Атом құрылысы. Атом ядросының құрамы, изотоптар.

№4-інші сабақ тақырыбы:         Атом құрылысы. Атом ядросының құрамы, изотоптар.

Оқыту мақсаты:    Атом құрылысы туралы білімді нақтылау. Химиялық элементтердің периодтық жүйедегі рет нөмірінің физикалық мәнін түсіндіру. Атом құрылысының күрделілігіне байланысты периодтық заңның қазіргі кездегі тұжырымдамасын айту.

Құрал – жабдықтары:                                                 Д.И.Менделеевтің периодтық жүйесі.

Сабақ барысы: Ұйымдастыру кезеңі.

Оқушылардың периодтық заң туралы білімін тексеру мақсатында тапсырмалар беру:

1. Кейбір элементтердің сутегі мен және оттегімен қосылыстарының жалпы формулалары қандай:RH₃,R₂O,RO₂,RH,RH₄. Осылардың қайсысы көміртегі мен мышьяктың сутекпен қосылысы мен жоғары оксидінің формуласына сәйкес келеді?
2. Мына қосылыстардың формуласы дұрыс болу үшін қажетті индекстерді қойыңдар: РН, Н, СН, NH .
3. Жоғары оксидтерінің формуласы дұрыс болу үшін қажетті индекстерді қойыңдар: CIO, SbO,  PbO, SiO.

Оқушыларға төмендегі сұрақтар қойылады:

1. Салыстырмалы атомдық массаларының өсуіне қарай орналасқан элементтердің химиялық қасиеттері не себепті периодты өзгереді?
2. Период дегеніміз не?
3. Периодтық заңның тұжырымдамасы қандай?
4. Неге кей жағдайларда (Ar–K, Co–Ni, Te–I) элементтер атомдық массаларының өсуіне байланысты орналаспаған?

5.      Заңды өзгерістер болатын элементтердің және олардың атомдарының қандай қасиеттерін білесіңдер?

          Осындай проблемалық сұрақтар кезінде Менделеевті де ойландырды.  Өмірінің соңғы жылдарында мұның сыры атомдардың күрделі құрылысында болар деген болжам жасады. Оқушылар бұл сұраққа жауап беру үшін физикадан өткен атом құрылысы туралы білімдерін қолданады.

1. Атом құрылысы туралы не білесіңдер?
2. Атомдар қандай негізгі екі бөлшектен құралған?

      Тағы басқа сұрақтар бере отырып, атомның күрделі құрылысы туралы  әңгімелеу.

Оқушылардың жауабы 1911 жылы ағылшын физигі  Резерфордтың атом ортасында оң зарядты ядро, ал оның айналасында электрон бұлтын түзе қозғалатын  электрон бар деген теориямен толықтыру.Американ физигі Милликен электрон теріс заряд көрсете- тінін тәжірибе жүзінде дәлелдеп,оны бірге тең деп қабылдады.  Атом жалпы электр- бейтарап болғандықтан, электрондар зарядының жалпы саны ядро зарядына тең.

     Ал 1913 жылы Резерфордтың шәкірті Г.Мозли атом ядросындағы зарядтардың шамасы элементтің периодтық жүйедегі рет нөміріне тең болатындығын анықтады.

Мозлидің ашқан жаңалығынан кейін Менделеевтің жасаған периодтық жүйесіндегі 

Ar–K,Co–Ni,Te–I элементтердің орындарының алмасуы заңды екені анықталды.Осыған  байланысты,элементтердің реттік нөмірі атом ядросындағы оң зарядтың санын,сол сияқты ядро айналасында қозғалатын электрондар санын көрсетеді.

Реттік нөмірдің физикалық мәні осында.Элементтердің реттік нөмірі – оның атом ядросының заряды. Атомның ядро заряды химиялық элементтердің қасиеттерін сипаттайтын маңызды шама. Атом құрылысын одан әрі зерттеу кезінде құрамына протондар мен нейтрондар деп аталатын бөлшектер кіретіні анықталды.

Атомның элементар бөлшектері:

   1. Элемент атомының массасы протон мен нейтрон массасының қосындысына тең.

   2. Ядродағы протон саны элементтің реттік нөміріне тең. 

                       А = Z + N; A – атомдық масса;  Z – протон;  N – нейтрон;

Табиғатта атомдық массасында айырмашылығы болатын бірдей элементтер атомы болады. Мысалы, хлор элементінің массасы 35 және 37 болатын екі түрі кездеседі. Бұл атомдардың ядросында протондар саны бірдей,ал нейтрондар саны әр түрлі. Олар изо- топтар. Изотоптар – ядро зарядтары бірдей,атомдық массалары әртүрлі атомдардың түр өзгерістері. Изотоп – бірдей орында деген мағнаны білдіреді.

 Изотоптарда протон мен электрон саны бірдей, нейтрон сандары әртүрлі. Әрбір изотоп екі түрлі шамамен өлшенеді: массасы және элементтің рет нөмірі. Мысалы:

    1. - атомдарының ядро зарядтары бірдей – оттегі изотоптары.

    2.  - сутегінің изотоптары, аттары: протий, дейтрий, тритий .

Элементтердің атомдық массалары бөлшек сандармен өрнектеледі. Мысалы, хлор эле- ментінің с.а.м. 35,5. Бұл ұғымдардың айырмашылығын түсіндіру үшін мынадай мысал- дар келтіріледі. Табиғатта изотобы 75%, ал изотобы 25% таралған.Осыдан хлор элементінің  орташа с.а.массасы шығады: А_r(CI) = 35∙0,75+37∙0,25 = 35,5

Периодтық жүйеде келтірілген элементтердің атомдық массалары изотоптардың табиғи қоспаларының орташа массалық саны. Изотоптар туралы мәліметтерді ескере отырып, оқушыларға химиялық элемент ұғымының нақты анықтамасын беру қажет. Химиялық элемент дегеніміз – ядро заряды бірдей атомдар түрі.Периодтық заңға атом құрылысы тұрғысынан жаңа анықтамасын береміз.

Өтілген тақырыпты бекіту мақсатында оқушыларға тапсырма беріледі және сұрақтар қойылады.      

                            1-нұсқа. 5-49,5-50,5-52,5-53а,         2-нұсқа. 5-55,5-51,5-54,5-53ә,  

1.      Атом ядросы қандай бөлшектерден тұрады?

2.      Атом ядросының заряды немен анықталады?

3.      Нейтрон мен протонның қандай ұқсастықтары мен айырмашылықтары бар?

4.      Протон мен электронның қандай ұқсастықтары мен айырмашылықтары бар?

5.      Элемент атомының массасы немен анықталады?

6.      Протон, нейтрон және электронның массасы мен зарядтар қандай?

7.      Изотоп атомдарында қандай ұқсастықтар мен айырмашылықтар бар?

Оқытудың жоспарланған нәтижесі:  Оқушы қазіргі периодтық заңның ережесін,әр атомның ядро зарядын, нейтрон және электрон санын таба білуі қажет. 

Үйге тапсырма:  §53,(1-4), §54,(1-4), §55оқу.  Жұмыс дәптері.