Lý luận dạy học Hóa học MỤC LỤC Lê Nguyễn Thanh Thảo Trang Lý luận dạy học Hóa học PHẦN I MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Trong xu hội nhập quốc tế nước ta nay, nhu cầu nguồn nhân lực chất lượng cao đóng vai trò chủ chốt cho phát triển không ngừng đất nước Giáo dục hệ thống lớn hệ thống xã hội, có liên quan mật thiết đến việc hình thành phát triển người, nhân tố định phát triển xã hội Khổng Tử nói: “Giáo dục, phát triển trí đức chìa khóa để phát triển kinh tế, đồng thời phát triển kinh tế sở cho phát triển giáo dục dân trí” Vì quốc gia nào, dân tộc tập trung nguồn lực để phát triển giáo dục Theo Luật Giáo dục năm 2005 với quy định cụ thể mục tiêu, nội dung, phương pháp, chương trình giáo dục cấp trung học phổ thơng, u cầu “Phương pháp giáo dục phổ thơng phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động sáng tạo học sinh, phù hợp với đặc điểm lớp học, môn học, bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kĩ thực hành vận kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui hứng thứ học tập cho học sinh” Trong dạy học nay, phận học sinh tồn lối tiếp thu kiến thức chiều, thụ động, không đào sâu suy nghĩ vấn đề, hạn chế đưa nhận định ý kiến sai cá nhân Do đó, đổi phương pháp dạy học “Lấy học sinh làm trung tâm” yêu cầu tất yếu giáo viên, nhằm nâng cao chất lượng dạy học, không áp đặt truyền thụ kiến thức chiều mà phải sử dụng phương pháp dạy tích cực, phát huy tính tích cực học sinh Với thực tế đó, nhiệm vụ cấp thiết đặt cho giáo viên nói chung giáo viên Hóa học nói riêng đổi phương pháp dạy học, trọng đến phát triển tư cho học sinh – tư phê phán Qua đó, học sinh tự đặt vấn đề giải chúng để tìm câu trả lời nhờ mà giúp học sinh vận dụng có hiệu kiến thức Từ thời cổ Hi Lạp, nhà triết học cho chất cấu tạo từ phần tử nhỏ gọi “atomos”, nghĩa không chia nhỏ Cho đến tận kỉ XX, người ta cho rằng: Lê Nguyễn Thanh Thảo Trang Lý luận dạy học Hóa học Các chất tạo nên từ hạt nhỏ bé khơng thể phân chia nữa, gọi nguyên tử Trong trình dạy học chương Ngun tử Hóa học 10, học sinh tìm hiểu điện tử; học sinh lại đồng ý với nhận định mà giáo viên đưa mà không nêu lên ý kiến chủ quan hay có ý kiến trái chiều Nhằm giúp học sinh phát triển tính động tính độc lập; khả tư lí luận, tư phê phán cách có quán hơn, muốn nghiên cứu cách hệ thống tư phê phán việc phát triển tư phê phán cho học sinh thơng qua dạy học hóa học Vì vậy, tơi chọn đề tài: “Các phương thức tạo hội cho học sinh phát triển tư phê phán thông qua việc dạy học chương Nguyên tử Hóa học 10 THPT” Mục đích nghiên cứu Với đề tài “Các phương thức tạo hội cho học sinh phát triển Tư phê phán thông qua việc dạy học chương Nguyên tử Hóa học 10 THPT” nhằm mục đích: • Đề phương thức nhằm giúp cho học sinh chủ động việc phát triển Tư phê phán chương Nguyên tử • Giúp học sinh có khả đặt câu hỏi có vấn đề, giải khúc mắt để có hướng giải cách hợp lí Đối tượng nghiên cứu Tư phê phán phương thức rèn luyện Tư phê phán học sinh dạy học mơn Hóa Giả thuyết khoa học Có thể xây dựng sử dụng hoạt động theo quy trình hợp lý, phát huy tính tích cực, sáng tạo phát triển Tư phê phán học sinh, góp phần nâng cao chất lượng dạy học chương Nguyên tử Hóa học 10 THPT Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu sở lí luận tư phê phán việc rèn luyện tư phê phán người học Lê Nguyễn Thanh Thảo Trang Lý luận dạy học Hóa học - Đánh giá thực trạng tư phê phán rèn luyện tư phê phán dạy học Hóa học trường THPP nước ta - Đề xuất số phương thức nhằm phát triển tư phê phán cho học sinh thơng qua chương Ngun tử Hóa học 10 THPP Phương pháp nghiên cứu - Đọc tài liệu liên quan, phân tích, tổng hợp để hệ thống hố kiến thức - Thống kê dạng tập nâng cao để bồi dưỡng cho học sinh Đóng góp đề tài - Đề tài làm sáng tỏ số vấn đề tư tư phê phán - Đề tài xác định cần thiết để phát triển tư phê phán cho học sinh thông qua chương Nguyên tử - Đề tài xây dựng số biện pháp hệ thống tập nhằm phát triển tư phê phán cho học sinh Cấu trúc đề tài Ngoài phần mở đầu, kết luận tài liệu tham khảo làm chia làm ba chương: Chương Cơ sở lí luận đề tài Chương Một số biện pháp phát triển tư phê phán thơng qua việc dạy học Chương Ngun tử Hóa học 10 THPT Chương Xây dựng hệ thống tập chương Nguyên tử nhằm phát triển tư phê phán cho học sinh Lê Nguyễn Thanh Thảo Trang Lý luận dạy học Hóa học PHẦN II NỘI DUNG Chương Cơ sở lí luận đề tài 1.1 Tư 1.1.1 Tư gì? Tư q trình tâm lý phản ánh thuộc tính chất, mối liên hệ quan hệ bên có tính quy luật vật, tượng thực khách quan mà trước ta chưa biết 1.1.2 Những phẩm chất tư - Tính định hướng: Ý thức nhanh chóng xác đối tượng cần lĩnh hội, mục đích phải đạt đường tối ưu để đạt mục đích - Bề rộng: Có khả vận dụng nghiên cứu đối tượng khác - Độ sâu: Nắm vững ngày sâu sắc chất vật tượng - Tính linh hoạt: Nhạy bén việc vận dụng tri thức cách thức hành động vào tình khác cách sáng tạo - Tính mềm dẻo: Thể hoạt động tư tiến hành theo hướng xuôi ngược chiều - Tính độc lập: Thể chỗ tự phát vấn đề, đề xuất cách giải tự giải vấn đề - Tính khái quát: Khi giải loạt vấn đề đưa mơ hình khái qt, sở vận dụng để giải vấn đề tương tự loại 1.1.3 Đặc điểm tư Thuộc mức độ nhận thức cao – nhận thức lý tính, tư có đặc điểm chất so với cảm giác, tri giác Tu có đặc điểm như: • Tính “có vấn đề” tư - Khơng phải hồn cảnh tư xuất Trên thực tế, tư xuất gặp hồn cảnh, tình “có vấn đề” Hồn cảnh có vấn đề Lê Nguyễn Thanh Thảo Trang Lý luận dạy học Hóa học tình chứa đựng mục đích, vấn đề mà kiến thức cũ không đủ sức để giải người phải tư • Tính gián tiếp tư - Tính gián tiếp tư thể trước hết việc người sử dụng ngôn ngữ để tư Thông qua ngôn ngữ mà người sử dụng kết nhận thức (quy tắc, công thức, quy luật, khái niệm,…) vào trình tư (phân tích, tổng hợp, so sánh,…) để nhận thức chất vật, tượng - Ngoài ra, tính gián tiếp tư thể q trình tư người sử dụng cơng cụ, phương tiện để nhận thức đối tượng trực tiếp tri giác • Tính trừu tượng khái quát tư - Tư có khả trừu xuất khỏi vật, tượng thuộc tính, dấu hiệu cá biệt, cụ thể, giữ lại thuộc tính chất chung nhiều vật, tượng - Nhờ đặc điểm mà người giải nhiệm vụ nhiệm vụ tương lai • Tư quan hệ chặt chẽ với ngôn ngữ - Tư ngơn ngữ có mối quan hệ mật thiết với Ngôn ngữ cố định lại kết tưu duy, vỏ vật chất tư phương tiện biểu đạt kết tư Ngược lại, khơng có tư ngơn ngữ chuỗi âm vô nghĩa - Tư ngôn ngữ thống với không đồng khơng thể tách rời • Tư có mối quan hệ mật thiết với nhận thức cảm tính - Tư thường nhận thức cảm tính, sở nhận thức cảm tính mà nảy sinh “tình có vấn đề” Ngược lại, tư kết ảnh hưởng mạnh mẽ, chi phối khả phản ánh nhận thức cảm tính Đó mối quan hệ hai chiều 1.1.4 Các thao tác tư Lê Nguyễn Thanh Thảo Trang Lý luận dạy học Hóa học Xét chất, tư trình cá nhân thực thao tác trí tuệ để giải vấn đề hay nhiệm vụ đặt Các thao tác gọi quy luật bên (quy luật nội tại) tư gồm: • Phân tích – tổng hợp: có quan hệ qua lại mật thiết với nhau, bổ sung cho tạo thành thống khơng tách rời Phân tích sở tổng hợp, tổng hợp diễn sở phân tích • So sánh: q trình dùng trí óc để xác định giống hay khác nhau, đồng hay không đồng đối tượng nhận thức (sự vật, tượng) Thao tác so sánh liên quan chặt chẽ vơis thao tác phân tích – tổng hợp • Trừu tượng hóa khát qt hóa: có mối quan hệ mật thiết chi phối bổ sung cho nhau, giống mối quan hệ phân tích tổng hợp mức độ cao Trong thực tế, tùy theo nhiệm vụ điều kiện nhiệm vụ điều kiện tư mà thao tác tư đan chéo không theo trình tự định 1.1.5 Các loại hình tư Trong q trình dạy học mơn Hóa học, giáo viên giúp học sinh trang bị, phát triển rèn luyện loại tư duy: Tư độc lập: Trong trình học tập rèn luyện, tư độc lập học sinh cần thiết, học sinh rèn luyện tư độc lập thực nhiệm vụ, vấn đề vừa sức với Tư lơgic: kĩ thiếu việc lĩnh hội kiến thức môn học khoa học tự nhiên Việc rèn tư lôgic cho học sinh nhiệm vụ quan trọng Tư trừu tượng: Với giúp sức cơng nghệ thơng tin, q trình tạo tư trừu tượng cho học sinh dễ dàng hơn…, làm để học sinh tư chất vật, tượng trình việc quan trọng Tư biện chứng: Tất tượng, trình điều xảy quy luật biện chứng Lê Nguyễn Thanh Thảo Trang Lý luận dạy học Hóa học Tư phê phán: hình thành phát triển qua trình rèn luyện trí tuệ khả năng: phân tích thực tiễn, tổng quan tổ chức hệ thống ý tưởng, đối chiếu so sánh điểm tương đồng dị biệt, nhận thức cân nhắc thận trọng kiện, tượng,…lập luận kết hợp với chứng minh đầy đủ để có sức thuyết phục cao, để đánh giá suy nghĩ, đánh giá lập luận, đưa phán đốn, từ rút kết luận chấp nhận bác bỏ Tư sáng tạo: hình thức tư cao trình tư duy, việc tư sáng tạo giúp cho người học khơng gò bó khơng gian trí thức người giáo viên đặt 1.2 Tư phê phán 1.2.1 Các quan niệm tư phê phán (Critical Thinking) Có nhiều tác giả quan niệm khác tư phê phán - John Dewey cho rằng: Tư phê phán (Critical Thinking) suy xét chủ động, liên tục, cẩn trọng niềm tin, giả định khoa học có xét đến lí bảo vệ kết luận xa nhắm đến - J B Baron R J Sternberg cho : Tư phê phán tư có suy xét, cân nhắc để định hợp lí hiểu thực vấn đề - Tama (1989) cho rằng: Tư phê phán cách lập luận đòi hỏi phải chứng minh cách đầy đủ để người có lòng tin người khơng có lòng tin bị thuyết phục - Ennis (1992): Tư phê phán suy nghĩ cách có lí tập trung vào việc giải vấn đề nhằm tạo niềm tin hành động Học tư phê phán là: Học cách đặt câu hỏi nào, đặt câu hỏi trả lời câu hởi nào, học lập luận nào lập luận phương pháp lập luận nào? - Moore Parker (1994): Tư phê phán định cách cẩn thận có tính tốn việc liệu có chấp nhận, bác bỏ tạm ngừng đánh giá Lê Nguyễn Thanh Thảo Trang Lý luận dạy học Hóa học - Theo Risac Paul: Tư phê phán tư tư bạn nghĩ để đưa suy nghĩ tốt Ông coi người có tư phê phán người có tư tưởng công Quan niệm số tác giả nước tư phê phán Ở nước ta, tư phê phán chưa đề cập nhiều Cách dạy học có sử dụng tư phê phán đề cập số tài liệu: - Tác giả Nguyễn Cảnh Toàn xếp tư phê phán bậc thứ ba bốn bậc tư xét theo mức độ độc lập - Tác giả Trần Kiều cho người học cần có lực tiếp cận vấn đề tư phê phán cởi mở, sẵn sàng thay đổi ý kiến trước lập luận hợp lí - Tác giả Trần Vui cho tư phê phán nhằm trả lời hai câu hỏi: Tơi tin vào điều gì? Tơi lựa chọn cách nào? 1.2.2 Khái niệm tư phê phán Có nhiều cách định nghĩa tư phê phán - Tư phê phán (Critical Thinking) trình vận dụng tích cực trí tuệ vào việc phân tích, tổng hợp, đánh giá việc, ý tưởng, giả thuyết… từ quan sát, kinh nghiệm, chứng cứ, thông tin lí lẽ nhằm đưa nhận định việc, định, hình thành cách ứng xử cá nhân - Tư phê phán (Critical Thinking) q trình vận dụng tích cực trí tuệ vào việc phân tích, tổng hợp, đánh giá việc, xu hướng, ý tưởng, giả thuyết từ quan sát, kinh nghiệm, chứng cứ, thông tin, với kiến thức lí lẽ nhằm mục đích xác định – sai, tốt – xấu, hay – dở, hợp lí – khơng hợp lí, nên – khơng nên, rút định, cách ứng xử cho  Tư phê phán đề cập tới sẵn lòng (quan điểm) khả (kỹ năng) để sử dụng phương pháp hệ thống khách quan để giải vấn đề Nói cách khác, suy nghĩ cách phê phán giải vấn đề cách hiệu 1.2.3 Nguyên tắc tư phê phán Đừng vẽ nên viễn cảnh mà bạn chưa hiểu biết đầy đủ Hãy thu thập đủ thông tin cần thiết Một nguyên tắc quan Lê Nguyễn Thanh Thảo Trang Lý luận dạy học Hóa học trọng đồng thời khó thực tư phê phán tính triệt để - tức việc thu thập đủ tất sở lập luận, chứng sẵn có cho chủ đề dựa nghiên cứu kĩ lưỡng Điều hiển nhiên ý kiến phải có sở lập luận nó; tri thức khơng đầy đủ thường xuất phát điểm cho kết luận sai lệch Các nguyên tắc quan trọng để trình tư phê phán khơng rơi vào trạng thái hồi nghi giáo điều, ngụy biện, thiên vị,…đó là: - Thu thập đủ thông tin cần thiết - Hiểu xác định rõ tất khái niệm liên quan - Đưa câu hỏi nguồn gốc sở lập luận - Đặt câu hỏi kết luận - Chú ý giả thiết khuynh hướng ngầm - Đưa câu hỏi nguồn gốc sở lập luận - Đừng mong đợi có tất câu trả lời - Xem xét vấn đề phạm vi lớn - Xem xét nguyên nhân hệ khác vấn đề - Chú ý loại bỏ tác nhân gây cản trở suy nghĩ - Hiểu khuynh hướng giá trị riêng thân 1.2.4 Mối quan hệ tư phê phán tư độc lập Trong học đường, học để biết Biết tầng thấp học Đó kiến thức chết, học để biết "học vẹt" Khổng Tử đề bước cần thiết việc học cách hàng ngàn năm, sau: "Bác học chi, thẩm vấn chi, thận tư chi, minh biện chi, đốc hành chi", có nghĩa học cho rộng, hỏi cho kỹ, suy nghĩ cho cẩn thận, phân tích cho rõ ràng, thực hành cho rốt Một học đầy đủ phải gồm tất bước kể Sự học, tiến xa lên cao được, học sinh trang bị kỹ tư phê phán này, lúc có hy vọng phát triển thân đóng góp cho học thuật xã hội Lê Nguyễn Thanh Thảo Trang 10 Lý luận dạy học Hóa học GV : Hướng dẫn HS làm ví dụ sau vào : Cacbon hỗn hợp đồng vị : 12 chiếm 75,77% 13 chiếm 1,113% Tính ngun tố trung bình cacbon 2.3.6.4 Bài 4: Sự chuyển động electron nguyên tử Obitan nguyên tử Thành phần vỏ nguyên tử electron Vậy hạt electron chuyển động có đặc điểm bậc, có ảnh hưởng đến hạt nhân ngun tử hay khơng? Đi vào tìm hiểu nội dung để giải thích cho điều Hoạt động 1: Các electron nguyên tử chuyển động nào? • Cho HS đọc SGK quan sát sơ đồ mẫu hành tinh nguyên tử Bo Rơdơ-pho (H1.6) để rút kết luận chuyển động electron  Kết luận: Electron chuyển động theo quỹ đạo xác định • Cho HS đọc SGK quan sát đám mây electron nguyên tử hiđro cho biết chuyển động electron theo mơ hình đại  Kết luận: Trong ngun tử electron chuyển động nhanh (tốc độ hàng nghìn km/s) xung quanh hạt nhân không theo quỹ đạo xác định • Đặt vấn đề: “Vì electron mang điện âm mà khơng bị hút dính vào hạt nhân nguyên tử mang điện dương?” Giải thích: Ở tầng lớp siêu vi mơ định luật tác dụng điện tích khơng  Kết luận: Lê Nguyễn Thanh Thảo Trang 24 Lý luận dạy học Hóa học • Các electron chuyển động khoảng không gian quanh hạt nhân tạo thành vỏ nguyên tử • Trong trình chuyển động, electron chịu tác động lực hút tĩnh điện hạt nhân Hoạt động : Obitan ngun tử gì? • Đưa hình ảnh đám mây nguyên tử, diễn đạt lời, qua hình thành khái niệm obitan ngun tử, đám mây electron  Kết luận: Obitan nguyên tử khu vực khơng gian xung quanh hạt nhân, xác suất có mặt (hay xác xuất tìm thấy) electron khoảng 90% • Chiếu hình ảnh obitan s p Đặc tính hạt Điện tích (q) Khối lượng (m) Vỏ nguyên tử Hạt nhân Electron (e) Proton (p) Nơtron(n) Qe = -1,602.10-19 C Q = -1,602.10-19 C p Hay Qe= 1me = 9,0194.10 -31 Hay Qp= 1+ mp = 1,6726.10-27 kg m n = 1,6748.10-27 kg Qn=0 kg 2.3.6.5 Bài 5: Năng lượng electron nguyên tử nguyên tử - Cấu hình electron nguyên tử Hoạt động 1: Năng lượng electron nguyên tử • Yêu cầu HS nghiên cứu SGK trả lời câu hỏi sau:  Các electron lớp e, phân lớp e có mức lượng nào? Lê Nguyễn Thanh Thảo Trang 25 Lý luận dạy học Hóa học Trả lời: Trong nguyên tử, electron obitan có mức lượng xác định • GV: HS nghiên cứu SGK cho biết trật tự mức lượng obitan nguyên tử?  Kết luận: Các mức lượng AO tăng dần theo trình tự sau: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d… Khi số hiệu nguyên tử tăng, số electron lấp đầy lớp phân lớp theo quy tắc Klechkowski hay quy tắc thứ tự lượng thể giản đồ hình bên Khi điện tích hạt nhân tăng có chèn mức lượng,mức 4s trở nên thấp 3d, mức 5s thấp 4d,… Hoạt động 2: Cấu hình electron nguyên tử Cấu hình electron nguyên tử biểu diễn phân bố electron phân lớp thuộc lớp khác • Hướng dẫn HS viết cấu hình electron ngun tử Ví dụ: Nguyên tử oxi (Z = 8)  Bước 1: Xác định số electron nguyên tử: electron  Bước 2: Xác định phân lớp dựa vào số electron tối đa phân lớp (tuân theo quy tắc Klechkowski) 1s 2s 2p  Bước 3: Viết cấu hình electron nguyên tử oxi: 1s22s22p4 • Yêu cầu HS phát biểu nguyên tố s, p, d, f Hoạt động 3: Đặc điểm lớp electron • Yêu cầu HS đọc SGK đặc điểm lớp electron Lê Nguyễn Thanh Thảo Trang 26 Lý luận dạy học Hóa học • Liên hệ cấu hình electron số tính chất • Electron lớp ngồi (electron hóa trị) cho biết ngun tố thuộc kim loại, phi kim khí (chú ý đến trường hợp He, H, B) • Giải thích số ngun tố có nhiều hóa trị Ví dụ: Trong nhóm halogen cấu hình e chung : ns np5 có khả nhận thêm 1e để đạt cấu hình bền vững Từ ta có: - Số OXH: -1 nguyên tố - Số OXH: +1, +3, +5, +7 nguyên tố Cl, Br, I • Yêu cầu HS trả lời câu hỏi: Tại có số oxi hóa -1? Trả lời: Cấu hình e F: 1s 2s2 2p5, lớp electron nguyê tử F lớp thứ nên khơng có phân lớp d F có electron độc thân Mặt khác, nguyên tử Cl, Br, I có phân lớp d trống nên trạng thái kích thích có 3, electron độc thân 2.3.6.6 Bài 6: Độ hụt khối - Năng lượng liên kết nguyên tử Bằng phương pháp khối phổ xác định xác khối lượng nucleon hạt nhân, người ta thấy khối lượng hạt nhân nhỏ tổng khối lượng nucleon tạo thành Hiện tượng gọi hụt khối Cơng thức tính độ hụt khối hạt nhân Δm = Z.mp + N.mn – m Trong đó: • • • • ? m khối lượng nghỉ hạt nhân X (tính theo đơn vị u) mp khối lượng nghỉ proton (mp = 1,00728u) mn khối lượng nghỉ nơtrôn (mn = 1,00866u) N = A - Z số nơtron hạt nhân X xét Vậy khối lượng hụt đâu Trả lời : Khối lượng hụt ứng với lượng lớn giải phóng hình thành hạt nhân từ nucleon Năng lượng gọi lượng liên kêt hạt nhân Công thức : Wlk = Δm.c2 Thay Δm = Z.mp + N.mn - m vào công thức trên, ta được: Wlk = (Z.m p + N.m n - m)c2 Lê Nguyễn Thanh Thảo Trang 27 Lý luận dạy học Hóa học Năng lượng liên kết riêng hạt nhân lượng liên kết tính cho nuclon Wlkr = Lê Nguyễn Thanh Thảo Trang 28 Lý luận dạy học Hóa học Chương Xây dựng hệ thống tập chương Nguyên tử nhằm phát triển tư phê phán cho học sinh Nhằm giúp học sinh củng cố kiến thức vận dụng chúng cách linh hoạt tình giáo viên cần hệ thống hóa kiến thức sau chương học Dưới hệ thống tập chương Nguyên tử xậy dựng nhằm phát triển tư phê phán cho học sinh: Tiến trình thực hiện:  Giáo viên củng cố lại lý thuyết, cho tập hướng dẫn học sinh nhận kiến thức quen thuộc có đề theo dạng  Học sinh tìm cách giải cách liên hệ với kiến thức học  Giáo viên tổng hợp, đánh giá, nhận xét kết luận 3.1 Hệ thống kiến thức 3.1.1 Kiến thức Thành phần nguyên tử • Electron: me = 9,1094.10-31 kg = đvC (khơng đáng kể) • Proton: mp = 1,00724 u = 1,6725.10-27 kg Qp = 1,602.10-19 C = + eo hay + • Nơtron: mn = 1,00865 u = 1,67482.10-27 kg Qn = Hạt nhân nguyên tử  Số điện tích hạt nhân = Z = Số proton = Số electron  Số khối = A = P + N = Z + N  Điều kiện bền nguyên tử (Z>82)  1,52 ( trừ H ) Khối lượng ngun tử trung bình Trong đó: Ai : số khối đồng vị ai% : phần trăm tương ứng đồng vị Lê Nguyễn Thanh Thảo Trang 29 Lý luận dạy học Hóa học Lớp phân lớp electron     Lớp n có tối đa 2n2 electron Lớp n có n phân lớp Số electron tối đa phân lớp : s(2), p(6), d(10), f(14),… Cấu hình electron Trật tự mức lượng: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d… Khi điện tích hạt nhân tăng có chèn mức lượng, mức 4s trở nên thấp 3d, mức 5s thấp 4d,…  Cấu hình electron lớp ngồi * Các khí (trừ He), ngun tử có e lớp ngồi bền vững khó tham * gia phản ứng hóa học Các kim loại, nguyên tử có (1, 2, 3) e ngồi dễ cho e để tạo thành ion * dương có cấu hình e giống khí (trừ H, He, B) Các phi kim, ngun tử có (5, 6, 7) e ngồi dễ nhận e để tạo thành ion * âm có cấu hình e giống khí Các ngun tử có e ngồi ngun tử kim loại hay phi kim 3.1.2 Kiến thức mở rộng Cơng thức tính độ hụt khối hạt nhân Δm = Z.mp + N.mn – m Trong đó: • • • • m khối lượng nghỉ hạt nhân X (tính theo đơn vị u) mp khối lượng nghỉ proton (mp = 1,00728u) mn khối lượng nghỉ nơtrôn (mn = 1,00866u) N = A - Z số nơtron hạt nhân X xét Cơng thức tính lượng liên kết : Wlk = Δm.c2 Thay Δm = Z.mp + N.mn - m vào công thức trên, ta được:  Wlk = (Z.m p + N.mn- m nhân)c2 Năng lượng liên kết riêng hạt nhân lượng liên kết tính cho nuclon Lê Nguyễn Thanh Thảo Trang 30 Lý luận dạy học Hóa học Wlkr = 3.1.3 Các cơng thức thường gặp • Thể tích mol ngun tử = R3.N (N = 6,02.1023) mol nặng A gam  d = = Áp dụng công thức coi nguyên tử hình cầu chiếm 100% thể tích ngun tử Thực tế, nguyên tử rỗng, phần tinh thể chiếm a% Nên ta • • • • có các cơng thức sau: V mol ngun tử có khe rỗng = Vmol(có khe rỗng) = = Vo V mol nguyên tử đặc khít = Vmol(đặc khít) = Vo a% = a% V nguyên tử = Vnguyên tử = = a% Bán kính nguyên tử = R = = 3.2 Bài tập vận dụng 3.2.1 Hoạt động nhóm Mỗi tổ lớp chung nhóm Các bạn tổ tham gia thảo luận để trả lời phiếu trắc nghiệm bên Nhóm trả lời nhanh, xác đưa nhận xét hay thưởng Lê Nguyễn Thanh Thảo Trang 31 Lý luận dạy học Hóa học PHIẾU HỌC TẬP Câu 1: Cho nguyên tử nguyên tố sau: Những nguyên tử sau đồng vị nhau? a.1 & b.2 & c.1, 2, & d.1, 2, & Câu 2: Ngun tử hình vẽ có khả nhận electron phản ứng hóa học? a.1 & 2 b.1 & c.3 & d.1 & Câu 3: Cho nguyên tử sau: N (Z = 7), O (Z = 8), S (Z = l6), Cl (Z = l7) Trong số nguyên tử có electron độc thân trạng thái là: a.N S b O S c S Cl d.N Cl Câu 4: Ion A2+ có cấu hình electron phân lớp 3p6 Tổng số electron nguyên tử A là: a.18 b.19 c.20 d.21 Câu 5: Nguyên tử X có cấu hình electron : ls 22s22p5 Ion mà X tạo thành là: a.X+ b.X2+ c.X- GOODLUCKY!! ĐÁP ÁN: 1.c , 2.d , 3.b , 4.c , 5.c 3.2.2 Bài tập có hướng dẫn Lê Nguyễn Thanh Thảo Trang 32 d.X2- Lý luận dạy học Hóa học Bài tập 1: Nguyên tử nguyên tố X có tổng số electron phân lớp p Nguyên tử nguyên tố Y có tổng số hạt mang điện nhiều tổng số hạt mang điện X X Y nguyên tố nào? Hướng dẫn Gv hướng dẫn HS thực - Xác định dạng tốn? Dạng tốn: tìm ngun tố viết cấu hình e nguyên tử - đặc điểm e lớp, phân lớp - Tìm Z ⇒ Tên nguyên tố, viết cấu hình electron - Hs tiến hành thực theo gợi ý Gv Bài giải: Bước 1: Tìm X Số e tối đa phân lớp p Nguyên tử nguyên tố X có tổng số electron phân lớp p nên X có lớp e  X: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1 Do ZX = 13 nên X nhơm (Al) Bước 2: Tìm Y Tổng số hạt mang điện X = pX + eX = 13 + 13 = 26 Vì ngun tố Y có tổng số hạt mang điện nhiều tổng số hạt mang điện X Nên tổng số hạt mang điện Y = 26 + =34  ZY = pY = eY = 34:2 =17 Nên Y Clo (Cl) Bài tập : Nguyên tử Zn có bán kính r = 1,35.10-10 m có ngun tử khối 65 đvC a Tính khối lượng riêng Zn ? b Thực tế khối lượng nguyên tử Zn tập trung hầu hết hạt nhân với bán kính r = 2.10-15 m Tính khối lượng riêng hạt nhân nguyên tử ( = 3,14) Hướng dẫn Gv - Bài toán thuộc dạng toán học - Các cơng thức tính khối lượng riêng, thể tích nguyên tử ? - Hs liên hệ tính tốn Gv xem xét, tổng hợp làm Hs kết luận Bài giải : Lê Nguyễn Thanh Thảo Trang 33 Lý luận dạy học Hóa học Dạng tốn : Mối liên hệ thể tích, bán kính, khối lượng riêng hạt nhân nguyên tử Các công thức liên hệ a Khối lượng riêng D = - Từ bán kính nguyên tử  thể tích ngun tử Zn V = r3.N - Tìm V  tính D = 10 g/cm3 - Lưu ý : Nếu nguyên tử Zn xếp chặt khít khơng chỗ trống tinh thể khối lượng riêng Zn kết tính Nhưng tinh thể nguyên tử Zn chí 70%V nên thực tế khối lượng riêng Zn khoảng g/cm3 b Khối lượng riêng hạt nhân nguyên tử - Tính thể tích hạt nhân nguyên tử V = r3.N (r = 2.10-15 ) - Do khối lượng nguyên tử tập trung chủ yếu hạt nhân nguyên tử khối lượng nguyên tử xem khối lượng ngun tử - Từ suy D theo cơng thức Bài tập : Hạt nhân liti có khối lượng m = 7,01601 u Hãy tính lượng liên kết riêng hạt nhân liti (mp = 1,00724 u, mn = 1,00862 u) Hướng dẫn giải : - Xác đinh số p, số n - Áp dụng công thức tính độ hụt khối - Từ suy lượng liên kết riêng Bài giải : - Xác định số p, số n 7Li Số p = Z = 3, số n = - Tính độ hụt khối Δm = Z.mp + N.mn – m = 1,00724 * + 1,00862 *4 – 7,01601 = 0,04019 u - Năng lượng liên kết Wlk = (Z.m p + N.mn- m nhân)c2 với c = 3.108 m/s - Năng lượng liên kết riêng Wlkr = Bài tập 4: Cacbon có hai đồng vị Oxi có Oxi có ba đồng vị Số phân tử CO2 tạo thành? Hướng dẫn giải: Bước 1: Tính số phân tử CO2 dựa số đồng vị đối xứng Lê Nguyễn Thanh Thảo Trang 34 Lý luận dạy học Hóa học - Đối với C có cách chọn, O có cách chọn Vậy tổng số có: 2*3 = cách chọn tương ứng với phân tử CO2 Bước 2: Tính số phân tử CO2 dựa số đồng vị không đối xứng - Số phân tử CO2 tạo thành từ đồng vị C với nguyên tử đồng vị O khác - Có đồng vị C cặp đồng vị O khác  số phân tử CO2 không đối xứng là: 2*3=  Kết ? Trên em nêu số dạng toán tập cử chương Nguyên tử Tùy vào kiện đề mà áp dụng cách giải khác 3.2.3 Bài tập tự giải Câu 1: Vì từ ý tưởng nguyên tử, cách 2500 năm Democrit, đến cuối kỉ XIX người ta chứng minh nguyên tử có thật có cấu tạo phức tạp ? Mơ tả thí nghiệm tìm electron Đ/a: Trong thời kì dài, người ta khơng có đủ thiết bị khoa học để kiểm chứng ý tưởng nguyên tử Sự phát triển khoa hoc kĩ thuật cuối kỉ XIX cho phép chế tạo thiết bị có độ chân khơng cao (p = 0,001mmHg), có huỳnh quang để quan sát đường tia khơng nhìn thấy mắt thường nguồn điện hiệu cao (l5000V) Thí nghiệm phát minh electron Tom-xon (1897) theo SGK tr.4 hóa 10 nâng cao Câu 2: Trong tế bào đơn vị tinh thể X (mạng tinh thể lập phương tâm diện với cạnh hình lập phương a = 3,62.10 -8 cm) có đơn vị cấu trúc Khối lượng riêng nguyên tố 8920 (g/m 3) Biết tế bào lập phương tâm diện, bán kính nguyên tử r = a Tính thể tích nguyên tử tế bào phần trăm thể tích tế bào bị chiếm nguyên tử b Xác định nguyên tố X? Đ/a: a Vnt = 0,74a3 (cm3) , %V = 74% b.X Cu Câu 3: Tổng số hạt nguyên tử M 82 Trong tổng số hạt mang điện tích nhiều tổng số hạt khơng mang điện 22 Tìm M? Đ/a: M Fe Lê Nguyễn Thanh Thảo Trang 35 Lý luận dạy học Hóa học Câu 4: M X hai nguyên tử kim loại, tổng số hạt nguyên tử M X 142 Trong tổng số hạt mang điện nhiều tổng số hạt không mang điện 42 Số hạt mang điện nguyên tử M nhiều số hạt mang điện nguyên tử X 12 Tìm M X? Đ/a M Fe , X Ca Câu 5: Cho hai đồng vị hidro có tỉ lệ % số hiệu nguyên tử : (99,984%), (0,016%) hai đồng vị Clo : (75,53%), (24,47%) a Tính ngun tử khối trung bình nguyên tố b Có thể có phân tử HCl khác tạo nên từ hai loại đồng vị hai nguyên tố c Tính phân tử khối gần loại phân tử nói Đ/a : a Nguyên tử khối trung bình H O : 1,00016 35,5 b c : Có loại phân tử khác H H (M = 38), Lê Nguyễn Thanh Thảo D (M = 39) Trang 36 (M = 36), D (M= 37) Lý luận dạy học Hóa học PHẦN III KẾT LUẬN Đề tài “Các phương thức tạo hội cho học sinh phát triển Tư phê phán thông qua việc dạy học chương Nguyên tử hóa học 10 THPT” góp phần rèn cho học sinh có nhận thức tư nói chung tư phê phán nói riêng Qua đề tài giúp học sinh rèn luyện cách lập luận thân vấn đề đặt chương Nguyên tử hiệu Khơng vậy, học sinh rèn tính tiếp thu thơng tin cách tích cực phát huy tinh thần học hỏi, đoàn kết cá nhân tập thể Em xin chân thành cảm ơn Thầy Phan Thế Bình tận tình cố vấn em q trình hồn thành tiểu luận Tuy nhiên trình độ hạn chế em mong nhận đóng góp chân thành thầy! Lê Nguyễn Thanh Thảo Trang 37 Lý luận dạy học Hóa học TÀI LIỆU THAM KHẢO TS Lê Tấn Huỳnh Cẩm Giang (2011), Tư phản biện – Critical Thingking, Viện Nghiên cứu Giáo dục Phạm Thị Hương Giang (2013), Phát triển lực nhận thức tư học sinh trường THPT với trợ giúp công nghệ thơng tin Chương Ngun tử, Hóa học 10, Luận văn Thạc sĩ Đại học quốc gia Hà Nội Phạm Thị Luyến (2008), Rèn luyện Tư phê phán cho học sinh thơng qua dạy học chủ đề phương trình, bất phương trình trường THPT, Luận văn thạc sĩ Lê Xuân Trọng, Hóa học 10 Nâng cao, Nhà xuất giáo dục Việt Nam Đào Đình Thức (2009), Hóa học đại cương Tập 1, NXB Đại học quốc gia Hà Nội Đào Đình Thức (2008), Bài tập Hóa học đại cương, NXB Đại học quốc gia Hà Nội PGS Trần Xuân Trường – TS Trần Trung Minh (2006), Bài tập chọn lọc Hóa học 10, NXB Đại học quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh GS.TS Nguyễn Quang Uẩn(chủ biên), Giáo trình Tâm lý học đại cương, NXB Đại học Sư phạm Lê Nguyễn Thanh Thảo Trang 38