Bài giảng Chương 1 tìm hiểu nguyên tử

Chương 1 nguyên tử A. Mở đầu Mục tiêu của chương HS biết và hiểu : Thành phần, kích thước và cấu tạo của nguyên tử. Điện tích hạt nhân, proton, nơtron, hiện tượng phóng xạ, phản ứng hạt nhân. Số khối, đồng vị, nguyên tố hoá học. Obitan nguyên tử, lớp electron, phân lớp electron, cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố hoá học. Sự biến đổi tuần hoàn cấu trúc lớp electron của nguyên tử các nguyên tố theo chiều tăng của điện tích hạt nhân. Đặc điểm của lớp electron ngoài cùng. HS có kĩ năng : – Viết cấu hình electron nguyên tử. Giải các bài tập về thành phần, cấu tạo nguyên tử, xác định tên nguyên tố hoá học. – HS có khả năng tóm tắt tài liệu, trình bày có lập luận. – Có kĩ năng tự học và học cộng tác theo nhóm, tìm kiếm, xử lí và lưu giữ thông tin cần thiết từ SGK, SBT, các sách tham khảo hay mạng internet. Một số điểm cần lưu ý 1. Hệ thống kiến thức – Thành phần, cấu tạo nguyên tử HS đã được biết sơ lược ở lớp 8. Trong chương 1, giáo viên cần chú trọng đến đặc điểm về điện tích, khối lượng của electron, hạt nhân nguyên tử và các hạt thành phần của hạt nhân (proton và nơtron). Các đơn vị như u (trước đây gọi là đvC), angstrom (Å), nm, cu-lông (C), đơn vị điện tích nguyên tố cần được lưu ý. – Khái niệm nguyên tố hoá học được chính xác hoá hơn so với chương trình lớp 8. HS phân biệt các khái niệm nguyên tử, nguyên tố hoá học và đồng vị. – Nội dung sự chuyển động của electron trong nguyên tử là trọng tâm kiến thức của chương 1. HS nắm vững các khái niệm như : lớp, phân lớp electron, obitan nguyên tử, cấu hình electron của nguyên tử và đặc điểm của lớp electron ngoài cùng. 2. Phương pháp dạy học Các kiến thức của chương 1 là mới và khó tưởng tượng đối với HS. Các kiến thức về electron, về hạt nhân, cấu tạo hạt nhân được tìm ra từ thực nghiệm. HS được tìm hiểu sự kiện, các thí nghiệm tìm ra tia âm cực, tìm ra hạt nhân, sau đó sử dụng phép phân tích, tổng hợp và khái quát hoá để có một hình dung được đầy đủ về thành phần, cấu tạo nguyên tử. Phần lí thuyết về sự chuyển động của electron trong nguyên tử là trọng tâm của chương được xây dựng trên cơ sở các tiên đề, do đó, phương pháp dạy học chủ yếu là suy diễn. Bên cạnh đó, các phương pháp dạy học khác như dạy học dự án, hợp tác theo nhóm nhỏ, dạy tự học, tự đọc tài liệu, thảo luận trên lớp cũng nên được coi trọng. Chương 1 rất trừu tượng, cho nên các phương tiện kĩ thuật hỗ trợ dạy học như máy vi tính, máy chiếu, các phần mềm mô phỏng các thí nghiệm tìm ra tia âm cực, thí nghiệm tìm ra hạt nhân… nên được khuyến khích sử dụng ở những nơi có điều kiện. B. Dạy học các bài cụ thể Bài 1 Thành phần nguyên tử I – Mục tiêu Kiến thức – Biết nguyên tử là phần tử nhỏ nhất của nguyên tố, không phân chia được trong các phản ứng hoá học. – Nguyên tử có cấu tạo gồm hạt nhân và vỏ electron. Nguyên tử có cấu tạo rỗng. Kĩ năng – Biết hoạt động độc lập và hợp tác để hoàn thành nhiệm vụ học tập. – Có kĩ năng tìm kiếm thông tin về nguyên tử trên mạng internet, lưu giữ và xử lí thông tin. II – Chuẩn bị – Phóng to hình 1.1 ; 1.2 và hình 1.3 (SGK). – Thiết kế mô phỏng các thí nghiệm SGK trên máy vi tính (có thể dùng phần mềm Powerpoint hoặc Macromedia Flash) để dạy học. III – thiết kế hoạt động dạy học Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Hoạt động 1. Tổ chức tình huống học tập Tại sao trong hàng ngàn năm sau khi có quan niệm về nguyên tử của Đê-mô-crit đã không có một tiến bộ nào trong nghiên cứu về nguyên tử? HS : Vì chưa có các thiết bị khoa học để kiểm chứng giả thuyết của Đê-mô-crit. Mãi đến cuối thế kỉ XIX, đầu thế kỉ XX mới có các thí nghiệm của Tôm-xơn, Rơ-dơ-pho. Hoạt động 2 : Thí nghiệm tìm ra electron GV : Giới thiệu thiết bị, hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm của Tôm-xơn, rút ra kết luận. Nếu trên đường đi của tia âm cực đặt một chong chóng nhẹ, chong chóng quay. Tia âm cực bị lệch về phía cực dương trong điện trường. GV : Tia âm cực là gì ? Tia âm cực được hình thành trong những điều kiện nào ? Khối lượng và điện tích của electron ? GV Trong nguyên tử, electron mang điện tích âm. Nhưng nguyên tử trung hòa về điện, vậy phần mang điện dương được phân bố như thế nào trong nguyên tử ? HS quan sát hình 1.1 và 1.2 (SGK) đã phóng to trên bảng. - Sự phát hiện tia âm cực chứng tỏ nguyên tử là có thật, nguyên tử có cấu tạo phức tạp. - Tính chất của tia âm cực : + Tia âm cực gồm các electron mang điện tích âm chuyển động rất nhanh. + Electron chỉ thoát ra khỏi nguyên tử trong những điều kiện đặc biệt. + Khối lượng, điện tích e (SGK). Hoạt động 3 : Thí nghiệm tìm ra hạt nhân nguyên tử GV giới thiệu các thiết bị thí nghiệm của Rơ-dơ-pho, đặt câu hỏi: Tại sao hầu hết hạt a xuyên thẳng qua lá vàng, trong khi chỉ có một số ít hạt a bị lệch hướng và một số ít hơn nữa hạt a bị bật trở lại ? GV tổng kết : Phần mang điện dương không nằm phân tán như Tôm-xơn đã nghĩ, mà tập trung ở tâm nguyên tử, gọi là hạt nhân nguyên tử. Vậy hạt nhân nguyên tử đã là phần nhỏ nhất của nguyên tử chưa ? HS quan sát hình 1.3 phóng to, suy nghĩ về hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm. HS : Chỉ có thể giải thích hiện tượng trên là do nguyên tử có cấu tạo rỗng. Phần mang điện tích dương chỉ chiếm một thể tích rất nhỏ bé so với kích thước của cả nguyên tử. Hoạt động 4 : Tìm hiểu cấu tạo hạt nhân Proton là gì ? Khối lượng và điện tích của proton ? Nơtron là gì ? Khối lượng và điện tích của nơtron ? GV : Các thí nghiệm đã xác nhận nguyên tử là có thật, có cấu tạo rất phức tạp. Vậy kích thước và khối lượng của nguyên tử như thế nào ? HS đọc SGK và nhận xét : + Hạt nhân chưa phải là phần nhỏ nhất của nguyên tử. + Hạt nhân gồm các proton và nơtron. + Khối lượng và điện tích của proton và nơtron (SGK). - HS kết luận : hạt nhân được tạo nên từ các hạt proton và nơtron Hoạt động 5 : Tìm hiểu kích thước và khối lượng của nguyên tử 1. Kích thước GV giúp HS hình dung nguyên tử có kích thước rất nhỏ, nếu coi nguyên tử là một khối cầu thì đường kính của nó ~10–10 m. Hạt nhân có kích thước rất nhỏ so với nguyên tử, đường kính của hạt nhân ~10–5 nm (nhỏ hơn nguyên tử ~ 10000 lần). 2. Khối lượng GV có thể dùng đơn vị gam hay kg để đo khối lượng nguyên tử được không? Tại sao người ta sử dụng đơn vị u (đvC) bằng khối lượng nguyên tử cacbon làm đơn vị ? HS đọc SGK rút ra các nhận xét : + Nguyên tử các nguyên tố khác nhau có kích thước khác nhau. + Đơn vị đo kích thước nguyên tử là Å, nm. 1 Å = 10–10m, 1nm = 10 Å HS dùng các đơn vị như gam hay kg để đo khối lượng nguyên tử rất bất tiện do số lẻ và có số mũ âm rất lớn, như 19,9264.10–27kg là khối lượng nguyên tử cacbon. Do đó, để thuận tiện hơn trong tính toán, người ta dùng đơn vị u (đvC). Hoạt động 6 : Tổng kết và vận dụng GV tổng kết các nội dung đã học, ra bài tập về nhà cho HS. HS giải các bài tập 1, 2, 3, 4 trong SGK theo 4 nhóm. Mỗi nhóm cử một đại diện lên chữa bài tập đã được phân công. Các nhóm khác nhận xét kết quả. Bài 2 Hạt nhân nguyên tử - nguyên tố hoá học I – Mục tiêu Kiến thức – Biết sự liên quan giữa số đơn vị điện tích hạt nhân với số proton và số electron. Biết cách tính số khối của hạt nhân nguyên tử. – Hiểu khái niệm nguyên tố hoá học. Thế nào là số hiệu, kí hiệu nguyên tử. Kĩ năng – Rèn kĩ năng giải các bài tập xác định số đơn vị điện tích hạt nhân, số proton, số nơtron, số electron của nguyên tử và số khối của hạt nhân nguyên tử. – HS hiểu sự cần thiết đảm bảo an toàn hạt nhân. Liên hệ với kế hoạch phát triển năng lượng điện hạt nhân của đất nước. – Rèn luyện khả năng tự học, tự đọc và hoạt động cộng tác theo nhóm, khả năng xây dựng và thực hiện kế hoạch. II – Chuẩn bị – Phiếu học tập. – Máy vi tính, máy chiếu đa năng nếu có. III – Thiết kế hoạt động dạy học Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Hoạt động 1. Tổ chức tình huống học tập GV : Đại lượng vật lí nào là đặc trưng cho một nguyên tố hoá học ? Hoạt động 2. Tìm hiểu điện tích hạt nhân và số khối của hạt nhân là gì ? GV yêu cầu HS tái hiện các đặc trưng của proton, nơtron về khối lượng và điện tích. Nguyên tử trung hòa về điện, cho nên : số đơn vị điện tích hạt nhân Z = số proton = số electron. GV thông báo số khối A = Z + N, trong đó Z là số đơn vị điện tích hạt nhân, N là số nơtron có trong hạt nhân nguyên tử. A và Z là những đặc trưng rất quan trọng của nguyên tử. HS nhớ lại kiến thức về điện tích của proton và nơtron. Một hạt nhân có Z proton thì điện tích của hạt nhân bằng Z+ và số đơn vị điện tích hạt nhân bằng Z. HS vận dụng trong thí dụ sau : nguyên tử nitơ có số đơn vị điện tích hạt nhân là 7, có N = 7, vậy nguyên tử nitơ có : + 7 proton và 7 electron. + Số khối A = 7 + 7 = 14 Hoạt động 3. Tìm hiểu khái niệm nguyên tố hoá học GV tổng kết : Nguyên tố hoá học là những nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân. Như vậy đại lượng vật lí đặc trưng của một nguyên tố hoá học là điện tích hạt nhân. HS đọc SGK và phát biểu định nghĩa nguyên tố hoá học, so sánh với nội dung này ở lớp 8. Nguyên tử là hạt vi mô đại diện cho nguyên tố hoá học. Hoạt động 4. Tìm hiểu khái niệm số hiệu và kí hiệu nguyên tử GV thông báo : Số hiệu nguyên tử của nguyên tố là số đơn vị điện tích hạt nhân nguyên tử của nguyên tố đó, được kí hiệu là Z. GV : Kí hiệu nguyên tử cho biết những gì ? - Điện tích hạt nhân, số hiệu nguyên tử và số electron trong nguyên tử. - Số khối và số nơtron trong hạt nhân. HS có thể làm việc theo nhóm, tự đọc SGK, thảo luận về số hiệu và kí hiệu của nguyên tử. HS xét thí dụ : cho biết số hiệu nguyên tử của Fe là 26, hạt nhân nguyên tử Fe có 26 proton, số khối của hạt nhân Fe là 56. NFe = 56 – 26 = 30 Hoạt động 5. Tổng kết và vận dụng giải các bài tập 1, 2, giao bài tập về nhà HS ôn lại bài 1 và bài 2, chuẩn bị cho bài 3. Bài 3 Đồng vị. nguyên tử khối và nguyên tử khối trung bình I – Mục tiêu Kiến thức – HS hiểu thế nào là đồng vị, nguyên tử khối và nguyên tử khối trung bình. – HS phân biệt được số khối và nguyên tử khối. Kĩ năng – Có kĩ năng xác định nguyên tử khối trung bình. – HS trình bày được thế nào là đồng vị, nguyên tử khối và nguyên tử khối trung bình. – Có khả năng hợp tác và cộng tác tốt, phát triển năng lực quản lí, thuyết phục, điều phối các hoạt động của nhóm. – Có kĩ năng tra cứu thông tin trên mạng internet, có khả năng đánh giá độ tin cậy của nguồn thông tin. II – Chuẩn bị GV : + Các phiếu học tập + Tranh vẽ các đồng vị của hiđro + Phương pháp dạy học : đàm thoại + gợi mở HS : Học bài 1 và 2. – HS tra cứu về đồng vị, số khối, nguyên tử khối và cách tính nguyên tử khối trung bình trong SGK, tài liệu tham khảo hay internet. – HS chuẩn bị được các bài trình diễn Powerpoint về những nội dung liên quan đến bài học. III – Thiết kế hoạt động dạy học Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Hoạt động 1 : Tổ chức tình huống dạy học - Sử dụng phiếu học tập số 1. a) Xác định số nơtron, proton, electron và số khối của các nguyên tử sau : Cl, Cl, C, C, C b) Nêu nhận xét và giải thích ? c) Định nghĩa đồng vị. GV dựa vào câu (b) để dẫn dắt HS đến định nghĩa đồng vị. HS điền đầy đủ các thông tin vào phiếu học tập, nhận xét và giải thích. a) A P E N Cl 35 17 17 18 Cl 37 17 17 20 C 12 6 6 6 C 13 6 6 7 C 14 6 6 8 b) Các nguyên tử của cùng một nguyên tố clo, cacbon có số khối khác nhau là do số nơtron khác nhau. c) Định nghĩa : SGK Hoạt động 2 : Dùng phiếu học tập số 2 Cho các nguyên tử : A, B, C, D, G, H, E, L, M, J các nguyên tử nào là đồng vị của nhau ? HS trả lời : + A và D là những đồng vị của nhau. + B và H là những đồng vị của nhau. + G và J là những đồng vị của nhau. Hoạt động 3 : Dùng phiếu học tập số 3 Cho hai đồng vị hiđro H và H và đồng vị clo : Cl và Cl Có thể có bao nhiêu loại phân tử HCl khác nhau tạo nên từ hai loại đồng vị của hai nguyên tố đó. + GV dùng sơ đồ biểu diễn cấu tạo 3 đồng vị của nguyên tố hiđro để giải thích trường hợp đặc biệt : đồng vị H là trường hợp duy nhất có n = 0 và H có số nơtron gấp đôi số proton và do đó các đồng vị có một số tính chất vật lí khác nhau. HCl, HCl, DCl, DCl Ký hiệu H là D HS đọc SGK để biết rằng hiện tượng đồng vị là một hiện tượng phổ biến. HS nêu một số ứng dụng của các đồng vị phóng xạ trong đời sống, y học… Hoạt động 4 : Dùng phiếu học tập số 4 a) Nguyên tử khối trung bình là gì ? Viết công thức tính nguyên tử khối trung bình và giải thích. b) Tính nguyên tử khối trung bình của nguyên tố niken, biết rằng trong tự nhiên các đồng vị của niken tồn tại theo tỉ lệ : Ni, Ni, Ni, Ni 67,76% 26,16% 2,42% 3,66% Công thức : = A là nguyên tử khối trung bình A, B… là nguyên tử khối của mỗi đồng vị, a, b… là tỉ lệ % mỗi đồng vị. HS đọc tư liệu trong SGK. a) Nguyên tử khối của một nguyên tố là nguyên tử khối trung bình của hỗn hợp các đồng vị có tính đến tỉ lệ phần trăm mỗi đồng vị trong hỗn hợp. b) = 58,74 c) Bài tập 5 trang 14 SGK Cu = 63,546 A = 63 a = ? B = 65 b = ? (theo công thức) Gọi a là % đồng vị Cu ị % đồng vị Cu là (100 - a) Dựa vào công thức : 63,546 = Giải tìm a = 72,7%, b = 27,3% Hoạt động 5 : GV hướng dẫn HS làm bài tập về nhà : 1, 2, 3, 6 trang 14 SGK. Bài 4 Sự chuyển động của electron trong nguyên tử. obitan nguyên tử I – Mục tiêu Kiến thức HS biết và hiểu : – Trong nguyên tử, electron chuyển động như thế nào ? So sánh được quan điểm của Rơ-dơ-pho, Bo và Zom-mơ-phen với quan điểm hiện đại về chuyển động của electron trong nguyên tử. – Thế nào là obitan nguyên tử, có những loại obitan nguyên tử nào ? Hình dạng của chúng ? Kĩ năng – Vận dụng các kiến thức đã học trả lời các câu hỏi và bài tập trong SGK và SBT. – Tự học và học theo nhóm, biết sử dụng công nghệ thông tin trong việc tìm kiếm tư liệu, trình diễn báo cáo của nhóm. II – Chuẩn bị – GV phóng to các hình 1.6 ; 1.7 ; 1.8 ; 1.9 và 1.10 SGK. – Có thể dùng phần mềm MS.Powerpoint và Macro media Flash để mô phỏng sự chuyển động của electron trong nguyên tử. – HS tìm hiểu thêm về cấu trúc của nguyên tử qua các trang web như từ điển Encarta, Wikipedia… III – Thiết kế hoạt động dạy học Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Hoạt động 1. Tổ chức tình huống học tập Trong nguyên tử, electron chuyển động như thế nào ? Sự chuyển động của electron có tương tự sự chuyển động của các hành tinh xung quanh mặt trời ? GV tổng kết và định hướng bài học. HS đọc SGK, phát biểu về các nội dung sau : Electron trong mô hình nguyên tử Rơ-dơ-pho, Bo và Zom-mơ-phen chuyển động như thế nào ? ưu và nhược điểm của mô hình này là gì ? Hoạt động 2. Sự chuyển động của electron trong nguyên tử GV tổng kết : Theo quan điểm hiện đại, quỹ đạo (đường đi) của electron không còn ý nghĩa. Do electron chuyển động rất nhanh cho nên chỉ một electron của H đã tạo nên đám mây electron. Obitan nguyên tử là khu vực không gian xung quanh hạt nhân nơi xác suất có mặt electron là lớn nhất (trên 90%). Vậy obitan nguyên tử có hình dạng như thế nào ? HS quan sát hình 1.7 và so sánh với hình 1.6, thảo luận nhóm. - Theo quan điểm hiện đại quỹ đạo (đường đi) của electron có còn ý nghĩa ? - Vì sao chỉ có 1 electron mà người ta gọi là đám mây electron của nguyên tử hiđro ? - Obitan nguyên tử là gì ? Hoạt động 3. Tìm hiểu hình dạng các obitan nguyên tử s và p GV tổng kết : Obitan s có dạng hình cầu, tâm là hạt nhân nguyên tử. Obitan p gồm 3 obitan px, py, pz có dạng hình số 8 nổi. Mỗi obitan có sự định hướng khác nhau trong không gian, chẳng hạn px định hướng theo trục x, obitan y định hướng theo trục y… HS quan sát các hình 1.9 và 1.10, nhận xét hình dạng của các obitan nguyên tử. - Obitan khác nhau (s, p, d, f) có hình dạng khác nhau. - HS có thể xem hình dạng các obitan phức tạp như d, f trên phần mềm orbital viewer. Hoạt động 4. HS vận dụng trả lời bài tập 5 (SGK) GV yêu cầu HS làm việc theo nhóm. Đại diện một nhóm trình bày kết quả thảo luận, GV tổng kết, nhận xét. HS : Theo lí thuyết hiện đại, trạng thái chuyển động của electron trong nguyên tử được mô tả bằng hình ảnh đám mây e. Hoạt động 5. HS vận dụng trả lời bài tập 6 (SGK) GV tổng kết, ra bài tập về nhà. Obitan s có dạng hình cầu, tâm là hạt nhân nguyên tử. Obitan p gồm 3 obitan px, py, pz có dạng hình số 8 nổi. Mỗi obitan có sự định hướng khác nhau trong không gian. Bài 5 Luyện tập về :  Thành phần cấu tạo nguyên tử Khối lượng của nguyên tử obitan nguyên tử I – mục tiêu Kiến thức – Củng cố các kiến thức về thành phần, cấu tạo nguyên tử, hạt nhân, kích thước, khối lượng, điện tích của các hạt proton, nơtron và electron. – Hệ thống hoá các khái niệm nguyên tố hoá học, kí hiệu nguyên tử, đồng vị, nguyên tử khối, nguyên tử khối trung bình. Kĩ năng – Rèn luyện kĩ năng tính toán, xác định số electron, proton, nơtron và nguyên tử khối khi biết kí hiệu nguyên tử. – Rèn luyện kĩ năng lập kế hoạch, hoạt động hợp tác theo nhóm. – Biết cách tra cứu thông tin về chủ đề của bài học trên mạng internet. II – chuẩn bị Phiếu học tập Nội dung 1 : Điền các thông tin cho sẵn ở bảng sau tương ứng với A, B, C hay D vào các chỗ trống trong các câu sau đây : Nguyên tử được tạo nên bởi…(1). Hạt nhân lại được tạo nên bởi …(2). Electron có điện tích là …(3), quy ước là 1–, khối lượng 0,00055 u. Proton có điện tích là …(4), quy ước là 1+, khối lượng xấp xỉ 1u. Nơtron có điện tích bằng 0, khối lượng xấp xỉ bằng…(5). TT A B C D 1 electron và nơtron electron và proton electron và hạt nhân nơtron và proton 2 nơtron và proton electron và nơtron electron và proton proton 3 –1,602.10-19C 1,602.10-19C –1,502.10-19C 1,502.10-19C 4 –1,602.10-19C 1,602.10-19C –1,502.10-19C 1,502.10-19C 5 1,5 u 1,1 u 1 u 2 u Nội dung 2 : Cho biết sự liên quan giữa số đơn vị điện tích hạt nhân Z với số proton trong hạt nhân và số electron ở vỏ nguyên tử. Cho thí dụ minh họa. Nội dung 3 : Kí hiệu nguyên tử có thể cung cấp những thông tin nào của nguyên tố hoá học ? Cho thí dụ minh họa. Chuẩn bị máy vi tính, máy chiếu đa năng ở những nơi có điều kiện. III – Thiết kế hoạt động dạy học Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Hoạt động 1. Tổ chức tình huống học tập Trong một tài liệu đọc được trên mạng internet, có một kí hiệu mà một HS lớp 10 không hiểu . Hãy giải thích cho bạn kí hiệu này có ý nghĩa như thế nào. HS tái hiện lại những kiến thức đã học, suy nghĩ để tìm câu trả lời. Hoạt động 2. Thảo luận nhóm GV hướng dẫn sử dụng phiếu học tập Nhóm 1. thảo luận nội dung 1 Nhóm 2. thảo luận nội dung 2. Nhóm 3. thảo luận nội dung 3. Hoạt động 3. Thảo luận chung cả lớp GV yêu cầu đại diện của mỗi nhóm trình bày kết quả thảo luận. HS các nhóm còn lại theo dõi, nhận xét phần thảo luận vừa trình diễn. Nêu các thắc mắc và tranh luận. Hoạt động 4. Hướng dẫn giải bài tập 5 (SGK) a) Tính nguyên tử khối trung bình của Mg. b) Giả sử trong hỗn hợp nói trên có 50 nguyên tử , thì số nguyên tử tương ứng của 2 đồng vị còn lại là bao nhiêu ? a) b) Số nguyên tử = 50 . 7,899 ằ 395. Số nguyên tử = 50 .1,101 ằ 55. Hoạt động 5. GV tổng kết bài học và ra bài tập về nhà Để tăng tính tích cực học tập của HS, phần thảo luận có thể tổ chức theo trò chơi giải đố ô chữ. Mỗi nhóm tự xây dựng một ô chữ, các ô hàng ngang liên quan đến các khái niệm như electron, hạt nhân, ô hàng dọc là một khái niệm lớn hơn như nguyên tử, nguyên tố hoá học… Thông qua trò chơi, HS sẽ nắm vững hơn các khái niệm liên quan đến cấu tạo nguyên tử. Bài 6 lớp và phân lớp electron I – Mục tiêu Kiến thức Biết trong nguyên tử các electron được phân bố như thế nào, thế nào là lớp và phân lớp electron. Có bao nhiêu obitan nguyên tử trong một lớp electron và trong một phân lớp electron. Kĩ năng Rèn kĩ năng giải các bài tập có liên quan và khả năng hợp tác nhóm. Có kĩ năng về công nghệ thông tin để hỗ trợ cho quá trình dạy học. II – Chuẩn bị – HS đọc bài 6, tóm tắt các ý chính của bài. – Máy chiếu đa năng, máy vi tính. III – Thiết kế hoạt động dạy học Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Hoạt động 1. Tổ chức tình huống học tập GV nêu câu hỏi : thế nào là lớp, phân lớp electron trong nguyên tử ? Hoạt động 2. Tìm hiểu khái niệm lớp electron GV lưu ý HS lớp K là lớp electron gần hạt nhân nhất, liên kết chặt chẽ nhất với hạt nhân. Các electron cùng một lớp có mức năng lượng gần bằng nhau. HS đọc SGK và phát biểu số thứ tự lớp electron là những số nguyên, bắt đầu từ số 1, 2, 3, 4 tương ứng với các chữ K, L, M, N… Hoạt động 3. Tìm hiểu về phân lớp electron GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK và điền đầy đủ thông tin vào các chỗ trống : Lớp K (n = 1) có ….phân lớp, kí hiệu…. Lớp L (n = 2) có ….phân lớp, kí hiệu…. Lớp M (n = 3) có ….phân lớp, kí hiệu…. áp dụng : cho biết lớp N (n = 4) có mấy phân lớp ? Viết kí hiệu các phân lớp đó. Lớp N có 4 phân lớp là 4s, 4p, 4d và 4f. Từ đó ta có thể suy ra lớp electron thứ n có n phân lớp. Hoạt động 4. Tìm hiểu số obitan trong một phân lớp, một lớp áp dụng : GV hướng dẫn HS tính số obitan của lớp thứ 4 (lớp N) = 42 = 16 (obitan). GV có thể minh họa hình ảnh các obitan nguyên tử trên phần mềm orbital viewer HS : Phân lớp s có 1 obitan, có đối xứng cầu trong không gian. Phân lớp p có 3 obitan px, py, pz định hướng theo các trục x, y, z. Phân lớp d có 5 obitan, có định hướng khác nhau trong không gian. Hoạt động 5. Tổng kết bài học, ra bài tập về nhà HS ghi nhớ : thế nào là lớp và phân lớp electron, cách tính số obitan tối đa trong một phân lớp, một lớp. Bài 7 Năng lượng của các electron trong nguyên tử Cấu hình electron của nguyên tử I – Mục tiêu Kiến thức – HS biết thứ tự các mức năng lượng của các electron trong nguyên tử. – Việc phân bố các electron trong nguyên tử tuân theo những nguyên lí và quy tắc nào. – Cấu hình electron của nguyên tử biểu diễn sự phân bố electron trên các phân lớp thuộc các lớp khác nhau. Kĩ năng – Có kĩ năng viết cấu hình electron của nguyên tử thuộc 20 nguyên tố đầu. – Biết cách tìm kiếm thông tin về sự sắp xếp các electron trong nguyên tử trên mạng internet, lưu giữ và xử lí thông tin. II – Chuẩn bị – Phóng to hình 1.11 và bảng cấu hình electron của nguyên tử 20 nguyên tố đầu (SGK). – Thiết kế mô phỏng sự phân bố electron theo các lớp khác nhau trong nguyên tử của nguyên tố nào đó (có thể dùng phần mềm Powerpoint hoặc Macromedia Flash) để dạy học. III – Thiết kế hoạt động dạy học Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Hoạt động 1. Tổ chức tình huống học tập GV : Trong bài học trước các em đã được nghiên cứu sự phân bố các electron theo các lớp và phân lớp. Vậy cơ sở để xếp các electron vào các lớp và phân lớp là gì? Hoạt động 2. Tìm hiểu trật tự mức năng lượng GV : Năng lượng kể từ gần nhân nhất của các lớp n tăng theo thứ tự từ 1 đến 7 và năng lượng của các phân lớp tăng theo thứ tự s, p, d, f (hình vẽ). Người ta đã xác định thứ tự sắp xếp các phân lớp theo chiều tăng của mức năng lượng : 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s... HS đọc SGK : Electron gần hạt nhân có mức năng lượng thấp nhất, electron xa hạt nhân có mức năng lượng cao hơn. Thực nghiệm xác định mức năng lượng của phân lớp 3d cao hơn phân lớp 4s. Hoạt động 3. Tìm hiểu ô lượng tử, nguyên lí Pau-li, số electron tối đa trong một phân lớp và một lớp. Nguyên lí vững bền, quy tắc Hund HS đọc SGK, tóm tắt các ý chính về : - Ô lượng tử. - Nguyên lí Pau-li, nguyên lí vững bền, quy tắc Hun. Hoạt động 4. Tìm hiểu cấu hình electron nguyên tử GV tổng kết thành quy tắc viết cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố hoá học. HS tìm hiểu quy tắc viết cấu hình electron nguyên tử. Thí dụ : Fe (Z = 26) 1s22s22p63s23p63d64s2 Hoạt động 5. Thế nào là nguyên tố s, p, d, f ? HS đọc SGK và trả lời nguyên tố s là những nguyên tố mà nguyên tử có electron cuối cùng được điền vào phân lớp s. Tương tự như vậy với các nguyên tố p, d, f. Hoạt động 6. Viết cấu hình electron của 20 nguyên tố đầu GV lấy thí dụ cấu hình electron nguyên tử Na làm mẫu: 1s22s22p63s1. GV hướng dẫn HS kiểm tra kết quả dựa vào bảng cấu hình electron của nguyên tử 20 nguyên tố đầu (SGK). GV chia lớp thành 4 nhóm viết lần lượt cấu hình electron của 20 nguyên tố đầu và xác định số electron trên các lớp của mỗi nguyên tử. Hoạt động 7. Tìm hiểu đặc điểm của electron lớp ngoài cùng GV cho HS nhận xét các nguyên tử có thể có tối đa bao nhiêu electron ở lớp ngoài cùng. Các nguyên tử kim loại như Na, Mg, K, Ca, Al, các phi kim như O, N, Cl, P, S có bao nhiêu e ở lớp ngoài cùng ? HS : Đối với nguyên tử của tất cả các nguyên tố, lớp ngoài cùng có nhiều nhất là 8e trừ nguyên tử He (có 2e) hầu như không tham gia vào phản ứng hoá học (trừ trong một số điều kiện đặc biệt). Hoạt động 8. Tổng kết toàn bộ bài học Cách viết cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố. Biết được cấu hình electron của nguyên tử thì có thể dự đoán được những tính chất hoá học điển hình của nguyên tố đó. - Kim loại có từ 1 - 3 electron lớp ngoài cùng, (4 electron có thể là KL hoặc PK). - Phi kim có 5 - 7 electron lớp ngoài cùng. - Khí hiếm (có 2 e ở He) có 8 electrron . Bài 8 Luyện tập chương 1 I – Mục tiêu Kiến thức HS củng cố các kiến thức : – Thành phần, cấu tạo nguyên tử, đặc điểm các hạt cấu tạo nên ngu