Методическая разработка теоретического занятия Строение атома
ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ
«КУПИНСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ ТЕХНИКУМ»
МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА
ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ
по дисциплине Химия
Раздел: Неорганическая химия
Тема: Химия – наука о веществах. Строение атома
Специальность: 34.02.01 «Сестринское дело» 1 курс
Купино
2016
Рассмотрена на заседании
предметно - цикловой методической комиссии по
общеобразовательным дисциплинам, общему гуманитарному и
социально – экономическому, математическому
и естественнонаучному циклу
Протокол____ от___________________2016 г.
Председатель ______________ /Тюменцева О.Н./
Автор - составитель: преподаватель химии высшей категории
Веде Ирина Викторовна
Пояснительная записка
к методической разработке дисциплины «Химия» по теме
«Химия – наука о веществах. Строение атома».
Методическое пособие разработано для преподавателя с целью формирования знаний по теме: «Химия – наука о веществах. Строение атома».
Целью данного занятия является изучение новой темы. Задачей занятия является формирование новых знаний. При изучении нового материала используются следующие формы работы: создание проблемной ситуации, самостоятельная работа с учебным материалом, использование ИКТ.
Методическая разработка составлена в соответствии с требованиями ФГОС среднего общего образования, предъявляемыми к структуре, содержанию и результатам освоения учебной дисциплины «Химия», и в соответствии с Рекомендациями по организации получения среднего общего образования в пределах освоения образовательных программ среднего профессионального образования на базе основного общего образования с учетом требований федеральных государственных образовательных стандартов и получаемой специальности 34.02.01 Сестринское дело среднего профессионального образования (письмо Департамента государственной политики в сфере подготовки рабочих кадров и ДПО Минобрнауки России от 17.03.2015 № 06-259).
Освоение содержания учебной темы «Химия – наука о веществах. Строение атома» обеспечивает формирование следующих результатов:
личностных:
- готовность и способность к самостоятельной, творческой и ответственной деятельности (образовательной, проектно-исследовательской, коммуникативной и др.) (Л1);
метапредметных:
- самостоятельно осуществлять, контролировать и корректировать учебную, внеурочную и внешкольную деятельность с учётом предварительного планирования; использовать различные ресурсы для достижения целей; выбирать успешные стратегии в трудных ситуациях (М1);
предметных:
- владение основополагающими химическими понятиями, теориями, законами и закономерностями; уверенное пользование химической терминологией и символикой;
- сформированность системы знаний об общих химических закономерностях, законах, теориях.
УЧЕБНО – МЕТОДИЧЕСКИЙ ПЛАН ЗАНЯТИЯ
Тема занятия «Химия – наука о веществах. Строение атома».
Вид занятия изучение нового материала
Продолжительность проведения занятия 90 минут
Цели занятия:
1. Воспитательные
воспитание готовности и способности к самостоятельной, творческой и ответственной деятельности (образовательной, проектно-исследовательской, коммуникативной и др.)
2.Развивающие
-развитие способности самостоятельно осуществлять, контролировать и корректировать учебную, внеурочную и внешкольную деятельность с учётом предварительного планирования; использовать различные ресурсы для достижения целей (М1);
- развивать навыки успешного выбора стратегии в трудных ситуациях (М2);
3. Образовательные
- сформирование системы знаний об общих химических закономерностях, законах, теориях (П1).
- формулирование и применение химических понятий, теорий, законов, закономерностей в соответствии с темой урока (П2);
- формирование навыков уверенное пользование химической терминологией и символикой (П3).
Междисциплинарная интеграция:
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
Внутридисциплинарная интеграция:
Методическое обеспечение занятия: методическая разработка занятия по теме: содержание учебного материала, презентация на тему «Строение атома».
Оборудование.
мультимедийная система, презентация Строение атома.
Задания для самостоятельной работы студентов:
Ответы на вопросы: учебник О.С.Габриелян «Химия» 11 класс, Москва, Дрофа – 2014г. страницы 3-23
Перечень литературы:
Основная: О.С.Габриелян «Химия» 11 класс, Москва, Дрофа – 2012 г.
Дополнительная:
ресурсы интернет
Описание хода занятия
№
Основные этапы
занятия
Ориентировочное время
Содержание этапа.
Методическое обоснование
1.
Организационный момент
Цель: этап дисциплинирует и настраивает студентов на учебную деятельность
2 мин.
Преподаватель отмечает отсутствующих на занятии, проверяет готовность аудитории и студентов к занятию
2.
Мотивация учебной деятельности. Целевая установка.
Цель: активизация познавательной деятельности студентов. (Л1)
3 мин.
Преподаватель подчеркивает значимость, актуальность темы. Определяет цели и план занятия.
3.
Изучение нового материала
Цель- формирование знаний по данной теме
(Л1); (М1); (П1); (П2); (П3).
55 мин
На этом этапе создается проблемная ситуации для развития логического, аналитического мышления (Приложение 1) – 5 мин
Самостоятельная работа с учебным материалом:
- заполнение таблицы «Строение атома» (Приложение 2) – 10 мин;
- составление конспекта, работа с учебным материалом - правила составления электронных и графических формул атомов (Приложение3) – 10 мин
- работа у доски – разбор примеров графических формул – 15 минут
- самостоятельная работа (Приложение 4) – 15 минут
3.
Физкультминутка
реализация
Цель: снятие напряжения с мышц шеи, верхних конечностей
3 мин
Преподаватель организует выполнение комплекса физических упражнений
4.
Осмысление и систематизация полученных знаний реализация
Цель: систематизация и закрепление полученных знаний
М1, П1-3
15 мин.
Проверка заполнения таблицы «Строение атома»;
электронных и графических схем строения атомов химических элементов
7.
Подведение итогов
10 мин.
Выставление оценки в соответствии с критериями оценки.
8.
Задание на дом
2 мин.
П. 1-4, ответы на вопросы.
Страница 23 №1 (письменно)
9.
Всего
90 мин
Приложение 1
Как же развивалась классическая теория строения атома?
Понятие «атом» возникло и оформилось как система представлений об устройстве окружающего мира в воззрениях древнегреческих философов в 500-200 гг. до н.э. Левкипп утверждал, что мир состоит из мельчайших частиц и пустоты. Демокрит назвал эти частицы атомами и считал, что они вечно существуют и способны двигаться. Форма, внешнее различие атомов. как считалось, придают определённые свойства телам. Например, атомы воды – гладкие, они способны перекатываться, и поэтому жидкости свойственна текучесть; атомы железа имеют зубчики, которыми они закрепляются друг за друга, что придаёт железу свойства твёрдого тела. Способность атомов самостоятельно взаимодействовать друг с другом была предложена Эпикуром.
Затем, в течение почти 20 столетий, учение об атомном строении окружающего мира не получило развития и было предано забвению.
В начале XIX в. Дж. Дальтон возродил атомистическую теорию. Он установил, что атомы одного и того же хим. элемента имеют одинаковые свойства, а разным элементам соответствуют разные атомы. Была введена важнейшая характеристика атома – атомная масса, относительные значения которой были установлены для ряда элементов. Однако атом по-прежнему считался неделимой частицей.
В конце XIX и в начале XX вв. появились экспериментальные доказательства сложной структуры атома:
- фотоэффект – явление, когда при освещении металлов с их поверхности испускаются носители электрического заряда ( А.Г. Столетов, 1889 г.);
- катодные лучи – поток отрицательно заряженных частиц–электронов в вакуумированной трубке, содержащей анод и катод (Дж. Томсон, 1897 г.);
- рентгеновские лучи – электромагнитное излучение, подобное видимому свету, но с гораздо более высокой частотой, испускаемое веществами при сильном воздействии на них катодных лучей;
- радиоактивность – явление самопроизвольного превращения одного хим. элемента в другой, сопровождающееся испусканием электронов, положительно заряженных частиц, других элементарных частиц и рентгеновского излучения ( А. Беккерель, М. Складовская-Кюри, 1896-189 гг.)
Как же развивалась классическая теория строения атома?
Гипотеза Дж. Томсона.
В этой модели атом уподоблен сферической капле с положительным зарядом. Внутрь сферы вкраплены отрицательно заряженные электроны, которые совершают колебательные движения в связи с чем атом излучает электромагнитную энергию. Атом в целом нейтрален.
Модель атома Дж. Томсона не была подтверждена экспериментальными фактами и осталась гипотезой.
Планетарная модель Э.Резерфорда (1911 г).
Атом состоит из положительно заряженного ядра и электронов, вращающихся вокруг ядра по замкнутым орбитам подобно движению планет вокруг Солнца. Этой моделью мы пользуемся и сейчас. Но теория Э.Резерфорда не могла объяснить излучение и поглощение энергии атомом.
Квантовые постулаты Н.Бора (1913 г).
Опирались на теоретические идеи М.Планка (1900г) и А.Эйнштейна (1905г).
Основные положения своей теории Бор сформулировал в виде постулатов – утверждений, принимаемых без доказательства, содержание которых сводится к следующему:
Электрон может вращаться вокруг ядра не по любым, а только по некоторым определённым круговым орбитам с соответствующими значениями энергии. Эти орбиты получили название стационарных.
Двигаясь по стационарной орбите
· не излучает электромагнитной энергии (и не поглощает её).
Излучение происходит при скачкообразном переходе
· с одной стационарной орбиты на другую. При этом испускается или поглощается квант электромагнитного излучения, энергия которого равна разности энергии атома в конечном и исходном состояниях.
Постулаты Бора находились в резком противоречии с положениями классической физики. С точки зрения классической механики
· может вращаться по любым орбиталям, а классическая электродинамика не допускает движения заряженной частицы по круговой орбите без излучения. Но эти постулаты нашли своё оправдание в замечательных результатах, полученных Бором при расчёте спектра атома водорода.
Итак, по Резерфорду, атом состоит из «+» ядра и «-» электронов. Заряд ядра численно совпадает с порядковым номером элемента в ПС. «-» заряд
· принят за единицу. Т.к. атом в целом электронейтрален, то зн. число
· равно заряду ядра, т.е. лорядковому номеру элемента.
Na+11 11
· ; К+19 19
· ; Mn+25 25
· ;
Приложение 2
Характеристика частиц, входящих в состав атома
Область атома, в которой находятся частицы
Частицы
название
символ
заряд
масса
Число в атоме
Ядро
Электронная оболочка
23Na Z + N = A
Эталоны ответа:
Область атома, в которой находятся частицы
Частицы
название
символ
заряд
масса
Число в атоме
Ядро
протон
p+
+1
1
Z
нейтрон
n0
0
1
Ar – Z
Электронная оболочка
электрон
·
-1
1/1840
Z
Приложение 3
Правила заполнения орбиталей
Расположение атомной орбитали относительно ядра, её форма и размеры определяются запасом энергии, которым обладают находящиеся на ней
·. Чем меньше запас энергии
·, тем сильнее притягивается он к ядру и тем меньше по размерам его орбиталь.
А)
·, который при движении образует облако шаровой (сферической) формы, называют s-электронами, а орбиталь – s-орбиталь. Для каждого значения n существует одна s-орбиталь, но с соответствующим запасом энергии электронов на нем и, следовательно, с соответствующим диаметром, растущим по мере значения n.
Б) электронное облако может иметь форму гантели. Гантелевидные облака с одинаковым запасом энергии расположены в пространстве по взаимоперпендикулярным осям координат x, y, z, проведённых через ядро атома. Это р-облака. Каждое из них вмещает р-электроны. С значения n электроны занимают р-орбитали, расположенные на больших расстояниях от ядра и направленные по осям x, y, z.
Помимо s- и р-облаков, существуют d- и f-облака. Они более сложные по строению.
Обычно
· стремятся занять наиболее близкое к ядру положение, соответствующее меньшему запасу энергии: сначала заполняются s-орбиталь, потом р-орбиталь.
· занимают d- и f-орбитали лишь тогда, когда s- и р-орбитали уже заполнены.
1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < 5d1 =4f14 < 5d10 <6p < 7s < 6d1 = 5f14 < 6d10 < 7p.
Правило Клечковского:
Правило n + l, или правило Клечковского. Энергия электрона в атоме определяется значениями главного n и побочного l квантовых чисел, поэтому сначала заполняются электронами те энергетические уровни и подуровни, для которых сумма значений квантовых чисел n + l минимальна. Если для двух подуровней одного или разных уровней суммы n + l равны, то сначала заполняется подуровень с меньшим значением n. n –главное квантовое число, значение которого соответствует номеру периода;
l- орбитальное квантовое число, значение которого на:
s подровне = 0,
p подровне =1,
d подровне = 2,
f подровне = 3.
La Ac
У элементов 4-го и 5-го периодов первые 2
· занимают соотв. 4s- и 5s-орбитали. Начиная с 3-го эл-та каждого большого периода , последующие 10
· поступят на предыдущие 3d- и 4d-орбитали соответственно ( у эл-тов побочных подгрупп).
У эл-тов 6го и 7-го периодов первые 2
· поступят на внешний s-подуровень, следующий 1
· ( у La и Ac) на предыдущий d-подуровень. Затем 14
· поступят на третий снаружи энерг. уровень на 4 f- и 5 f-орбитали соотв. у лантаноидов и актиноидов. Затем снова начнёт застраиваться второй снаружи энерг. уровень (d-подуровень): у элементов побочных подгрупп, и, наконец, только после заполнения десятью электронами d-подуровня будет снова заполняться внешний р-подуровень.
В атоме Не+2 2 s-электрона. Как могут существовать на одном энерг. уровне 2 электронных облака сферической формы? Дело в том, что помимо поступательного вращения вокруг ядра
· одновременно вращается вокруг своей оси. Такое вращение называют спиновым, или спином (англ. веретено).
· может вращаться по часовой стрелке и против неё. 2
· с антипараллельными (противоположными) спинами создают около себя магнитное поле с протовоположнонаправленными силовыми линиями. При этом возникают условия для взаимного притяжения
·, и 2
· с противоположными спинами могут находиться на одной орбитали. Этот принцип носит название принципа Паули: «В атоме, на одной орбитали может находиться не более двух электронов, но их спины будут противоположны».
Электронная конфигурация атома –
показывает распределение
· по энерг. уровням и подуровням.
+1Н 1s1 число
· с данной формой облака
форма электронного облака
Номер
энерг.уровня
Графические электронные формулы (изображения электронной структуры атома) –
показывает распределение
· по энерг. уровням, подуровням и орбиталям.
I период: +1Н
Где -
·, -
· с антипараллельными спинами, орбиталь.
При записи графической электронной формулы следует помнить правило Паули и правило Хундда « Если в пределах одного подуровня имеется несколько свободных орбиталей, то
· размещаются каждый на отдельной орбитали и лишь при отсутствии свободных орбиталей объединяются в пары».
(Работа с электронными и графическими электронными формулами).
Напр., H+11s1; He+21s2; Li+31s22s1 ; Na+11 1s2 2s2 2p63s1 ; Ar+181s2 2s2 2p6 3s23p6 ;
I период: водород и гелий – s-элементы, у них заполняется электронами s-орбиталь.
II период: Li и Be – s-элементы
B, С, N, O, F, Ne – р-элементы
В зависимости от того, какой подуровень атома заполняется электронами последним, все элементы делят на 4 электронных семейства или блока:
1) s-элементы – у них заполняется
·-ми s-подуровень внешнего слоя атома; к ним относятся водород, гелий и эл-ты гл.п/гр. I и II групп.
2) р-элементы – у них заполняется электронами р-подуровень внешнего уровня атома; к ним относят элементы гл.п/гр. III - VIII групп.
3) d-элементы – у них заполняется электронами d-подуровень предвнешнего уровня атома; к ним относятся эл-ты побоч.п/гр. . I - VIII групп,т.е. эл-ты вставных декад больших периодов, распложенные между s- и р-элементами, их также называют переходными элементами.
4) f-элементы - у них заполняется электронами f-подуровень третьего снаружи уровня атома; к ним относятся лантаноиды ( 4f-элементы) и актиноиды (5f-элементы).
У атомов меди и хрома происходит «провал»
· с 4s- на 3d-подуровень, что объясняется большей энергетической устойчивостью образующихся при этом электронных конфигураций 3d5 и 3d10:
29Cu 1s22s22p63s23p64s13d10
24Cr 1s22s22p63s23p64s13d5
Экспериментально доказано, что состояния атомов, при которых p-, d-, f-орбитали заполнены наполовину (p3, d5, f7), целиком (p6, d10, f14) или свободны, обладают повышенной устойчивостью. Этим объясняются переходы – «провалы» - электронов между близкорасположенными орбиталями. Те же отклонения наблюдаются у аналога хрома – молибдена, а также у элементов подгруппы меди – серебра и золота. Уникален в этом отношении палладий, у атома которого 5s-электронывообще отсутствуют и который имеет след. Конфигурацию: 46Pd 1s22s22p63s23p64s23d104р65s04d10.
Приложение 4
Задания для самостоятельной работы
1 вариант
Составьте графическую структуру и запишите электронную формулу атома кальция с использованием правил Клечковского и Хунда, принципа Паули.
Критерии оценивания
Применены правила Клечковского и Хунда, принцип Паули да/нет
Составлена правильно графическая электронная структура атома да/нет
Составлена правильно электронная формула строения атома да/нет
Система оценивания
Применяется дихотомическая система оценивания критерием оценки выступает правило: за правильное решение (соответствующее эталонному – показателю) выставляется 1 балл, за неправильное решение (несоответствующее эталонному – показателю) выставляется 0 баллов.
Оценка:
Оценка «неудовлетворительно» проставляется если, менее 1 балла.
Оценка «удовлетворительно» проставляется если, 1 балл.
Оценка «хорошо» проставляется, если 2 балла.
Оценка «отлично» проставляется, если 3 балла.
Условия выполнения задания
1. Место (время) выполнения задания аудитория
2. Максимальное время выполнения задания: 5 мин./час.
3.Работать самостоятельно, не пользуясь никакими источниками.
Эталон ответа
Задания для самостоятельной работы
2 вариант
Текст задания:
Составьте графическую структуру и запишите электронную формулу атома фосфора с использованием правил Клечковского и Хунда, принципа Паули.
Критерии оценивания
Применены правила Клечковского и Хунда, принцип Паули да/нет
Составлена правильно графическая электронная структура атома да/нет
Составлена правильно электронная формула строения атома да/нет
Система оценивания
Применяется дихотомическая система оценивания критерием оценки выступает правило: за правильное решение (соответствующее эталонному – показателю) выставляется 1 балл, за неправильное решение (несоответствующее эталонному – показателю) выставляется 0 баллов.
Оценка:
Оценка «неудовлетворительно» проставляется если, менее 1 балла.
Оценка «удовлетворительно» проставляется если, 1 балл.
Оценка «хорошо» проставляется, если 2 балла.
Оценка «отлично» проставляется, если 3 балла.
Условия выполнения задания
1. Место (время) выполнения задания аудитория
2. Максимальное время выполнения задания: 5 мин./час.
3.Работать самостоятельно, не пользуясь никакими источниками.
Эталон ответа
Приложение 5
Критерии оценки работы студентов на занятии
Составлен конспект, с кратким описанием теорий, характеризующих строение атома
1 балл
Итоговая оценка
4 балла – «5»
3 балла – «4»
2 балл – «3»
Таблица заполнена правильно
1 балл
Записаны правильно формулировки правил заполнения электронных орбиталей
1 балл
Составлена правильно графическая формула химического элемента
1 балл
Химия
Химия
География
История
Физика
Периодический закон
Химическая связь
Валентные возможности атомов
Строение атома
Гибридизация атомных орбиталей и геометрия молекул
15