Цели: обобщить знания из курсов физики и химии о явлениях, доказывающих сложность строения атома; познакомить учащихся с современными представлениями о составе ядра атома, строении атома химического элемента; продолжить формировать умения отражать распределение электронов в атоме, записывать электронные и графические формулы.
Оборудование: таблица химических элементов Д.И.Менделеева, компьютер, проектор, презентация по теме урока, карточки для учащихся.
Ход и содержание урока.
1. Оргмомент.
Поздравление обучающихся с началом учебного года. Ознакомление с планом работы на год.
2. Рассмотрение материала урока.
Учитель. Вспомните, что в переводе с греческого обозначает слово “атом”? Оно означает - “неделимый”. До конца XIX века это считалось верным. Но открытия конца XIX - начала XX вв. показали, что атом устроен сложно. Давайте вспомните, какие это открытия. Работа с учебником стр. 4, схема 1.
С тех пор как стало ясно, что атом состоит из более мелких частиц, многие ученые пытались объяснить строение атома, предлагали различные модели его строения:
1. Дж. Томсон (1904 г.) - атом состоит из положительного заряда, равномерно распространенного по всему объему атома, и электронов, колеблющихся внутри этого заряда. Эта модель не нашла экспериментального подтверждения. (Презентация, слайд 2)
2. Э. Резерфорд (1911 г.) - планетарная, или ядерная, модель атома: (слайд 3)
- внутри атома находится положительно заряженное ядро, занимающее ничтожную часть объема атома;
- весь положительный заряд и почти вся масса атома сосредоточены в ядре;
- электроны вращаются вокруг ядра, они нейтрализуют заряд ядра.
Модель Резерфорда подтверждалась опытами с металлическими пластинками, облучаемыми а-частицами.
Но классическая механика не могла объяснить, почему электроны не теряют энергию по мере вращения и не “падают” на ядро.
3. В 1913 г. Н. Бор дополнил планетарную модель постулатами: (слайд 4)
- электроны в атоме вращаются по строго определенным замкнутым орбитам, не испуская и не поглощая энергии;
- при переходе электронов с одной орбиты на другую происходит поглощение или выделение энергии.
4. Современная квантовая модель строения атома: (слайд 5)
- электрон имеет двойственную (корпускулярно-волновую) природу.
Подобно частице, электрон имеет массу (9,1 x 10-28 г) и заряд (1,6 x 10-19Кл).
Движущийся электрон обладает свойствами волны
(способность к дифракции и интерференции); длина
волны 
.
- Электрон в атоме не движется по определенной траектории, а может находиться в любой части околоядерного пространства. Вероятность нахождения электрона в разных частях околоядерного пространства неодинакова.
Пространство вокруг ядра, где вероятность нахождения электрона наибольшая, называется орбиталью.
Что представляет собой ядро?
В 1932 г. была разработана протонно-нейтронная теория ядра.
Ядро состоит из нуклонов - протонов и нейтронов (слайд 6).
Протон – р+.
Количество протонов (Z) в ядре равно порядковому номеру элемента.
Нейтрон – n0.
Количество нейтронов (N) вычисляется по формуле N = A – Z , где
А – массовое число элемента.
Это положение было сформулировано после открытия Э.Резерфордом в 1920 г. протона, Дж. Чедвиком в 1932 г. - нейтрона.
Например: Mg № = 12; A = 24, Z = 12, N = 12.
Cu № = 29, A = 64, Z = 29, N = 35.
Задание: Определите количество протонов и нейтронов в атомах следующих элементов: натрий, железо, свинец. Выполняем фронтально.
Различные виды атомов называются нуклидами. Нуклиды характеризуются массовым числом А и зарядом ядра Z. Нуклиды с одинаковыми Z, но разными А называют изотопами (например:3517Cl, 3717Cl).
Следовательно, химический элемент – это вид атомов с одинаковым положительным зарядом ядра.
Строение атомного ядра и изменения, происходящие с ним, - предмет ядерной физики. Для химии большое значение имеет строение электронной оболочки атома. Под электронной оболоч-кой понимают совокупность всех электронов в атоме.
Электрон – е-. (слайд 7).
Число электронов в атоме равно числу протонов, т.е. порядковому номеру элемента, т.к. атом электронейтральная частица.
Например, Р: № = 15, N е- = 15.
Электронная оболочка атома образована электронными слоями или энергетическими уровнями. Электроны, занимающие один уровень, обладают близкими значениями энергии.
(Cлайд 8)
Число энергетических уровней в атоме равно номеру периода в таблице Д.И.Менделеева, а котором располагается химический элемент.
1 период – 1 уровень,
2 период – 2 уровня,
3 период – 3 уровня и т.д.
Энергетические уровни можно обозначать цифрами и буквами:
(Cлайд 9)
3 период
4 период
Каждый уровень содержит различное число электронов, т.к. различен по размеру: (слайд 10)
1 уровень – 1-2 е-
2 уровень – 1 – 8 е-
3 уровень – 1 – 18 е-
4 уровень – 1 – 32 е-
Энергетический уровень состоит из подуровней: (слайд 11)
1 уровень —> 1 подуровень (s)
2 уровень —> 2 подуровня (s, p)
3 уровень —> 3 подуровня (s, p, d)
4 уровень —> 4 подуровня (s, p, d, f) и т.д.
Энергетические подуровни образованы электронными облаками или орбиталями, которые бывают четырех типов (s, p, d, f). (Слайд 12)
s – орбиталь – форма сферы – одна на каждом подуровне,
p – орбиталь – форма объемной восьмерки – три на подуровне,
d – орбиталь – форма листа клевера – пять на подуровне.
Каждую орбиталь могут занимать 1-2 е-.
Порядок заполнения электронами энергетических уровней и подуровней осуществляется согласно правил: (слайд 13)
1. Принцип Паули – в атоме не может быть двух одинаковых электронов.
Не: № = 2, N е- = 2, 1s2 , 
2. Правило Гунда – в пределах подуровня электроны располагаются таким образом, чтобы суммарное магнитное спиновое число было максимальным.
Р: № = 15, N е- = 15, 1s22s22p63s23p3
а) 
б) 
в) 
Какая схема верна?
3. Принцип наименьшей энергии, или правило Клечковского – в атоме каждый электрон располагается так, чтобы его энергия была минимальной. (слайд 14)
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p
Строение каждого атома можно отразить с помощью электронной и электронно-графической формулы:
1s22s22p63s23p03d0
—> электронная формула
Электронно-графическая формула.
Электронно-графическая формула – позволяет определить валентные возможности атома.
В зависимости от того, на какой орбитали находится последний электрон, химические элементы можно разделить на семейства: s, p, d, f. Работаем с учебником стр. 8, схема 4.
3. Контроль уровня усвоения материала.
Задание: Выполните каждый самостоятельно предложенный тест (3 мин.). Осуществите самоконтроль. Оцените уровень своих знаний. Ответы на задания теста см. на слайде (слайд 15).
Тест по теме “Основные сведения о строении атома”
1. Открыл катодные лучи, доказав, что в состав атома входит неизвестная ранее частица — электрон:
1) Резерфорд 2) Бор 3) Томсон 4) Рентген
2. Предложил планетарную модель атома:
1) Бор 2) Беккерель 3) Резерфорд 4) Кюри
3. Атом состоит из:
1) протонов и электронов 2) ядра и электронов
3) протонов и нейтронов 4) ядра и протонов
4. Ядро атома состоит из:
1) протонов и нейтронов 2) протонов
3) протонов и электронов 4) нейтронов
5. Число протонов в атоме железа 56 Fe:
1) 56 2) 30 3) 82 4) 26
6. Число электронов в атоме фтора 19F:
1) 19 2) 10 3) 9 4) 28
7. Число нейтронов в атоме алюминия 28Al:
1) 14 2) 13 3) 27 4) 40
8. Заряд атома магния, содержащего 10 электронов:
1) + 12 2) + 3 3) + 2 4) + 1
9. Сферическая форма электронного облака соответствует:
1) f-электрону 2) d-электрону
3) р-электрону 4) s-электрону
10. Гантелеобразная форма электронного облака соответствует:
1) s-электрону 2) р-электрону
3) d-электрону 4) f-электрону
11. Укажите верное суждение:
А) на одной орбитали может быть не более 2 электронов;
Б) на одном уровне не может быть более трех d-орбиталей.
1) верно только А 2) верно только Б
3) верны оба суждения 4) оба суждения неверны
12. Электронная конфигурация 1s2 2s2 2p6 3s2 3р6 3d6 4s2 соответствует атому:
1) железа 2) марганца
3) стронция 4) кальция
Ответы к заданиям теста:
1 – 3, 7 – 1,
2 – 3, 8 – 3,
3 – 2, 9 – 4,
4 – 1, 10 – 2,
5 – 4, 11 – 1,
6 – 3, 12 - 1
Домашнее задание (слайд 16).
§ 1
Упр. № 4-7, устно.
Запишите электронные конфигурации атомов элементов № 9, 13, 26. К каким семействам они относятся?
Литература
- Габриелян О.С. Химия. 11 класс. Базовый уровень: учеб. для общеобразоват. учреждений / О.С.Габриелян. – М.: Дрофа, 2006. – 218 с.
- Кузьменко Н.Е., Еремин В.В., Попков В.А. Начала химии. Современный курс для поступающих в ВУЗы. – М.: “Экзамен”, 2001 г. – 720 с.
- Репетитор по химии / под ред. А.С.Егорова. – Изд. 25-е – Ростов н/Д: Феникс, 2009. – 762 с.
- Рябов М.А. Тесты по химии. 11 класс: к учебнику О.С.Габриеляна “Химия. 11 класс. Базовый уровень” / М.А.Рябов, Е.Ю.Невская. – М.: Издательство “Экзамен”, 2010. – 126 с.