn cú cỏc e chuyển động trờn những quỹ đạo trũn hoặc elip ; độ lớn điện tớch dương của hạt nhõn bằng tổng độ lớn của cỏc điện tớch õm của cỏc e ; nguyờn tử trung hoà về điện.
HS : Quan sỏt trờn màn hỡnh
GV: Em hóy nhắc lại về cấu tạo
nguyờn tử mà cỏc em đó học ở mụn Hoỏ học 10 ?
GV: Cỏc em hóy quan sỏt một số
mụ hỡnh về cấu tạo nguyờn tử ?
GV : Giới thiệu qua mẫu nguyờn tử
của THOMSO : Là quả cầu đặc mang điện tớch dương,cỏc electron chuyển động trong quả cầu đú
Thomson
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
II- CÁC TIấN ĐỀ CỦA BO VỀ CẤU TẠO NGUYấN TỬ
GV : Giới thiệu mẫu hành tinh cho nguyờn tử Hiđrụ : bao gồm một electron mang điện tớch õm chuyển động xung quanh hạt nhõn mang điện tớch dương.
GV : Giới thiệu mẫu hành tinh cho một số nguyờn tử : bao gồm cỏc electron mang điện tớch õm chuyển động xung quanh hạt nhõn mang điện tớch dương.
GV :Cả hai mẫu nguyờn tử trờn
đều gặp khú khăn về sau đú là gỡ? Sau đú cú mẫu nguyờn tử nào khỏc ra đời khụng? Ta xột phần 2
Mẫu nguyờn tử Bo (cỏc tiờn đề của Bo về cấu tạo nguyờn tử GV: Nờu vấn đề:Cả hai mẫu
nguyờn tử trờn đều gặp khú khăn trong việc giải thớch tớnh bền vững của nguyờn tử và sự tạo
RUTHERFORD
MẪU NGUYấN TỬ HÀNH TINH CHO NGUYấN TỬ HYĐRễ
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
HS: Lắng nghe, quan sỏt trờn màn hỡnh
HS: Ghi nhớ và khắc sõu nội dung của tiờn đề về cỏc trạng thỏi dừng Tiờn đề về cỏc trạng thỏi dừng: HS: Lắng nghe và ghi nhớ thành quang phổ vạch của nguyờn tử Hyđrụ Năm 1913, Bohr vận dụng tinh thần của thuyết lượng tử để xõy dựng mẫu nguyờn tử Bohr với 2 tiờn đề chớnh .
GV: Nờu nội dung tiờn đề về cỏc trạng thỏi dừng : Nguyờn tử chỉ tồn tại trong một số trạng thỏi năng lượng xỏc định, gọi là cỏc trạng thỏi dừng. Khi ở trạng thỏi dừng thỡ nguyờn tử khụng bức xạ Trong cỏc trạng thỏi dừng của nguyờn tử, electron chỉ chuyển động quanh hạt nhõn trờn những quỹ đạo cú bỏn kớnh hoàn toàn xỏc định gọi là quỹ đạo dừng
GV: Phõn tớch và làm rừ nội dung
của tiờn đề về cỏc trạng thỏi dừng: Bỡnh thường ở trạng thỏi dừng cú mức năng lượng thấp nhất (năng lượng nguyờn tử được hiểu bao gồm động năng electron và thế năng tương tỏc tĩnh điện giữa hạt
Bohr
Nguyờn tử chỉ tồn tại trong một số trạng thỏi năng lượng xỏc định, gọi là cỏc trạng thỏi dừng. Khi ở trạng thỏi dừng thỡ nguyờn tử khụng bức xạ
Trong cỏc trạng thỏi dừng của nguyờn tử, electron chỉ chuyển động quanh hạt nhõn trờn những quỹ đạo cú bỏn kớnh hoàn toàn xỏc định gọi là quỹ đạo dừng
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
HS:Quan sỏt trờn màn hỡnh
mụ hỡnh electron trong nguyờn tử hyđrụ đang tồn tại ở trạng thỏi dừng thứ nhất
HS: Lắng nghe, ghi nhớ và quan sỏt trờn
màn hỡnh
mụ hỡnh electron trong nguyờn tử hyđrụ đang tồn tại ở trạng thỏi kớch thớch
nhõn và electron) và electron chuyển động trờn quỹ đạo gần hạt nhõn nhất, đú là trạng thỏi cơ bản. GV: Vớ dụ cỏc em hóy quan sỏt mụ hỡnh của electron trong nguyờn tử Hiđrụ đang tồn tại ở trạng thỏi dừng thứ nhất !
GV: Phõn tớch và làm rừ nội dung của tiờn đề về cỏc trạng thỏi dừng Khi hấp thụ năng lượng thỡ nguyờn tử chuyển lờn cỏc trạng thỏi dừng cú năng lượng cao hơn và electron chuyển động trờn những quỹ đạo xa hạt nhõn hơn. Đú là trạng thỏi kớch thớch
GV: Cỏc em hóy quan sỏt mụ hỡnh mụ phỏng electron của nguyờn tử Hiđrụ đang ở trạng thỏi kớch thớch trờn màn hỡnh !
GV: Phõn tớch và làm rừ nội dung của tiờn đề về cỏc trạng thỏi dừng Khi cỏc nguyờn tử ở cỏc trạng
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
HS: Ghi nhớ và khắc sõu nội dung của tiờn đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng của nguyờn tử
Tiờn đề về sự bức xạ và hấp thụ năng
lƣợng của nguyờn tử:
thỏi kớch thớch cú năng lượng càng cao ứng với bỏn kớnh quỹ đạo của electron càng lớn thỡ trạng thỏi đú càng kộm bền vững ( thời gian sống trung bỡnh của nguyờn tử ở cỏc trạng thỏi kớch thớch đú rất ngắn chỉ vào cỡ 10-8
s ) sau đú nú chuyển dần về cỏc trạng thỏi cú mức năng lượng thấp hơn, cuối cựng là là trạng thỏi cơ bản.
GV: Nờu nội dung của tiờn đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng của nguyờn tử: Khi nguyờn tử chuyển từ trạng thỏi dừng cú
năng lượng (En) sang trạng thỏi
dừng cú năng lượng thấp hơn (Em) thỡ nú phỏt ra một photon cú năng lượng đỳng bằng hiệu En-Em: E= hf= En-Em
Ngược lại, nếu nguyờn tử đang ở trạng thỏi
dừng cú năng lượng Em mà hấp
thụ được một photon cú năng lượng bằng hiệu En-Em thỡ nú chuyển lờn trạng thỏi dừng cú năng lượng cao hơn
Khi nguyờn tử chuyển từ trạng thỏi dừng cú năng lượng (En) sang trạng thỏi dừng cú năng lượng thấp hơn (Em) thỡ nú phỏt ra một photon cú năng lượng đỳng bằng hiệu En-Em: E= hf= En-Em
Ngược lại, nếu
nguyờn tử đang ở trạng thỏi
dừng cú năng lượng Em mà
hấp thụ được một photon cú
năng lượng bằng hiệu En-Em
thỡ nú chuyển lờn trạng thỏi
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
HS: Quan sỏt trờn màn hỡnh
mụ hỡnh electron trong nguyờn tử hyđrụ đang chuyển từ trạng thỏi dừng cú mức năng lượng cao hơn về trạng thỏi dừng cú mức năng lượng thấp hơn và phỏt ra photon
mụ hỡnh electron trong nguyờn tử hyđrụ đang chuyển từ trạng thỏi dừng cú mức năng lượng thấp hơn hấp thụ photon và sẽ chuyển lờn trạng thỏi dừng cú mức năng lượng cao hơn
HS trả lời: Theo tiờn đề trờn thỡ nếu một chất hấp thụ được ỏnh sỏng cú bước súng nào đú thỡ nú cũng cú khả năng phỏt ra ỏnh
GV: Cỏc em hóy quan sỏt mụ hỡnh mụ phỏng electron của nguyờn tử Hiđrụ khi chuyển từ trạng thỏi dừng cú năng lượng (En) sang trạng thỏi dừng cú năng lượng thấp hơn (Em) thỡ nú phỏt ra một photon và ngược lại nguyờn tử đang ở trạng thỏi dừng cú năng lượng Em mà hấp thụ được một photon cú năng lượng bằng hiệu En-Em thỡ nú chuyển lờn trạng thỏi dừng cú năng lượng cao hơn
GV: Cỏc em hóy cho biết: Qua
nội dung của tiờn đề nờu trờn thỡ khi một chất hấp thụ được ỏnh
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
sỏng cú bước súng ấy
HS trả lời: Nếu photon cú năng lượng lớn
hơn hiệu En- Em thỡ nguyờn tử cũng khụng hấp thụ được
HS: thảo luận:
HS(đại diện nhúm) trả lời : Về cơ bản Bo
vẫn dựng mụ hỡnh hành tinh nguyờn tử của Rơ-dơ-pho, nhưng ụng cho rằng hệ thống này tuõn theo những quy luật đặc biệt mà ụng nờu dưới dạng hai tiờn đề đú là: tiờn đề về cỏc trạng thỏi dừng và tiờn đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng của nguyờn tử (Mẫu nguyờn tử Bo được xõy dựng theo tinh thần thuyết lượng tử ỏnh sỏng)
HS: lắng nghe, ghi nhớ, lập bảng:
Mẫu nguyờn tử Bo đối với nguyờn tử Hiđrụ
Số nguyờn (n) 1 2 3 4 5 6 Bỏn kớnh quỹ đạo dừng ro 4ro 9ro 16ro 25ro 36ro Tờn quỹ đạo K L M N O P sỏng cú bước súng nào đú thỡ cú thể xảy ra hiện tượng gỡ?
GV:Cỏc em hóy cho biết : Nếu photon cú năng lượng lớn hơn hiệu En-Em thỡ nguyờn tử cú hấp thụ được khụng?
GV: Cỏc em hóy cho biết mẫu nguyờn tử Bo khỏc mẫu nguyờn tử Rơ-dơ-pho ở điểm nào?
GV: Giới thiệu mẫu nguyờn tử Bo
đối với nguyờn tử Hiđrụ
Đối với nguyờn tử Hiđrụ, bỏn kớnh quỹ đạo dừng tăng tỉ lệ bỡnh phương của cỏc số nguyờn liờn tiếp
GV: Cỏc em hóy lập bỏng số liệu và ghi tờn cỏc lớp quỹ đao của electron trong nguyờn tử Hiđrụ biết rằng lớp thứ nhất ứng với số nguyờn n=1 thỡ bỏn kớnh là
ro=5,3.10-11m gọi là bỏn kớnh quỹ đạo Bo?
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
HS: Quan sỏt mụ hỡnh trờn màn hỡnh
Năng lượng nguyờn tử và electron trong nguyờn tử Hiđrụ đang ở trạng thỏi dừng cơ bản
Năng lượng nguyờn tử và electron trong nguyờn tử Hiđrụ đang ở trạng thỏi dừng tiếp theo
III-QUANG PHỔ PHÁT XẠ VÀ HẤP THỤ CỦA NGUYấN TỬ HIĐRễ
HS thảo luận
HS 1 trả lời: Quang phổ liờn lục là một dải cú màu từ đỏ đến tớm nối liền nhau một cỏch liờn tục (do cỏc chất rắn, lỏng, khớ cú ỏp suất lớn phỏt ra khi bị nung núng)
GV: Cỏc em hóy quan sỏt mụ hỡnh mụ phỏng mẫu nguyờn tử Bo đối với nguyờn tử Hiđrụ !
GV: Giải thớch cỏc chỉ số trờn mụ
hỡnh mụ phỏng: Hạt nhõn ở tõm, quỹ đạo màu tớm là electron của nguyờn tử đang chuyển động trờn quỹ đạo
GV: Căn cứ vào mẫu nguyờn tử
Bo và thuyết lượng tử ỏnh sỏng ta hóy giải thớch sự hỡnh thành quang phổ của nguyờn tử hiđrụ
GV: Em hóy nhắc lại về cỏc loại
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
HS 2 trả lời : Quang phổ vạch là hệ thống những vạch sỏng riờng lẻ, ngăn cỏch nhau bởi những khoảng tối (do chất khớ cú ỏp suất thấp phỏt ra khi bị kớch thớch bằng nhiệt hay điện)
HS 3 trả lời : Quang phổ hấp thụ là cỏc vạch
hay đỏm vạch tối trờn nền quang phổ liờn tục