Giáo án bài 1: thành phần nguyên tử (1 tiết)

Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khoa Hóa học Bộ môn Phương pháp giảng dạy Giáo án bài 1: Thành phần nguyên tử (1 tiết) Giáo viên: Hoàng Thị Bắc I. Mục tiêu bài học 1. Về kiến thức Học sinh biết: - Nguyên tử là phần tử nhỏ nhất của nguyên tố. - Nguyên tử có cấu tạo phức tạp. Nguyên tử có cấu tạo rỗng. 2. Về kỹ năng - Rèn luyện phương pháp tư duy trừu tượng. - Làm quen với phán đoán, suy luận khoa học. - Rèn luyện kĩ năng tính toán: tính khối lượng, kích thước nguyên tử. II. chuẩn bị Giáo viên: - Phần mềm mô phỏng thí nghiệm tìm ra electron của J.J.Thomson. - Phần mềm mô phỏng thí nghiệm chứng minh sự tồn tại của hạt nhân nguyên tử. - Phần mềm mô tả thành phần cấu tạo nguyên tử và cấu tạo rỗng của nguyên tử. Học sinh: - Đọc lại sách giáo khoa Hóa học lớp 8 phần cấu tạo nguyên tử. III. Giảng BàI mới Ta biết mọi vật thể đều được tạo ra từ chất này hay chất khác. Thế còn các chất được tạo ra từ đâu? Câu hỏi đó đã được đặt ra từ cách đây mấy nghìn năm. Ngày nay, khoa học đã có câu trả lời rõ ràng và các em sẽ được biết trong bài này. Hoạt động của GV Hoạt động HS Ghi bảng Hoạt động 1 Cho HS quan sát thí nghiệm mô phỏng tìm ra electron của Thomson và mô tả thí nghiệm. Hỏi: Tại sao tia đi từ cực âm sang cực dương lại lệch về phía bản mang điện tích dương và bị đẩy ra xa bản mang điện tích âm? KL: Tia đó gọi là tia âm cực. Bản chất của tia âm cực là chùm các hạt nhỏ bé mang điện tích âm, gọi là các electron. Mô tả thí nghiệm và nhận xét. Vì tia đó mang điện tích âm. I. Thành phần cấu tạo nguyên tử 1. Sự tìm ra electron Năm 1897, Thomson đã phát hiện ta tia âm cực, mà bản chất là các chùm hạt nhỏ bé mang điện tích âm, gọi là các electron (e). me = 9,1095.10-31kg qe = -1,602.10-19C (qui ước qe = 1-) Hoạt động 2 Cho HS quan sát thí nghiệm mô phỏng chứng minh sự tồn tại của hạt nhân nguyên tử và mô tả thí nghiệm. Hỏi: Các em quan sát thí nghiệm và hãy nêu nhận xét về đường đi của các hạt α khi nó đi qua lá vàng? Giải thích: Chùm hạt a mang điện tích dương khi đi gần đến hoặc va phải hạt cũng mang điện tích dương, có khối lượng lớn nên nó bị đẩy và chuyển động chệch hướng hoặc bị bật ngược trở lại. Hạt mang điện tích dương đó chính là hạt nhân nguyên tử. Hầu hết các hạt a đều xuyên thẳng qua lá vàng nhưng có một số rất ít đi lệch hướng ban đầu hoặc bị bật lại phía sau khi gặp lá vàng. 2. Sự tìm ra hạt nhân nguyên tử Nguyên tử có cấu tạo rỗng, gồm: - Hạt nhân mang điện tích dương nằm ở tâm của nguyên tử, và có kích thước rất nhỏ so với kích thước của nguyên tử. - Vỏ electron của nguyên tử gồm các electron chuyển động xung quanh hạt nhân. Hoạt động 3 Năm 1918 khi nghiên cứu sự phóng điện trong khí loãng, Rơ-dơ-pho thấy rằng, ngoài tia âm cực còn có một dòng các hạt khác có điện tích bằng điện tích của electron nhưng trái dấu. Nếu khí trong ống phóng điện là hiđro thì tạo ra ion dương nhẹ nhất, gọi là proton (kí hiệu là p). 3. Cấu tạo của hạt nhân nguyên tử a) Sự tìm ra proton H ắđ H+ + e Hạt ion H+ là hạt proton. mp = 1,6726.10-27kg qp = +1,602.10-19C = -qe (qui ước qp = 1+) - Các hạt electron (e) và proton (p) có trong thành phần của mọi nguyên tử. Hoạt động 4 Năm 1932, Chatwick (cộng tác viên của Rơ-dơ-pho) dùng hạt α bắn phá một tấm kim loại beri mỏng đã phát hiện ra một loại hạt mới có khối lượng xấp xỉ proton, nhưng không mang điện, được gọi là hạt nơtron (kí hiệu là n). b) Sự tìm ra nơtron Năm 1932, Chat-uých đã phát hiện ra hạt nơtron (n). mn =1,6748.10-27kg ằ mp qn = 0 Kết luận: Thành phần cấu tạo của nguyên tử gồm: - Hạt nhân nằm ở tâm của nguyên tử gồm các hạt proton và nơtron. - Vỏ nguyên tử gồm các electron chuyển động xung quanh hạt nhân. Đặc tính của các hạt cấu tạo nên nguyên tử Đặc tính hạt nhân Vỏ nguyên tử Hạt nhân Electron (e) Proton (p) Nơtron (n) Điện tích (q) Cu-lông qe = -1,602.10-19 C qp = +1,602.10-19 C qn = 0 Qui ước 1- 1+ 0 Khối lượng (m) me = 9,1095.10-31 kg ằ 0,549.10-3 u mp = 1,6726.10-27 kg ằ 1 u mn = 1,6748.10-27 kg ằ 1 u Chú ý: - Khối lượng của nguyên tử tập trung hầu hết ở hạt nhân. - Khối lượng của các electron không đáng kể so với khối lượng của nguyênt tử. - Trong nguyên tử số electron bằng số proton cho nên nguyên tử trung hòa về điện. Hoạt động 5 Cho HS quan sát phần mô phỏng cấu tạo nguyên tử. Đường kính của nguyên tử khoảng 10-10 m còn đường kính của hạt nhân nguyên tử khoảng 10-14 m. Như vậy đường kính của nguyên tử lớn hơn đường kính của hạt nhân khoảng 104 lần, tức là nguyên tử có cấu tạo rỗng, ở giữa là hạt nhân nguyên tử còn xung quanh là các electron chuyển động. II. Kích thước và khối lượng của nguyên tử 1. Kích thước nguyên tử - Để biểu thị kích thước của nguyên tử người ta thường dùng đơn vị nanomet (nm) hay angstrom (Ǻ). 1nm = 10-9m; 1Ǻ = 10-10m; 1nm = 10Ǻ - Đường kính nguyên tử ằ 10-10 m. - Đường kính hạt nhân nguyên tử ằ 10-14 m. Hoạt động 6 VD: Tính khối lượng nguyên tử oxi, biết hạt nhân nguyên tử oxi có 8p và 8n. Giải: Có 8p ⇒ có 8e mp = 8 ´ 1,6726.10-27 = 13,3808.10-27kg mn = 8 ´ 1,6748.10-27 = 13,3984.10-27 kg me = 8 ´ 9,1095.10-31 = 72,876.10-31 kg mhn = mp + mn = 26,7792.10-27 kg mnt = mhn + me = 26,7865.10-27kg 1 HS lên bảng còn lại tự làm vào vở. 2. Khối lượng nguyên tử Vì nguyên tử được tạo nên từ 3 loại hạt: p, n, e mà me << mp ⇒ mnt ằ mp + mn ⇒ mnt ằ mhn tức là khối lượng của nguyên tử tập trung hầu hết ở hạt nhân. Hoạt động 7 Đối với nguyên tử người ta ít dùng đơn vị gam (khối lượng tuyệt đối: KLTĐ) mà dùng khối lượng u (khối lượng tương đối: KLtđ). Đơn vị này được định nghĩa như sau: u = Mối liên hệ giữa KLtđ với KLTĐ và khối lượng mol nguyên tử (M): - KLtđ = KLTĐ ´ NA - Khối lượng mol nguyyên tử (g/mol) có giá trị đúng bằng KLtđ của nguyên tử. VD: Tính khối lượng nguyên tử hiđro theo u, biết khối lượng nguyên tử tuyệt đối của nó là 1,6725.10-27kg. 1 HS lên bảng còn lại tự làm vào vở. Giải: MH = = 1,08 u. Đơn vị khối lượng nguyên tử u = ị Hoạt động 8 Bài tập củng cố 1 nguyên tử R có tổng số hạt các loại bằng 115. Số hạt mang điện tích nhiều hơn số hạt không mang điện tích là 25 hạt. Tìm nguyên tử khối của nguyên tử R? Bài giải: Cách 1: mnt = 1,3406.10-25 kg M = = 80,7 u. Cách 2: M = 35´0,549.10-3 + 35´1 + 45´1 = 80,02 u. Bài tập về nhà: 1, 2, 3, 4, 5 (SGK trang 8) --------------- / ---------------