Цель урока: углубить и конкретизировать представления учащихся о молекулярно-кинетической теории строения вещества.
Задачи урока:
- Образовательные: познакомить с основными положениями МКТ, историей развития представлений о строении атома, открытием и доказательством сложности строения атома на основе межпредметных связей с химией, повторить написание электронных и электронно-графических формул.
- Развивающие: совершенствование умения краткого изложения полученного материала, формирование умения анализировать, устанавливать причинно-следственные связи.
- Воспитательные: развитие навыков работы в коллективе, умение излагать свою точку зрения.
Технологическая карта
Ход урока
1. Организационный момент
2. Актуализация учебного действия
Учитель предлагает выполнить задание:
В предложение вставьте слова «атом», «молекула»
а) ……………… водорода образована ………….. Водорода
б)……………..углекислого газа образована ………. углерода и ………….. кислорода
в)………….. серной кислоты состоит из двух …………. водорода, одного …………. серы и четырех ……….. кислорода
3. Мотивация к учебной деятельности
Как вы думаете, с какими понятиями мы будем сегодня работать? Основные понятия урока: Атом, ядро, электрон, Нуклоны (протоны, нейтроны). Какая цель нашего урока?
4. Изучение нового материала
Лекция по плану:
- Основные положения МКТ
- Диффузия, броуновское движение
- Взаимодействие частиц - притяжение и отталкивание
Основные положения МКТ:
- Все тела состоят из мельчайших частиц - атомов, молекул, в состав которых входят еще более мелкие элементарные частицы (электроны, протоны, нейтроны)
- Атомы и молекулы вещества всегда находятся в непрерывном хаотическом движении
- Между частицами любого вещества существуют силы взаимодействия - притяжения и отталкивания. Природа этих сил электромагнитная.
Фундаментом МКТ является гипотеза, что все тела в природе состоят из мельчайших структурных единиц - атомов и молекул. Около 2500 лет назад в Др. Греции зародилась гипотеза, одним из ее авторов является Демокрит.
Большой вклад в теорию внес в 18 в. выдающийся русский ученый-энциклопедист М.В.Ломоносов, рассматривает тепловые явления, как результат движения частиц, образующих тела.
Теория была окончательно сформулирована в 19 в. в трудах Европейских ученых.
I положение МКТ: Все тела состоят из мельчайших частиц - атомов, молекул, в состав которых входят еще более мелкие элементарные частицы (электроны, протоны, нейтроны)
(Все тела состоят из вещества)
- В каких агрегатных состояниях могут находиться вещества? - Приведите примеры.
- Из чего состоит вещество? (Вещество состоит из частиц)
Вот мы и сформулировали I положение МКТ.
Все вещества состоят из частиц(I).
- Из чего состоят частицы?
- Мы сформулировали I положение, но все предположения должны быть доказаны.
Доказательства:
- Механическое дробление (мел)
- Растворение вещества (марганцовка, сахар)
До конца XIX в. атом считали неделимой частицей, но последовавшие позже открытия (радиоактивность, фотоэффект) поколебали это убеждение. Сейчас известно, что атом состоит из элементарных частиц, основные из которых - протон, нейтрон, электрон.
После открытия основных элементарных частиц, входящих в состав атома, встал вопрос об их местонахождении, т.е. о строении атома. В 1911 г. Томсон предложил свою модель строения атома, которая получила условное название «пудинг с изюмом». Согласно этой модели атом представляет собой некую субстанцию, в которой равномерно распределены протоны, нейтроны и электроны. Число протонов равно числу электронов, поэтому атом в целом электронейтрален.
В 1913 г. Резерфорд ставит опыт, результаты которого модель Томсона объяснить не может.
Это заставляет Резерфорда предложить свою модель строения атома, получившую название «планетарной». Согласно этой модели атом состоит из ядра, в котором сконцентрирована основная масса атома, поскольку ядро содержит протоны и нейтроны; и вокруг ядра на огромной скорости вращаются электроны. Поскольку модель Резерфорда содержала ряд противоречий, Н.Бором были введены постулаты, устраняющие эти противоречия.
1-й постулат. Электроны вращаются вокруг ядра не по произвольным, а по строго определенным, стационарным орбитам.
2-й постулат. При движении по стационарной орбите электрон не излучает и не поглощает энергию. Изменение энергии происходит при переходе электрона с одной стационарной орбиты на другую.
Но теория Резерфорда-Бора дает удовлетворительные результаты только для атома водорода. Современные представления о строении атома подчиняются квантовой модели строения атома, которая учитывает волновые свойства элементарных частиц. Приведем ее основные положения.
- Электрон имеет двойственную (корпускулярно-волновую) природу, т.е. ведет себя и как частица, и как волна. Как частица, электрон обладает массой и зарядом; как волна, он обладает способностью к дифракции.
- Для электрона невозможно одновременно точно измерить координату и скорость.
- Электрон в атоме не движется по определенным траекториям, а может находиться в любой части около ядерного пространства, однако вероятность его нахождения в разных частях этого пространства неодинакова. Область пространства, где вероятнее всего находится электрон, называется орбиталью.
- Ядра атомов состоят из протонов и нейтронов, имеющих общее название - нуклоны.
Параметры для характеристики атомов
Массовое число А - сумма чисел протонов и нейтронов атома.
Заряд ядра Z - число протонов, определяется по порядковому номеру элемента в таблице Д.И.Менделеева. В 1913 г. английским физиком Г.Мозли было установлено, что положительный заряд ядра атома (в условных единицах) равен порядковому номеру элемента в периодической системе Д.И.Менделеева.
Число нейтронов N определяется как разность между массовым числом и зарядом ядра (учитывая, что массой электрона можно пренебречь).
II положение МКТ: Атомы и молекулы вещества всегда находятся в непрерывном хаотическом движении
Что произойдет через некоторое время, если я открою пузырек с пахучим веществом?
- Почувствуем запах.
Вывод: Запах пахучего вещества распространится по всей комнате и перемешается с воздухом.
- Как называется это явление?
- Диффузия
Определение: Диффузия - процесс взаимного проникновения различных веществ, обусловленный тепловым движением молекул.
- В каких телах возникает диффузия?
- Диффузия возникает в газах, жидкостях и твердых телах.
- Приведите примеры диффузии (приводят примеры).
Однажды, в 1827г., английский ученый-ботаник Роберт Броун рассматривал в микроскоп взвешенные в воде споры плауна и обнаружил необычное явление: споры плауна без видимых на то причин скачкообразно двигались. Броун наблюдал это движение несколько дней, однако так и не смог дождаться его прекращения. Впоследствии это движение было названо броуновским. (Примеры: муравьи в блюде, частички пыли и дыма в газе).
Объяснить это явление можно, если предположить, что молекулы воды находятся в постоянном, никогда не прекращающемся движении. Они беспорядочно сталкиваются друг с другом. Наталкиваясь на споры, молекулы вызывает их скачкообразные перемещение. Количество ударов молекул о спору с разных сторон не всегда одинаково. Под действием «перевеса» удара с какой- нибудь стороны, спора будет перескакивать с места на место.
Определение: Броуновское движение - тепловое движение взвешенных в жидкости или газе частиц.
Т.О. частицы вещества непрерывно и беспорядочно (хаотически) движутся.
Доказательства:
- Диффузия.
- Броуновское движение.
III положение МКТ: Между частицами любого вещества существуют силы взаимодействия - притяжения и отталкивания. Природа этих сил электромагнитная
В одну мензурку нальем 100 мл воды, а в другую - 100 мл подкрашенного спирта. Перельем жидкости из этих мензурок в третью. Удивительно, но объем смеси получится не 200 мл, а меньше: около 190 мл. Почему же так происходит?
Мы знаем, что вода и спирт состоят из мельчайших частиц - молекул. Они настолько малы, что не видны даже в микроскоп. Тем не менее, известно, что молекулы спирта в 2-3 раза крупнее молекул воды. Поэтому при сливании жидкостей их частицы перемешиваются, и более мелкие частицы воды размещаются в промежутках между более крупными частицами спирта. Заполнение этих промежутков и способствует уменьшению общего объема веществ.
Т.е. между частицами вещества имеются промежутки.
- Скажите, пожалуйста, можем ли мы на примере явления диффузии доказать, что между частицами имеются промежутки?
Возьмем два свинцовых цилиндрика. Ножом или лезвием зачистим их торцы до блеска и плотно прижмем друг к другу. Мы обнаружим, что цилиндрики "сцепятся". Сила их сцепления настолько велика, что при удачном проведении опыта цилиндрики выдерживают тяжесть гири в 5 кг.
Из опыта следует вывод: частицы веществ способны притягиваться друг к другу. Однако это притяжение возникает лишь тогда, когда поверхности тел очень гладкие (для этого и понадобилась зачистка лезвием) и, кроме того, плотно прижаты друг к другу.
Частицы веществ способны отталкиваться друг от друга. Это подтверждается тем, что жидкие, а особенно твердые тела очень трудно сжать. Например, чтобы сдавить резиновый ластик, требуется значительная сила! Ластик гораздо легче изогнуть, чем сдавить.
Притяжение или отталкивание частиц веществ возникает лишь в том случае, если они находятся в непосредственной близости. На расстояниях, чуть больших размеров самих частиц, они притягиваются. На расстояниях, меньших размеров частиц, они отталкиваются.
5. Закрепление
- Составить электронно-графическую схему атома меди
- Сформулируйте основные положения МКТ.
- Почему сладкий сироп приобретает со временем вкус фруктов?
- Почему сахар и другие пористые продукты нельзя хранить вблизи пахучих веществ?
- Почему стол, стул не совершают броуновского движения?
- Почему из осколков разбитого стакана невозможно собрать целый стакан, а хорошо отшлифованные цилиндры плотно прилипают друг к другу?
6. Контроль
Тест. Вариант 1
1. В ядре атома содержатся:
а) только протоны; б) только электроны;
в) протоны и нейтроны; г) протоны и электроны
2. Принадлежность атома к определенному химическому элементу определяется:
а) зарядом ядра; б) количеством нейтронов в атоме;
в) массой атома; г) количеством электронов
3. Атом какого химического элемента содержит три протона?
4. Атом какого химического элемента имеет заряд ядра +22?
5. Число нейтронов в атоме марганца равно:
Тест. Вариант 2
1. Порядковый номер элемента показывает:
а) число нуклонов в атоме; б) число нейтронов в ядре;
в) число электронов в атоме; г) атомную массу
2 Атомы одного и того же элемента могут содержать:
а) разное число протонов;
б) разное число нейтронов;
в) разное число электронов;
г) только одинаковое число протонов, нейтронов и электронов
3 Атом какого химического элемента содержит десять электронов?
а) S; б) H; в) Ne; г) Li.
4 Атом какого химического элемента имеет заряд ядра +35?
а) Ni; б) Pt; в) Br; г) Te.
5 Число нейтронов в атоме цинка равно:
а) 65; б) 22; в) 30; г) 35
Ответы:
- 1 вариант 1-в, 2-а, 3-г, 4-г, 5-в
- 2 вариант 1- в, 2-б, 3-в, 4-в, 5- г
7. Рефлексия
Самостоятельная оценка знаний. Выставление оценок за урок.
Домашнее задание: Составить электронно-графическую схему атома хлора.
Вариант 1 ________________________
1. В ядре атома содержатся:
а) только протоны; б) только электроны;
в) протоны и нейтроны; г) протоны и электроны
2. Принадлежность атома к определенному химическому элементу определяется:
а) зарядом ядра; б) количеством нейтронов в атоме;
в) массой атома; г) количеством электронов
3. Атом какого химического элемента содержит три протона?
4. Атом какого химического элемента имеет заряд ядра +22?
5. Число нейтронов в атоме марганца равно:
Вариант 1 ________________________
1. В ядре атома содержатся:
а) только протоны; б) только электроны;
в) протоны и нейтроны; г) протоны и электроны
2. Принадлежность атома к определенному химическому элементу определяется:
а) зарядом ядра; б) количеством нейтронов в атоме;
в) массой атома; г) количеством электронов
3. Атом какого химического элемента содержит три протона?
4. Атом какого химического элемента имеет заряд ядра +22?
5. Число нейтронов в атоме марганца равно:
Вариант 1__________________________________
1. В ядре атома содержатся:
а) только протоны; б) только электроны;
в) протоны и нейтроны; г) протоны и электроны
2. Принадлежность атома к определенному химическому элементу определяется:
а) зарядом ядра; б) количеством нейтронов в атоме;
в) массой атома; г) количеством электронов
3. Атом, какого химического элемента содержит три протона?
4. Атом, какого химического элемента имеет заряд ядра +22?
5. Число нейтронов в атоме марганца равно:
Вариант 2 ___________________________________
1. Порядковый номер элемента показывает:
а) число нуклонов в атоме; б) число нейтронов в ядре;
в) число электронов в атоме; г) атомную массу
2 Атомы одного и того же элемента могут содержать:
а) разное число протонов;
б) разное число нейтронов;
в) разное число электронов;
г) только одинаковое число протонов, нейтронов и электронов
3 Атом какого химического элемента содержит десять электронов?
а) S; б) H; в) Ne; г) Li.
4 Атом какого химического элемента имеет заряд ядра +35?
а) Ni; б) Pt; в) Br; г) Te.
5 Число нейтронов в атоме цинка равно:
а) 65; б) 22; в) 30; г) 35
Вариант 2 ___________________________
1. Порядковый номер элемента показывает:
а) число нуклонов в атоме; б) число нейтронов в ядре;
в) число электронов в атоме; г) атомную массу
2 Атомы одного и того же элемента могут содержать:
а) разное число протонов;
б) разное число нейтронов;
в) разное число электронов;
г) только одинаковое число протонов, нейтронов и электронов
3 Атом какого химического элемента содержит десять электронов?
а) S; б) H; в) Ne; г) Li.
4 Атом какого химического элемента имеет заряд ядра +35?
а) Ni; б) Pt; в) Br; г) Te.
5 Число нейтронов в атоме цинка равно:
а) 65; б) 22; в) 30; г) 35