Конспект урока "Строение атома. Схема опыта Резерфорда" 8 класс
Урок №4
«Строение атома. Схема опыта Резерфорда».
Цели урока:
1) Познакомить учащихся со строением атома и с планетарной моделью атома по
Резерфорду.
Тип урока: комбинированный.
Применяемые методы: фронтальный опрос, проблемный, коллективная работа
учащихся, творческая работа учащихся.
Демонстрации: 1. Таблицы со схемой опыта Резерфорда и схемой планетарной модели
атома.
2. Таблица «Периодическая система химических элементов Менделеева».
Оборудование: ПК, мультимедийный проектор
Ход урока.
I. Приветствие. Постановка цели.
II. Проверка домашнего задания. Повторение изученного материала.
Фронтальный опрос:
1. Какое физическое явление было положено Иоффе и Милликеном в основу
их опытов? В чём сущность этого явления?
2. Назовите основные части установки, которую использовали в опытах
Иоффе.
3. Какие силы действуют на электрически заряженные пылинки (капли
масла), расположенные в электрическом поле между заряженными
пластинами?
4. При каком условии заряженная пылинка, находящаяся между
заряженными, горизонтально расположенными пластинами остаётся в
положении равновесия?
5. Как изменяется заряд пылинки при освещении её ультрафиолетовыми
рентгеновскими) лучами?
6. Какой вывод был сделан из опытов Иоффе и Милликена?
7. Что такое электрон?
8. Какова масса электрона?
9. Можно ли снять электрический заряд электрона? Почему?
10. Шуточный вопрос.
Какой кулон нельзя повесить на шею? ( Ответ: Кулон – единица
электрического заряда).
III. Контроль знаний учащихся.
Тест – А.В. Чеботарёва. Тесты по физике, 8 класс (См. приложение к уроку)
IV. Изучение нового материала.
План изложения нового материала:
1. Модели атома, существовавшие до начала XIX века
2. Опыты Резерфорда.
3. Сообщения учащихся из биографии и работ Резерфорда
4. Ядерная модель атома Резерфорда.
5. Закрепление.
1. Опыты Милликена и Иоффе со всей убедительностью доказали существование
устойчивой частицы – электрона, который обладает элементарным
электрическим зарядом. Возник вопрос, где находится эта частица и каково
строение атома? В начале века в физике бытовали самые разные и часто
фантастические представления о строении атома. Например, ректор
Мюнхенского университета Фердинанд Линдеман в 1905 году утверждал, что
«…атом кислорода имеет форму кольца, а атом серы – форму лепёшки».
Продолжала жить и теория «вихревого атома» лорда Кельвина, согласно которой,
атом устроен подобно кольцам дыма, выпускаемым изо рта опытного
курильщика.
Но большинство физиков склонялись к мысли, что прав Томсон. По мысли
Томсона, положительный заряд атома занимает весь объём атома и распределён в
этом объёме с постоянной плотностью. Простейший атом – атом водорода
представляет собой положительно заряженный шар радиусом около 10
-8
см,
внутри которого находится электрон. У более сложных атомов в положительно
заряженном шаре находится несколько электронов, так что атом подобен кексу, в
котором роль изюминок играют электроны. Сам Томсон относился к своей
модели без энтузиазма.
Джон Стоней ещё в 1891 году предполагал, что электроны движутся вокруг
атома, подобно спутникам планет. Японский физик Хантаро Насаока в 1903 году
говорил, что атом представляет своего рода сложную астрономическую систему
подобно кольцу Сатурна. Вопрос о строении атома изучали и русские физики:
П.Н. Лебедев и известный учёный-народник Н. Морозов.
Ни один из сторонников идеи планетарного атома не мог подтвердить её
опытом. Такой опят в 1909 году поставил Эрнест Резерфорд.
2. Модель опыта Резерфорда.
Обращаем внимание на то, что -частицы по массе в 8000 раз тяжелее
электрона, а скорость их очень велика, примерно 1,5*10
7
м/с, т.е. они пролетели
бы расстояние от Земли до Луны примерно за 25 с.
В опыте Резерфорда используют золотую фольгу толщиной 0,1 микрометра,
в такой пластинке по толщине укладывается около 330 слоёв атомов золота.
Большинство -частиц проходило без отклонения сквозь 330 атомов и лишь
одна из 8000 тысяч отклонялась на большой угол.
Резерфорду понадобилось несколько лет, чтобы окончательно понять столь
неожиданное рассеяние -частиц на большие угла. Он пришёл к выводу, что
положительный заряд атома сосредоточен в очень малом объёме в центре атома,
а не распределён по всему атому как в модели Томсона.
3. Сообщения учащихся из биографии и работ Резерфорда.
4. Резерфорд предложил ядерную (планетарную) модель атома:
Слайд 1
атомы любого элемента состоят из положительно заряженной части,
получившей название ядра;
в состав ядра входят положительно заряженные элементарные частицы -
протоны (позднее было установлено, что и нейтральные - нейтроны);
вокруг ядра вращаются электроны, образующие, так называемую,
электронную оболочку.
Пользуясь схемой, сначала объясняем строение атома водорода, имеющего
один протон и один электрон. Затем рассматриваем ядерную модель строения
более сложных атомов.
Представление о размерах атомов даёт такое сравнение: поперёк ногтя
мизинца (1 см) могло бы уместиться примерно 100 000 000 атомов.
Чтобы подчеркнуть особенности строения атома – чрезвычайно малый объём
ядра, в котором сосредоточена почти вся масса (около 99,98% массы атома),
приводим пример: если атом водорода увеличить так, что ядро достигнет
размеров футбольного мяча, то электрон окажется на расстоянии 23 км от ядра. О
плотности ядерного вещества даёт представление такое сравнение: если бы объём
человека массой 80 кг уменьшился за счёт промежутков между ядром и
электроном, т.е. если бы электроны расположились «вплотную» к ядрам, то
новый объём стал бы равен примерно 10
-6
мм
3
(приблизительно миллионная
часть булавочной головки).
Затем в качестве упражнений рассматриваем строение атомов более сложных
элементов.
Подчёркиваем, что химические свойства атомов определяются зарядом ядра и
что атомы отличаются друг от друга числом электронов. Возникает вопрос: как
определяется число электронов в атоме и число частиц, составляющих ядро
атома.
Слайд 2.
Заряд ядра атома q
я
= еZ;
е – элементарный электрический заряд, Z – порядковый номер элемента
– зарядовое число.
Химические свойства элемента зависят только от зарядового числа.
Слайд 3.
Z – число протонов в ядре
Z=Z
p
=Z
e
(число протонов равно числу электронов).
Слайд 4
Атом электрически нейтрален.
Это означает, что суммарный отрицательный заряд электронов равен
положительному заряду ядра.
Слайд 5.
Ядро состоит из протонов и нейтронов: А – массовое число
А=N+Z; N=A-Z, где N – число нейтронов.
X
A
Z
,
где Х – символ химического элемента.
Учащиеся должны научиться определять состав атома любого химического
элемента и уметь изобразить и объяснить модели строения простейших атомов.
Слайд 6
Слайд 7
В процессе рассмотрения строения атомов учащиеся отвечают на вопросы:
1. Чем отличаются друг от друга атомы различных химических
элементов?
2. Что является главной характеристикой химического элемента?
3. Какие частицы входят в состав ядра? Как определить их число?
Далее сообщается учащимся, что электроны располагаются по электронным
оболочкам, причём на первой, более близкой к ядру, не более 2 электронов, на
второй – не более 8, на третьей – не более 18, на четвёртой – не более 32, на
пятой – не более 50. Электроны, находящиеся на внешних оболочках, слабее
удерживаются электрическим полем ядра, поэтому они могут переходить к
другим атомам.
Затем даётся понятие положительного и отрицательного иона.
Слайд 8.
Атом, потерявший один или несколько электронов, обладает
положительным зарядом и называется положительным ионом.
Слайд 9
Атом, присоединивший один или несколько электронов, обладает
отрицательным зарядом и называется отрицательным ионом.
5. Закрепление.
В качестве закрепления составляем таблицу и записываем её в тетрадь.
Слайд 10
Учащиеся отвечают на вопросы:
1. В ядре атома углерода содержится 12 частиц. Вокруг ядра движется 6
электронов. Сколько в ядре этого атома протонов и нейтронов?
2. Сколько протонов, нейтронов, электронов в положительном ионе лития?
3. Во что превратится атом натрия, если «убрать» из его ядра один протон,
не изменяя количество электронов?
4. Что имеет большую массу: атом лития или положительный ион лития?
Атом хлора или отрицательный ион хлора?
Вывод: массу атома считают приблизительно равной массе иона,
пренебрегая массой электрона по сравнению с массой ядра.
V. Подведение итогов урока. Выставление оценок за работу на уроке.
VI. Задание на дом.
Слайд 11
1. § 30, устно ответить на вопросы в конце § 30.
2. упр. 11 (1,2)
