План урока по химии на тему "Распределение электронов в атоме. Изготовление моделей атомов"

Школа: НИШ ФМН г.Семей

Дата: 24/11/2014

Имя преподавателя: Бекжанова Э.К.

Класс: 8

Тема: Распределение электронов в атоме. Изготовление моделей атомов.

Количество присутствующих:

отсутствующих:

Цели обучения, которым посвящен этот урок

-вспомнить число электронов в атоме каждого из первых 20 элементов
 
- понимать, что электроны в атомах распределяются последовательно по оболочкам на возрастающем расстоянии от ядра
 
-понимать, что число электронов в каждой электронной оболочке не превышает определенного максимального значения
 
-использовать эти знания для того, чтобы нарисовать модель распределения электронов по оболочкам

Цели обучения

Учащиеся смогут:
- Используя мини планшетные доски для небольшого теста на знание количества электронов первых 20 элементов показать имеющиеся знания

- Объяснить, что не все электроны в атоме одинаковы – они имеют различную энергию и распределяются согласно энергии на определенных оболочках.

- Объясните вместимость (электронов) в оболочках.

- Составить таблицу, показывающую распределение электронов в каждом из 20 элементов и использовать стандартную последовательность распределения электронов (например, 2:8:1)

- Представить атомы в виде диаграмм электронных оболочек

Языковые цели

Учащиеся могут использовать новые слова безошибочно таким образом, чтобы показать свое понимание.

Специальная  лексика и терминология по предмету:

атом, (электронная) оболочка, энергетический уровень, подуровень, орбиталь (S,P), ядро, последовательность, группа, расстояние, ближайший, наиболее отдаленный, внутренний, внешний, пользоваться ключевой лексикой для устного описания атома и распределения электронов вокруг ядра по энергетическим уровням.

Предыдущее  обучение

Понимание основных частиц – протона, нейтрона, электрона (6.4C)

Знание строения атомов первых 20 элементов (7.1A)

План

Планируемое распределение по времени

Планируемые действия

Источники

Начало

0-2

3-5 минут

5-7

(Всего 7 мин.)

Огласить тему и цели урока.

Учащимся предлагается ознакомиться с предметной терминологией по данной теме на каз./рус./англ.яз.

Попросить учащихся, используя мини-доски, пройти небольшой тест на знание количества электронов первых 20-ти ХЭ ПС.

«У меня 7 электронов – кто я ?» (Ответ: Азот)

«Мой символ Si - кто я?» (Ответ: Кремний )

« Моя подруга живет в квартире №16, её имя - ?» (Ответ: Сера)

«У меня 20 нейтронов и 20 электронов ,

а живу я в подъезде номер ?» (Ответ: Кальций)

«Я – фосфор, подскажите сколько у меня электронов»

(Ответ: 15)

Мини-доски, маркеры, губки,

Периодическая таблица

Середина

8-12

13-17

18-22

23-29

30-33

34-38

39-43

44-47

48-50

51-54

55-60

61-68

Объяснение материала учителем.

Распределение электронов по энергетическим уровням. Характеристика состояния электронов в атомах.

Электроны в атомах обладают различным запасом энергии, которую они поглощают или излучают определенными порциями, или так называемыми квантами.
Электрон в атоме находится лишь в определенных квантовых состояниях, соответствующих определенным значениям энергии его связи с ядром.
Значение энергии электрона задается главным квантовым числом n, которое может принимать только целочисленные значения: n=1, 2,3… .

Электроны, обладающие наименьшим запасом энергии (n=1 ), находятся на первом энергетическом уровне.

Переход электрона из одного квантового состояния в другое связан со скачкообразным изменением энергии, при этом электроны могут переходить на второй и более удаленные энергетические уровни.

Число электронов N на данном энергетическом уровне определяется формулой N=2n² , где n – главное квантовое число.
Согласно этой формуле :
на первом энергетическом уровне (n=1 ) могут находиться два электрона (N=2 ∙ 1² = 2),
на втором (n=2) – восемь электронов (N=2 ∙ 2² = 8),
на третьем (n=3) – восемнадцать электронов (N=2 ∙ 3² = 18 ) и т.д.

Предложить учащимся рассмотреть графическое изображение состояние электронов в атомах на примере атома водорода.

Далее показать вторую картинку Электронное облако водорода с неравномерной плотностью

Попросить учащихся ответить на вопросы по данным картинкам. Например, Понятно ли им, что показывают данные картинки? Есть ли траектория движения у электрона?

Экспериментально доказано, что вероятность пребывания электрона в области заряженного ядра не одинакова.
Вероятность нахождения электрона около самого ядра атома водорода близка нулю.
При удалении от ядра вероятность пребывания электрона в данной области пространства быстро возрастает и достигает максимального значения на расстоянии 53 пм от ядра, а потом постепенно убывает.
Частоту пребывания электрона на определенном расстоянии от ядра принято графически изображать точками.
Там, где электрон пребывает чаще, плотность точек больше, где реже – меньше.
В результате возникает картина, напоминающая область эколоядерного пространства, в котором вероятность нахождения электрона составляет – 90%, называют электронным облаком или электронной орбиталью. (учащиеся пишут под запись)
Она имеет определенную форму и пространственную ориентировку.

Просмотр видео: Что такое атомная орбиталь?

Задать вопросы по данному видео после просмотра учащимися. Что такое орбита? Что такое атомная орбиталь. Как можно определить атомные орбитали? Какова природа электрона.

Объяснение учителем: Понятие о s-, p-электронах и их распределении по энергетическим уровням и подуровням.

Электроны, состояние которых описывается облаком (орбиталью) сферической формы, принято называть

s-электронами.

Задать вопрос учащимся: Сколько электронов в атоме гелия ?
(Предполагаемый ответ: в атоме гелия два s-электрона).

Как могут сосуществовать на одном энергетическом уровне два электронных облака сферической формы ?

Объяснение учителем: Электроны, кроме движения вокруг ядра, обладают ещё и внутренним движением, которое упрощенно можно представить как вращение вокруг собственной оси.
Это явление получило название «спин» (от англ.spin – крутиться, вертеться). Электронные облака одинаковой формы могут перекрываться, если электроны обладают противоположными (антипараллельными) спинами, т.е. один как бы вращается вокруг оси по часовой, а другой – против часовой стрелки.

Графически это изображается так:
1s¹ 1s²
Н ↑ Не ↑↓

Клетка обозначает орбиталь,

стрелка – электрон,

разнонаправленные стрелки – противоположные (антипараллельные) спины.

Расположение электронов в атомах принято также изображать в виде электронных формул, например:
H - 1s¹
He - 1s²

Цифра перед буквой показывает номер энергетического уровня;

Буква – энергетический подуровень и форму электронного облака;

Цифра справа над буквой – число электронов на указанном подуровне с данной формой облака.

Число электронов на энергетическом уровне соответствует известной формуле N=2n²

Учащимся предлагается выполнить задание уровня А: Сколько и какие химические элементы первого периода содержат от одного до двух электронов ?

(Ответ: в 1-м периоде периодической таблицы химических элементов не может быть больше двух химических элементов. Это водород и гелий).

У атома Li третий, а у атома бериллия Ве третий и четвертый электроны располагаются на втором энергетическом уровне. Эти электроны в своём движении тоже образуют сферические облака, но большего размера.

У атома бора В появляется пятый электрон.

Этот электрон при движении образует облако, напоминающее форму гантели

Показать учащимся возможную ориентацию р- электронных облаков в пространстве

Гантелеобразные электронные облака располагаются взаимно перпендикулярно по осям x, y, z.

Объяснить учащимся, что для построения электронных конфигураций атомов необходимо учитывать:

Принцип Паули. В1925 г. швейцарский физик В.Паули (в 1945 г. ему была присуждена Нобелевская премия по физике) установил правило, названное впоследствии принципом Паули (или запретом Паули): В атоме не может быть двух электронов, обладающих одинаковыми свойствам

Вольфганг Паули

Правило Хунда.

При данном значении l (т.е. в пределах определенного подуровня) электроны располагаются таким образом, чтобы суммарный спин был максимальным. Если, например, в трех p-ячейках атома азота необходимо распределить три электрона, то они будут располагаться каждый в отдельной ячейке.

Фридрих Хунд

Принцип наименьшей энергии

В атоме каждый электрон располагается так, чтобы его энергия была минимальной (что отвечает наибольшей связи его с ядром). Энергия электрона в основном определяется главным квантовым числом n и побочным квантовым числом l.

Работа в группах

Задание: составьте схемы распределения электронов
1 группа: С, Са, О, Cl
2 группа: N, Ne, K, Ar
3 группа: Na, F, S, P

Взаимопроверка работ группами по ключам ответов.
Дополнительный вопрос классу:
Могут ли на одном и том же энергетическом уровне находиться электроны с различной формой облаков?

(Ответ: Да, но эти электроны отличаются друг от друга энергией связи с ядром).

Объяснить, что отображает данный слайд.

Показать учащимся возможные схемы изображения электронно-графических конфигураций атомов.

Индивидуальная работа учащихся

Задание: Объяснить значения электронных конфигураций на примере атома водорода.

Взаимопроверка работ учащихся

Далее следует провести групповую работу по изготовлении моделей атомов первых 20-ти элементов (навыки 2 гр: применение знаний)

Задание: из имеющегося материала изготовить любые модели атомов для первых 20-ти ХЭ.

Если в классе имеются учащиеся, занимающиеся олимпиадами по химии, задание можно усложнить. Изготовить модели атомов для элементов побочных подгрупп.

КРИТЕРИИ К ЗАДАНИЮ:

1. Правильно определяет количество электронных оболочек.

2. Правильно распределяет электроны по уровням.

3. Правильно строит электронно-графическую формулы выбранного атома элемента.

4. Правильно указал число протонов и нейтронов.

5. Изготавливает аккуратно и ровно вырезанные круги (орбитали).

6. Аккуратно соединяет друг с другом готовые круги ниткой (они должны вращаться).

7. Красиво рисует электроны на орбиталях (можно использовать цветные фломастеры).

8. Относится творчески к изготовлению модели.

И другие.

ОЦЕНИВАНИЕ РАБОТ УЧАЩИХСЯ ЧЕРЕЗ ВЗАИМООЦЕНИВАНИЕ .

УЧАЩИЕСЯ ОБМЕНИВАЮТСЯ МОДЕЛЯМИ АТОМОВ И ПРОВЕРЯЮТ СОГЛАСНО ВЫДАННЫМ КРИТЕРИЯМ, ПРАВИЛЬНОСТЬ МОДЕЛЕЙ АТОМОВ.

http://www.youtube.com/watch?v=lPxYySzspME

Листочки с заданиями, где имеются колонка для заполнения

(картон, маркеры, циркуль, ножницы, иголка, нитки)

Конец

70-73

74-73

74-75

76-

Устное оценивание учащихся
Задание уровня А: вставьте пропущенные слова в тексте.

Атом - это ……………. частица, которая состоит из ……………… заряженного ядра и ………………. заряженных электронов.

Задание уровня В:

Ядра атомов состоят из элементарных частиц ……..видов : …………(p) и …………….(n). Сумма протонов и нейтронов в ядре одного атома называется ………………: где А - ………….число, N – число…………, Z – число…………

Задание уровня С:

Электроны распределяются по …………… орбиталям в соответствии с принципом ………… …………, принципом ……….. и правилом ………. . Такое распределение называется …………. ……………….. …………. .

Подведение итогов урока: На уроке было рассмотрено строение атома, состояние электронов в атоме, введено понятие «атомная орбиталь и электронное облако». Узнали, что такое форма орбиталей (s, p-) каково максимальное число электронов на энергетических уровнях и подуровнях, распределение электронов по энергетическим уровням, что такое s-, p- и d-элементы. Привели графические схемы строения электронных слоев атомов (электронно-графическая формула). Изготовили модели атомов различных химических элементов.

Домашнее задание:

1) Элементы имеют следующие электронные формулы:

а) 1s² 2s² 2p⁴.

б) 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p¹.

в) 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁶ 4s².

Какие это элементы?

Напишите их символы и названия на латинском и русском языках.

2) Составьте синквейн по данной теме

Рефлексия

• Раздать учащимся заранее заготовленные листочки красного и зеленого цвета.

• На зеленой стороне они пишут номер вопроса и ставят знак «+», если согласен и всё понятно.

• На красной стороне пишет номера вопросов, которые вызвали затруднения.

Вопросы рефлексии:

1. Теперь я знаю, что такое энергетический уровень.

2. Мне понятно, как распределяются электроны в атоме.

3. Если меня попросят объяснить принцип Паули и правило Гунда, я смогу это сделать.

4. Я знаю, чем отличаются s-электроны от p-электронов.

5. Мне понятен принцип наименьшей энергии.

6. Я знаю максимальное заполнение электронов в подуровнях.

7. Я смогу выполнить Д/З, т.к. мне всё было понятно.

Задания на слайдах.

Листочки красного и зеленого цвета.

Дополнительная информация

Дифференциация - как вы планируете дать больше поддержки? Как вы планируете стимулировать более способных учеников?

Оценка - как вы планируете проверить знания учащихся?

Междисциплинарные ссылки
 Проверка здоровья и безопасности

Ссылки на ИКТ (способы

передачи управленческой информации)

Ссылки на ценности

Все учащиеся будут: следить и принимать участие в деятельности на уроке. Они будут иметь возможность для выполнения задач на основе следующих инструкций, хотя они могут  неполностью  понимать абстрактные идеи.

Большинство учащихся будут: 

-уметь работать с таблицей периодической, уметь распределять электроны по энергетическим уровням.

Некоторые ученики будут:

-показывать хорошее понимание принципов, лежащих в основе  "Строения атома» и уметь применять его при построении электронно-графических формул различных атомов.

Предоставляется 

поддержка для задач по инструкциям на экране. Степень вызова / поддержки могут быть, легко варьироваться по выбору учителя примеров для работы учащихся.

Широкое обсуждение и опрос во время урока. Учителя оценивают продвижение знаний учащихся по качеству ответов, которые они получают.

Два пленарных действия  дают возможность для детальной оценки понимания каждого учащегося в отдельности.

Применяется  междисциплинарная  связь с физикой и математикой.

На уроке не обсуждаются проблемы здоровья и безопасности.

ИКТ (способ передачи управленческой информации) может быть использован для поддержки обучения в ряде способов: использование видеоматериала (письменные инструкции на экране во время различных заданий).

Учителя и учащиеся имеют много возможностей во время урока, чтобы смоделировать ценности  Назарбаев Интеллектуальные школы. Есть много возможностей для занятия творчеством особенно при создании моделей атомов.

Весь урок состоит из обсуждения между учащимися и учителем, между самими учениками, предоставляя расширенные возможности для развития навыков общения и деликатности к мнению других.

Размышление

Были ли цели урока  / задачи обучения реалистичными? Чему научились учащиеся сегодня? Какова была атмосфера на уроке? Хорошо ли сработала моя запланированная дифференциация?  Придерживаюсь ли я отведенного времени? Какие изменения я ввел в мой план и почему?

Используйте пространство ниже, чтобы написать размышления об уроке. Ответьте на наиболее актуальные вопросы об уроке из ячейки  слева.

Цели урока были реалистичными, т.к. большинство учащихся достигли цели. Это было видно по устным и письменным работам учащихся.

Учащиеся научились изготавливать модели атомов. Смогли понять, как выглядят атомы.

В течении всего урока ученики были вовлечены в учебный процесс, т.к. задавали много вопросов, активно обсуждали выполненные работы.

Да, т.к. ученики смогли выполнить основную часть заданий.

Да, чтобы учащиеся могли работать с учетом временных рамок.

Данный урок можно преподать в другой форме, в форме урока-исследования, но это в том случае, если в классе все учащиеся имеют хорошие знания по химии.

Основная оценка

Какие две вещи прошли очень хорошо (рассмотрите оба и  преподавание, и обучение)?

1: Методы, вовлекающие учащихся в процесс. Интересные задания, подача материала в доступной форме, много примеров, наглядность.

2: Учащиеся были активны и хорошо справлялись с заданиями, умело работали в группах.

Какие две вещи могли бы улучшить урок (рассмотрите оба и  преподавание, и обучение)?

1: Больше вопросов на критическое мышление.

2: При обсуждении вопросов, учащиеся не смогли применить знания из курса физики, к примеру, не вспомнили о постулатах Бора, теории Ломоносова и др.

Что я узнал из этого урока о классе или об индивидуальных лицах, которое я буду применять для планирования  следующего урока?

Некоторые учащиеся хорошие практики, т.к. это было видно при изготовлении моделей, а при устных ответах они были менее активны.