Интегрированный урок Современные представления о строении атома


МОУ «Средняя общеобразовательная школа №5 г. Надыма»
Проект «Естественнонаучное непрерывное конвергентное образование»
Зелевская А.С., учитель химии, биологии
Шульгина И.В., учитель физики
Интегрированный урок - практикум по химии и физике
«Современные представления о строении атома. Физика атома»
Контингент обучающихся: 11 класс, выпускники, выбравшие в качестве экзамена по выбору (ЕГЭ) физику или химию.
Цели учебного занятия:
повторить и закрепить понятия: атом, нуклоны, ядерные силы, радиоактивность, электронные оболочки с целью подготовки к ЕГЭ;
повторить и закрепить практические навыки применения правил смещения Содди для решения задач на α, β, γ-распад;
установить межпредметные связи химии и физики.
Тип учебного занятия: урок повторения, закрепления и обобщения изученного материала.
Форма учебного занятия: семинар-практикум.
Основные формы и методы обучения: актуализация опорных знаний на основе использования межпредметных связей, метод проблемного изложения учебного материала, самостоятельная работа обучающихся, работа в группах, самопроверка, самоконтроль, выполнение интерактивных тестов (проблемно и практико-ориентированные подходы).
Средства обучения: персональные компьютеры, мультимедийный проектор, экран, цифровые образовательные ресурсы, раздаточный дидактический материал.
1.Организационный момент.
Взаимное приветствие учителей и обучающихся.
Учитель (физики): Всем известно, что на одну и ту же проблему или какой-либо факт, можно взглянуть с различных точек зрения, что вы порой и делаете, даже не подозревая об этом, на учебного занятиях химии, физики, биологии, географии. Мы решили в очередной раз объединить уроки химии и физики, для того, чтобы наиболее полно рассмотреть некоторые вопросы при подготовке к ЕГЭ.
2. Актуализация опорных знаний.
Учитель (физики): Мы предлагаем вам посмотреть видеофрагмент. (демонстрация видеофрагмента «Вселенная»).
Объясните, что вы наблюдали при просмотре видеофрагмента?
Обучающиеся: Вселенная.
Учитель (физики): Правильно, это Вселенная. А что такое, на ваш взгляд, Вселенная?
Обучающиеся:
Наша Вселенная - это вещество, энергия и пространство. Она включает в себя всё: от крошек на полу в нашей кухне, до Солнца, планет, звёзд и галактик, а также пыли и газов в межзвёздном пространстве и света, струящегося сквозь сумрак космоса. Вселенная состоит из всех этих частей, вместе взятых. Само же слово «вселенная» происходит от латинского выражения, которое означает «единственный в своём роде». Хотя это и нелегко объяснить с нашей, земной точки зрения, но безграничная Вселенная обладает определённой структурой. (сл. № ___.) Какой структурой …..?
Обучающиеся: Действительно, Вселенную условно можно разделить на две области: это макромир и микромир. Это две специфические области объективной реальности, различающиеся уровнем структурной организации материи.
Учитель (физики): Охарактеризуйте каждую из этих структур.
Обучающиеся: Сфера макроявления - это обычный мир, в котором живет и действует человек (планеты, земные тела, кристаллы, большие молекулы и др.). Качественно иную область представляет микромир (атомы, ядра, элементарные частицы и др.), где размеры объектов меньше миллиардных долей сантиметра, а временные промежутки порядка миллиардных долей секунды, т. е. непосредственно недоступны наблюдению (сл. № ___).
Учитель (физики): Современная наука в действительности показывает тесную связь между макро- и микромиром и обнаруживает, в частности, возможности появления макроскопических объектов при столкновении микрочастиц высокой энергии. Проникновение науки в мир атома, а затем атомного ядра и элементарных частиц явилось блестящим доказательством правильности вывода многих ученых о «бесконечности материи вглубь»
Путешествие человечества в глубины микромира продолжаются более 2500 лет и еще далеко от завершения. Демокрит – Ломоносов – Иоффе Миликен – Резерфорд – Чедвик – это только часть самых ярких имён, благодаря которым постигнуты законы микромира
Учитель (химии): Мы предлагаем вам отправится в глубины микромира и вспомнить, что вам о нем уже известно (видеофрагмент мультфильма «Путешествие»)
Давайте определим цели нашего учебного занятия (формулирование цели, демонстрация сл.)
Фронтальный опрос:
Учитель (химии): Хронологическая последовательность истории открытия атома. (ОМС Строение атома сл №1)
(Демонстрация видеофрагмента мульфильма (Строение атома)
Учитель (химии): Как устроен атом, согласно этой теории? (ОМС Строение атома сл. №2)
Обучающиеся: Атом состоит из элементарных частиц (электронов, протонов, нейтронов)
Учитель (химии): Каковы же свойства этих частиц?
Обучающиеся: так как частицы имеют массу и размеры они несут свойства объектов микромира, т.е. корпускулярным).
Учитель (физики): Квантовая механика характеризует элементарные частицы как объекты микромира двойственной природы - корпускулярно-волновым дуализмом, т.е. они являются одновременно и частицами (корпускулами) и волнами.
λ=h÷(m·v)
Учитель (химии): Как изменится атом в результате изменения в нем количества электронов? Как изменится атом в результате изменения в нем количества нейтронов?
Рассмотрим каждую часть атома и их свойства
1. Атомное ядро.
Вы повторили, как устроено атомное ядро
а) Разновидности атомов одного и того же элемента с одинаковым числом протонов, но разным числом нейтронов.
A = Z+N
N = A–Z
А – массовое число;
Z – заряд ядра (порядковый номер элемента);
N – число нейтроны.
(эвристическая беседа)
Демонстрируется слайд с задания по изотопам
б) ядерные реакции
Учитель (химии):Какими свойствами обладают ядра атомов химических элементов?
До недавнего времени в Австралии существовала легенда о долине Смерти. Каждый, кто попадал в эту местность, размером чуть больше классной комнаты, спустя незначительное время погибал. Местные жители говорили, что его забрали духи. (Демонстрация фрагмента мультфильма ядерные реакции).
Учитель (химии): Какое научное объяснение данного факта вы можете предложить?
Обучающиеся: основным свойством атомного ядра некоторых химических элементов является радиоактивность.
Учитель (физики):Сформулируйте понятие радиоактивности
Обучающиеся: радиоактивность – это самопроизвольный распад ядер атомов с испусканием элементарных частиц (сл. №____)
Учитель (физики): Как вы думаете, на какие 2 вида делится радиоактивность по своей природе?
Обучающиеся: искусственная и естественная (природная).
Число радиоактивных элементов увеличивается к нижней части периодической системы (Sr, Cs, U, Po, Pu).
Учитель (физики): Вернемся к определению радиоактивности: распад ядер с испусканием элементарных частиц. Два ключевых понятия: «распад» и «элементарные частицы».
Учитель (физики): Исходя из типа частиц, которые образуются, какие виды распадов существуют?
Обучающиеся: «Альфа», «бета» и «гамма»
Учитель (физики): Рассмотрим первый тип ядерного распада, что называется, изнутри. (Демонстрация анимационной модели α – распада)
Охарактеризуйте процесс α – распада.
Обучающиеся: Выделяется ядро атома гелия, содержащее 2протона и 2 нейтрона.
Учитель (физики): Для того, чтобы составить общую схему α – распада, проанализируем, что происходит с ядром исходного изотопа
Обучающиеся: Его заряд уменьшается на 2 единицы, масса – на 4 единицы
Учитель (физики): Решите уравнение.
А ZХ → He24 + А-4 Z-2У
На основе полученной схемы получите продукт в следующем уравнении (работа возле доски):
Ra226 → He24 + …
Ra226 → He24 + Rn222
Рассмотрим модель β-распада. (Демонстрация анимационная модель β-распада)
Охарактеризуйте процесс β– распада
Обучающиеся: Выделяется электрон.
Учитель (химии):Составьте самостоятельно схему данного распада в общем виде.
Обучающиеся: Заряд ядра исходного атома увеличивается на 1 единицу, масса остается неизменной.
А ZХ → e + АZ+1У
Учитель (химии): Решите уравнение и получите продукт распада ядра:(работа возле доски)
Cs138 → e + …
Cs138 → e + Ba138
Рассмотрим модель γ-распада. (Демонстрация анимационная модель γ-распада)
Учитель (химии): Охарактеризуйте процесс γ– распада.
Обучающиеся: Испускание γ — квантов не сопровождается распадом атома, оно излучается не атомом, а ядром. Фотоны не γ-излучения не имеют массы и электрического заряда
Учитель (физики): Проблемный вопрос: Как вы думаете, какой тип излучения (α, βили γ) более опасен для организма человека и почему?
Обучающиеся: Ядра атома гелия тяжелые, поэтому данный вид излучения имеет низкую проникающую способность и может задерживаться несколькими сантиметрами воздуха. Держать источник α-излучения в руках не опасно даже для кожи. Единственную угрозу большого количества α-лучи представляют при вдохе (при непосредственном попадании в организм).
Бета – частицы двигаются с огромной скоростью, масса их мала, поэтому их проникающая способность гораздо выше, и они представляют угрозу для кожи человека
Гамма-кванты не имеют массы и заряда и при прохождении через вещество слабо взаимодействуют с ядрами и электронами. Поэтому гамма — кванты обладают наибольшей проникающей способностью и представляют наибольшую опасность для здоровья человека.
Учитель (химии): Каково же состояние электронов в атоме?
Обучающиеся: Под состоянием электрона в атоме понимают совокупность информации об энергии определенного электрона в пространстве, в котором он находится. Электрон не имеет траектории, т.е. можно говорить лишь о вероятности нахождения его в пространстве вокруг ядра
Часть атомного пространства, в котором вероятность нахождения данного электрона наибольшая (равна 90%) называется атомной орбиталью.
Энергия и размер орбиталей увеличивается. Совокупность всех электронов, которые находятся на одном энергетическом уровне, - это электронный слой.
Учитель (химии): Как определить максимальное количество электронов на каждом энергетическом уровне? Сколько электронов может находится на одной атомной орбитали?
Обучающиеся: Общее число электронов на каждом энергетическом уровне рассчитывается по формуле. (слайд №3, ОМС Строение ...)
На одном энергетическом уровне могут находиться орбитали, которые имеют различные геометрические формы.
Учитель (химии): Какие виды атомных орбиталей вам известны?
S – АО - 1 орбиталь, имеет сферическую форму, p -АО -(3 орбитали), имеет гантелеобразную форму; d-АО (5 орбиталей) и f - АО - (7 ).
Учитель (химии): Охарактеризуйте порядок заполнения электронами атомных орбиталей.
Задание: (работа у доски) охарактеризовать строение атома следующих химических элементов: Na, Cl, V, As
Учитель (физики). Итак, мы вспомнили научные обоснования сложности строения атома. Теперь приступаем к выполнению индивидуальных практических заданий.
Подведение итогов. Рефлексия.
Демонстрация фрагмента видеофильма «Значение атома».
«Квантовая механика очень впечатляет, но внутренний голос говорит мне, что это еще не окончательная истина» (Альберт Эйнштейн).

Приложенные файлы


Добавить комментарий