Цель. Продолжить  знакомство  с  периодической  системой химических элементов Д. И. Менделеева. Расширить  знания  учеников о  радио­активности и  строении атома.. Формировать умения  давати характеристику  химическим  элементам  по положенню  в периодической системе, рассчитывать  количество протонов, нейтронов и електронов в  атоме. Сформировать  понятия  об  изотопах. Дать уточненное определение  «химический  элемент» исходя из знаний  периодического закона — фундамен­тального закона природы.

Оборудование:  периодическая система химических элементов  Д.И. Менделеева, презентація «Строение атома», компьютер.

План урока

І. Организация класса.

ІІ. Проверка  домашнего  задания

1.Какие сведения можно получить об ел-те № 9:

Символ- , порядковый номер- , название химического элемента -, атомная масса – , название простого вещ-ва- .

2. Назвать малые периоды  и большие  периоды.

3.Сколько групп имеет периодическая система химических элементов.

4.Назвать ел-ты 1 группы гл. подгруппы, побочной.

5. Элементы каких типов находятся в подгруппах

6. Разделить на металлы и неметаллы : 1,6,16,30,35,58,92,110

ІІ. Актуализация и мотивация учебной деятельности.

Д. И. Менделеев обобщил большой объем знаний и открыл фундаментальный закон природы - периодический закон. Но уровень тогдашних знаний не давал возможности раскрыть физический смысл периодического закона, выявить причины периодического изменения свойств элементов в зависимости от роста их атомных масс. Это стало возможным лишь после выяснения строения атома.

ІІІ.  Изучение нового материала.

1.В науке долго господствовало мнение, что атомы - наименьшие частицы вещества и не содержат других, более простых составляющих частиц (слайд  2). Поэтому они неделимы и не могут превращаться в другие атомы. Однако в конце XIX в. физики экспериментально подтвердили сложность строения атома.  Модель Томсона   (слайд  3). Открытие рентгеновских лучей (1895), явления радиоактивности (1896), электрона (1897) вызвали революцию в естествознании, в частности способствовали пересмотру представлений о структуре и свойствах вещества, поскольку атом оказался сложным образованием. Само открытие радиоактивности сыграло большую роль в установлении сложной природы атома и раскрытии его структуры.

2.Строение атома. Изучая рассеяние а-частиц, проходящих сквозь тонкие металлические пластинки, Э. Резерфорд в 1911 г. предложил схему строения атома, получившей название ядерная модель атома  (слайд 4,5). Эрнест Резерфорд (1871-1937)  английский физик, член Лондонского королевского общества (1903), один из создателей учения о радиоактивности и строении атома. Предложил ядерную модель строения атома (1911). Осуществил первую искусственную ядерную реакцию     (1919). Предсказал существование нейтрона, лауреат Нобелевской премии (1908).

Согласно этой модели атом состоит из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов, вращающихся  вокруг него. Положительный заряд ядра нейтрализуется суммарным отрицательным зарядом электронов, так что атом в целом электронейтральный.  (слайд 6,7,8 ).

Порядковый номер элемента - заряд ядра его атома. Многочисленные экспериментальные исследования английских ученых (Э. Резерфорда, Г. Мозли, 1917 г.) показали, что заряд ядра атома равен порядковому номеру элемента в периодической системе ( слайд 9,10,11,12,13,14,15).

3. Физический смысл периодического закона.

 Поскольку атом в целом электронейтральный, то и число электронов в атоме также равен порядковому номеру элемента. Например, порядковый номер элемента железа Fe - 26. Это означает, что заряд ядра его атома +26, а поскольку атом электронейтральный, то и электронов должно быть 26, суммарный отрицательный заряд которых составляет -26 (заряд электрона - наименьший отрицательный заряд, принят за единицу)  (слайд 17).

Открытие физического смысла порядкового номера дало новое обоснование размещению элементов в периодической системе. Выяснилось, что элементы размещены не столько за ростом атомной массы, сколько за ростом заряда ядер их атомов. Получила объяснения и кажущаяся противоречивость в системе Д. И. Менделеева - размещение трех пар элементов (Аргон и Калий, кобальта и никеля, теллур и йод) не в порядке возрастания их атомных масс, а наоборот. Оказалось, что такое размещение соответствует величине зарядов ядер атомов этих элементов. Итак, противоречия нет (слайд 18,19,20).

4. Состав атомных ядер. Изотопы

Каждый отдельный вид атомов (вид ядра) называется нуклидом. Нуклиды - это разновидности атомов (атомных ядер) с определенным числом протонов и нейтронов.  Термин «нуклид» употребляется для обозначения любых атомов, отличающихся составом ядра (или разным числом нуклонов, или при одинаковом числе нуклонов различным соотношением протонов и нейтронов). Если нуклиды принадлежат одному и тому же химическому элементу и имеют одинаковое количество протонов, но различающиеся по числу нейтронов, то они называются изотопными нуклидами, или просто изотопами (от гр. Изос - одинаковый и топос - место)  ( слайд 21 ). Изотопы - это нуклиды одного химического элемента, имеющие одинаковое протонное число (заряд ядра).  Обозначения нуклидов кислорода:  Кислород-16, Оксиген-17, Оксиген-18 или 16О, 17О, 18О . Например, природный Оксиген, кроме нуклидов 16О, содержит еще атомы с нуклонного числами 17 и 18. Это означает, что в естественном кислорода являются различные виды атомов, в ядре содержат одинаковое число протонов (по 8), но разное количество нейтронов (соответственно 8, 9, 10). Именно поэтому они и различаются между собой атомной массой. Указанные нуклиды 16О, 17О, 18О и есть изотопами кислорода.

Названия и символы изотопов совпадают с названиями и символами соответствующего химического элемента. Исключение составляют изотопы легкого из элементов - водорода. Они имеют нуклонного числа 1, 2, 3 и собственные названия и символы (слайд 22,23) .

Относительная атомная масса элемента в периодической системе - это среднее значение атомных масс его изотопов с учетом их массовых долей в природном элементе. Именно потому, что почти все элементы - это смеси нуклидов, их относительные атомные массы не целочисленные, а дробные. 

5. Изотопы  стабильные и радиоактивные (радионуклиды).

Стабильные нуклиды имеют все «парные» элементы и большинство «нечетным» с протонным числом (зарядом ядра) <83. Нуклиды всех элементов, расположенных в периодической системе после Висмута, радиоактивные.

Радиоактивный распад химических элементов. В процессе радиоактивного излучения атомы радиоактивных элементов распадаются, превращаясь в атомы других элементов. Так, каждый атом Радуюсь Ra расщепляется на атом гелия Не та атом Радона Rn. Соответствующие простые вещества - гелий и радон - принадлежат к семье инертных газов:

22688Ra → 42He + 22286Rn

Радон также радиоактивен. Он излучает электрон и превращается в нуклид Францию-222 и т. д.:

В отличие от химических реакций, при которых атомы остаются неизменными, в приведенных уравнениях процессов радиоактивного распада происходит превращение одних атомов на другие. Такие процессы относятся к ядерным реакциям.

Каждый радионуклид имеет свою скорость радиоактивного распада, которую невозможно ни увеличить, ни уменьшить. Эта скорость не зависит от конкретных факторов и характеризуется периодом полураспада. Он показывает, что в течение некоторого времени распадается половина первоначального количества имеющегося радионуклида. В следующий такой же интервал времени распадается половина остатка, т.е. вдвое меньше, еще в следующий - вдвое меньше, чем в предыдущий, и т. д. Наблюдая, например, за изменением количества Радона-222, установили, что из 3,85 суток остается половина исходного количества, еще через 3,85 суток - только 1 / 4, затем 1 / 8 и т. д.

Интервал времени, в течение которого количество радиоактивных атомов данного элемента уменьшается вдвое, называют периодом полураспада.

Эта величина характеризует продолжительность жизни элемента. Для разных радиоактивных элементов она колеблется от долей секунды до миллиардов лет. Так, для Полонию 218Ро период полураспада составляет 3 мин, для Радуюсь 226Ra - 1620 лет, для Урана 238U - 4,5 млрд лет, что сопоставимо с возрастом Земли, а для Тория 232Th - втрое больше - 14 млрд лет. Понятно, что авария на Чернобыльской АЭС (1986 p.), вследствие которой на Украину (и другие страны) «свалилась» почти вся таблица Менделеева со многими радиоактивными элементами, нанесла непоправимый ущерб прежде нашему народу.

6. Радиоактивное излучение.

Радиоактивное излучение (радиация) опасно тем, что оно невидимо, не имеет ни запаха, ни вкуса, поэтому человек его никак не ощущает. Однако оно, особенно упромени, имеет большую проникающую способность. Проникая внутрь живых организмов, радиация вызывает ионизацию молекул биологической системы, разрушает клеточные мембраны, поражает клетки костного мозга и т.п. А это приводит к генетическим повреждениям, которые передаются по наследству будущим поколениям клеток, если клетки не успели погибнуть. В свою очередь, это приводит к нарушениям иммунной системы, снижение сопротивляемости живого организма различным заболеваниям и т.д.  До недавнего времени считалось, что существует безопасный уровень, ниже которого радиация не влияет на здоровье человека. Сейчас такой взгляд опровергнут. Длительное воздействие малых доз радиации оказывает разрушительное воздействие на живые организмы. Многие заболевания, ранее никогда не связывались с уровнем радиации (грипп, пневмония, диабет, болезни сердца и почек, паралич), в действительности существенно зависят даже от малых доз облучения, в том числе и внутреннего, вызываемую попаданием радионуклидов внутрь организма вместе с питьевой водой и продуктами питания.

ІV . ВЫВОДЫ.

  Научные открытия в конце XIX в. - Открытие рентгеновских лучей, радиоактивности, электрона - способствовали пересмотру взглядов на атом как самую простую, самую маленькую частичку вещества.

Атом состоит из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов. Величина заряда ядра атома равна порядковому номеру элемента в периодической системе. (слайд 24,25,26)

Элементы периодической системе размещены по возрастанию величины заряда ядер их атомов.

Свойства элементов и их соединений находятся в периодической зависимости от величины заряда ядер их атомов.

Изотопы - это нуклиды одного химического элемента. Они имеют одинаковое число протонов, но разное число нейтронов. В периодической системе изотопы занимают одно и то же место.

Нуклиды бывают стабильные и радиоактивные. Последние самовольно распадаются, что сопровождается излучением - радиацией, которая вредно влияет на все живое.

V.  Обобщение и систематизация знаний.

1. В чем заключается суть радиоактивности? Кто и как открыл это явление? Назвать  два-три радиоактивных  элемента.

2. Что представляет собой атом? Кто впервые предложил модель атома?

3. В чем заключается физический смысл порядкового номера элемента?

4. Определи заряд ядра атомов О, Р, Аl, I, Au, F, Be и число электронов в атомах этих элементов (слайд 27).

5.  Чему равно протонное число ?

6. Основной вклад в массу атома делают

(А) протоны и электроны,

(Б) протоны и нейтроны;  

(В) ядро

(Г) нейтроны и электроны.

7. Общее число электронов в атоме элемента с протонным числом 13 и относительной атомной массой 27 -                 (А) 13; (Б) 14, (В) 27; (Г) 40.

8. Число протонов в нуклиде фосфора -          (А) 15; (Б) 17, (В) 31; (Г) 46.

9. Число нейтронов в нуклиде Урана -            (А) 235; (Б) 92, (В) 327 (Г) 146.

10. Ядро атома одного из изотопов меди содержит 36 нейтронов. Нуклонного число этого нуклида равно                                           (А) 96; (Б) 29, (В) 65; (Г) 94.

VІ. Домашнее задание